[發明專利]一種用于抵抗輪廓攻擊的視頻加密方法

有效

• 申請號: 201910976296.3
• 申請日: 2019-10-15
• 公開（公告）號: CN110677694B
• 公開（公告）日: 2021-10-26
• 發明（設計）人: 何軍輝;趙揚
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: H04N21/2347
• 分類號: H04N21/2347;H04N21/4408;H04N21/266;H04N19/46;H04N19/70;H04N19/176;H04N19/625;H04N19/88
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 陳宏升

本發明公開了一種用于抵抗輪廓攻擊的視頻加密方法，包括：接收待加密的視頻，對所述視頻的比特流進行解碼；將當前幀的宏塊劃分為四個區域，每個區域內的宏塊分別組成一維的宏塊序列；利用混沌映射將宏塊序列置亂；使用2D?LSCM生成與當前幀非零DCT系數個數相等的混沌序列，將所述混沌序列和DCT系數的符號位進行異或運算加密；對待加密視頻中經加密操作改變的宏塊的語法元素進行部分重編碼，得到加密的視頻比特流，完成加密。由于本發明利用優化設計的宏塊置亂實現加密，能夠有效抵抗現有的各種類型的輪廓攻擊。同時，本方法的加密密鑰與待加密視頻幀非零DCT系數數量直方圖相關，能有效抵抗已知明文攻擊。

技術領域

本發明涉及多媒體信息安全技術領域，具體涉及一種用于抵抗輪廓攻擊的視頻加密方法。

背景技術

隨著數字視頻處理技術的進步以及互聯網的高速發展，視頻作為一種包含豐富信息的載體獲得了廣泛的應用。因此，如何有效保護商業或個人視頻通過公開信道傳輸或存儲至云存儲平臺時的安全和隱私，越來越受到人們的重視。

視頻加密是一種保護視頻內容安全的常用方法。加密算法可以在密鑰的控制下將一段明文視頻轉換為一段類似噪聲的密文視頻，從而使得只有擁有密鑰的合法用戶才能獲取到視頻的原始內容，而沒有密鑰的非法用戶則只能獲得雜亂無章的噪聲內容。

H.264/AVC編碼標準是如今應用最為廣泛的一種視頻編碼標準，因此針對H.264/AVC視頻的加密算法具有良好的應用價值。現有兩種類型的策略來保護H.264/AVC視頻，一種安全策略是用傳統的加密算法加密整個視頻流，被稱為直接加密，例如使用和，但這會導致加密視頻格式不兼容；另一種與H.264/AVC標準兼容的視頻選擇性加密近年得到了更多關注，已經提出了很多選擇性加密的方法。目前已有的H.264/AVC視頻加密算法普遍存在著無法抵抗各種類型的輪廓攻擊的缺陷。

Minemura等人提出了一種針對格式兼容的H.264/AVC加密視頻的輪廓攻擊MBS(K.Minemura,K.Wong,R.C.W.Phan,and K.Tanaka,“A novel sketch attack for H.264/AVC format-compliant encrypted video,”IEEE Transactions on Circuits andSystems for Video Technology.,vol.27,no.11,pp.2309–2321,2017)，其核心思想是利用宏塊編碼比特數的差異性來攻擊加密視頻，從而生成與原視頻相似的灰度輪廓圖像。

Peng等人提出的基于加密幀內預測模式、運動矢量差值和DCT系數的H.264/AVC視頻加密方法(F.Peng,X.-q.Gong,M.Long,and X.-m.Sun,“A selective encryptionscheme for protecting H.264/AVC video in multimedia social network,”Multimedia Tools and Applications,vol.76,no.3,pp.3235–3253,2017)和Ding等人提出的基于改變DCT系數掃描順序的H.264/AVC視頻加密方法(X.Ding,Y.Deng,G.Yang,Y.Song,D.He,and X.Sun,“Design of new scan orders for perceptual encryption ofH.264/AVC videos,”IET Information Security.,vol.11,no.2,pp.55–65,2017)均無法抵抗MBS輪廓攻擊以及一些針對JPEG圖像的傳統輪廓攻擊。此外這些加密方法的視覺效果也不夠理想。

發明內容

本發明的目的是為了克服以上現有技術存在的不足，提供了一種能夠抵抗輪廓攻擊的用于抵抗輪廓攻擊的視頻加密方法。

本發明的目的通過以下的技術方案實現：

一種用于抵抗輪廓攻擊的視頻加密方法，包括：