基于网络编码的可分级视频流加密方法技术

本发明专利技术公开了一种基于网络编码的可分级视频流加密方法，具体按照以下步骤实施：首先对视频流数据进行预编码，生成图像组序列；然后对每一个图片组中的明文消息中的各层数据块进行部分随机化；接着对最高层(最低传输优先级层)数据单独进行线性随机化，按照从次最高层(次最低传输优先级层)开始至基础层的顺序逐层进行迭代变换，对每个数据层及其相邻低优先级层对应数据同时执行相同的随机线性组合；依据视频质量订阅等级，各接收端可利用逐层逆迭代的方法进行解码。本发明专利技术不仅实现了视频流安全增量编码时安全度的可量化性，而且实现了不同安全需求的应用中数据保密度及视频传输编译码的灵活性，计算复杂度小，加密效率高。

Scalable video stream encryption method based on network coding

The invention discloses a method based on scalable video streaming encryption method for network encoding, specifically implemented according to the following steps: firstly, pre encoding of video data, generating the image sequence; then part of randomization of each layer data plaintext message every group of pictures in the block; then on the top (the lowest the transmission priority layer) data is linear randomization alone, according to the times from the top (the lowest priority transmission layer) to the base layer by layer iterative sequence transform for each data layer and the adjacent layer corresponding to the low priority data and perform the same random linear combination; on the basis of the quality of video subscription level, each receiver can be using the method of inverse iterative decoding layer. The invention not only realizes video stream encoding when the safety degree of safety increment can be quantified, and the realization of video transmission code density and flexibility of data security and application of different security requirements, low computational complexity, high encryption efficiency.

【技术实现步骤摘要】
基于网络编码的可分级视频流加密方法
本专利技术属于数据安全
，具体涉及一种基于网络编码的可分级视频流加密方法。
技术介绍
可分级视频编码能有效适用于当前异构网络中的视频流高效传输业务，它能极大地满足多种异构终端用户的不同实时业务需求。优先编码传输PET(PriorityEncodingTransmission)是实现可分级视频流传输的一种非常重要的技术。在这类技术中，基于网络编码的PET已经被认为是一种更有效的无比率编码方式。与传统的PET不同，网络编码允许网络中各中间节点传输前可对接收到的信息进行线性或非线性的组合变换，而基于网络编码的PET可以显著提高在删除信道传输的整体视频质量。虽然基于网络编码的PET能有效增强传输健壮性和可靠性，可以提供很好的信道适应性服务，但当下的应用中却没有解决其安全应用中一个潜在的可扩展性问题：根据终端用户的不同订阅等级，为其提供不同质量的视频数据。这个问题的解决显然需要开发具有低复杂度特性的多层级安全加密方案以保证不同订阅级别的数据安全。当前，视频数据可扩展性机密性保护都是通过传统的加密方式来实现，但是当数据流量大幅增加时，这种方式的安全性的扩本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于网络编码的可分级视频流加密方法，其特征在于，具体按照以下步骤实施：步骤1：信源为各数据层配置不同的保护密钥，并且给第c层视频质量的订阅用户接收端分发第1层至第c层的保护密钥k1,k2,…,kc，其中1≤c≤L，其中L为数据层的总层数；步骤2：信源视频数据被分割编码为一个图像组GOP序列，每个GOP被分割为多个数据层，每层中空余位填充相应的冗余零数据块；步骤3：对于每个GOP，信源利用步骤1中的保护密钥生成各层编码信息，分别对每个GOP中各层进行安全编码；步骤4：信源将步骤3编码后的GOP数据包利用网络编码传输的方法发送到接收端；步骤5：根据订阅的视频质量服务等级，接收端利用网络编码解码规则...

【技术特征摘要】
1.基于网络编码的可分级视频流加密方法，其特征在于，具体按照以下步骤实施：步骤1：信源为各数据层配置不同的保护密钥，并且给第c层视频质量的订阅用户接收端分发第1层至第c层的保护密钥k1,k2,…,kc，其中1≤c≤L，其中L为数据层的总层数；步骤2：信源视频数据被分割编码为一个图像组GOP序列，每个GOP被分割为多个数据层，每层中空余位填充相应的冗余零数据块；步骤3：对于每个GOP，信源利用步骤1中的保护密钥生成各层编码信息，分别对每个GOP中各层进行安全编码；步骤4：信源将步骤3编码后的GOP数据包利用网络编码传输的方法发送到接收端；步骤5：根据订阅的视频质量服务等级，接收端利用网络编码解码规则对收到的GOP数据包进行译码，尽可能多连续地恢复步骤4中封装的从基础层到订阅质量层数据，进而执行逐层逆迭代和层随机化逆操作来完成不同用户订购数据层的解密。2.根据权利要求1所述的基于网络编码的可分级视频流加密方法，其特征在于，所述步骤2中：每个GOP被编码为L层，第1层为基础层、其余L-1层为增强层；从第1层到第L层，各层数据的传输优先级逐层降低；每个GOP中第j层视频数据量由rj表示，第j层视频数据被分为lj块，则每块包含nj＝rj/qlj个编码域Fq上的字符，除了lj个数据块之外，第j层空余位需填充lL-lj个冗余零数据块，其中，j＝1,2,…,L；每个GOP中各层数据块数量满足l1＜l2＜...＜lL且l1＞1；各层数据将根据传输优先等级从第1层至最高层第L层按列降序排列，组成初始编码数据结构。3.根据权利要求1所述的基于网络编码的可分级视频流加密方法，其特征在于，所述步骤3具体为：步骤3.1：层块部分随机化：对于第i层，i依次取1,2,…,L，第i层的信源消息字符被分割编码成li个数据块，这些数据块组成编码域Fq上维数为li×ni的矩阵Mi，对该层的数据块部分随机化过程如下：步骤3.1.1：利用第i层保护密钥ki和随机数生成器G1产生ti×ni个域Fq上的随机数，其中...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘光军，
申请(专利权)人：西安文理学院，
类型：发明
国别省市：陕西,61