[發(fā)明專利]一種基于國密算法和可逆隱寫術(shù)的視頻加密及解密方法

有效

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• 申請日: 2020-06-16
• 公開（公告）號: CN111988639B
• 公開（公告）日: 2022-10-21
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳明志;翁才杰;許春耀;謝加良;張瑞;楊小權(quán);周怡;饒慶裕;李棟
• 申請（專利權(quán)）人: 北卡科技有限公司
• 主分類號: H04N21/2347
• 分類號: H04N21/2347;H04N21/4405;H04N5/913;H04N19/467
• 代理公司: 福州君越知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 35299
• 代理人: 梁錦平

本發(fā)明公開一種基于國密算法和可逆隱寫術(shù)的視頻加密及解密方法，加密方法的步驟是：步驟1，解析基于H.264編碼的Annex?B格式的視頻碼流，定位并記錄VCL的NAL單元中slice data的起止位置；步驟2，采用ZUC算法對VCL的NAL單元全部的I?slice和部分的非I?slice的slice data進(jìn)行加密；步驟3，使用基于整數(shù)變換的可逆隱寫術(shù)將待隱藏的秘密信息隱藏在視頻碼流中進(jìn)行傳遞。此種技術(shù)方案通過可逆隱寫術(shù)實現(xiàn)國密算法的密鑰信息和加密關(guān)鍵參數(shù)的安全傳遞，解密時無需對碼流格式進(jìn)行分析，提高了效率；此外，在秘密信息被提取出來之前，即使攻擊者獲得正確的加密密鑰也無法對密文進(jìn)行解密，實現(xiàn)基于國密算法的視頻流雙重保護(hù)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于視頻加密技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種基于國密算法和可逆隱寫術(shù)的視頻加密及解密方法。

背景技術(shù)

隨著多媒體技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展，視頻無論是在安防監(jiān)控領(lǐng)域還是在人們的日常生活中都有著至關(guān)重要的作用。但若沒有對視頻內(nèi)容進(jìn)行保護(hù)，將給公共安全到個人的信息安全帶來嚴(yán)重的威脅。在已有視頻內(nèi)容保護(hù)方法中，基于權(quán)限管控的方法沒有真正保護(hù)視頻內(nèi)容；在編碼前對視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行加密，需要處理的數(shù)據(jù)量過于巨大，難以滿足實時性要求；在編碼過程中對視頻進(jìn)行加密，需要專用的編解碼器，算法復(fù)雜開發(fā)難度大且無法兼容常規(guī)的視頻播放器。此外，基于加密的視頻內(nèi)容保護(hù)方法，傳輸密鑰信息時往往沒有考慮到其與加密對象的關(guān)聯(lián)，在實際網(wǎng)絡(luò)傳輸環(huán)境中極有可能出現(xiàn)接收端只收到密文，未收到密鑰(或者只收到密鑰，卻未收到密文)的情形。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的，在于提供一種基于國密算法和可逆隱寫術(shù)的視頻加密及解密方法，其通過可逆隱寫術(shù)實現(xiàn)國密算法的密鑰信息和加密關(guān)鍵參數(shù)的安全傳遞，解密時無需對碼流格式進(jìn)行分析，提高了效率；此外，在秘密信息被提取出來之前，即使攻擊者獲得正確的加密密鑰也無法對密文進(jìn)行解密，實現(xiàn)基于國密算法的視頻流雙重保護(hù)。

為了達(dá)成上述目的，本發(fā)明的解決方案是：

一種基于國密算法和可逆隱寫術(shù)的視頻加密方法，包括如下步驟：

步驟1，解析基于H.264編碼的Annex-B格式的視頻碼流，定位并記錄VCL的NAL單元中slice data的起止位置；

步驟2，采用ZUC算法對VCL的NAL單元全部的I-slice和部分的非I-slice的slicedata進(jìn)行加密；

步驟3，使用基于整數(shù)變換的可逆隱寫術(shù)將待隱藏的秘密信息隱藏在視頻碼流中進(jìn)行傳遞。

上述步驟2中，選擇進(jìn)行加密的非I-slice時，設(shè)置非I-slice被加密的概率，通過隨機(jī)數(shù)選擇對哪些非I-slice進(jìn)行加密。

上述步驟3中，待隱藏的秘密信息包含秘密信息塊數(shù)、塊標(biāo)記信息、VCL的NAL單元信息、加密的非I-slice數(shù)量及被加密的非I-slice信息、密鑰信息、可逆隱寫術(shù)需要的載體中不能改變的塊信息，其中，VCL的NAL單元信息包括數(shù)量及其用偏移地址表示的起止位置，加密的非I-slice信息包括數(shù)量及其用偏移地址表示的起止位置。

上述步驟3中，待隱藏的秘密信息記錄在視頻碼流數(shù)據(jù)中，采用如下3種方式中的任意一種：①將秘密信息的起始位置記錄在碼流的前兩個字節(jié)；②將秘密信息的起始位置記錄在SEI中的自定義數(shù)據(jù)中；③將第一個VCL的NAL的slice data作為秘密信息的起始位置。

上述步驟3中，基于整數(shù)變換的可逆隱寫術(shù)的實現(xiàn)方法如下：

步驟31，將長度為N字節(jié)的密文數(shù)據(jù)切分成n個互不重疊的子序列b₁,b₂,...,b_n，子序列集合記為B，B＝{b₁,b₂,...,b_n}，每個子序列的長度

步驟32，計算第i個子序列的均值為第i個子序列中第j個元素，