一种支持超高清视频数据分级安全保护的方法技术

本发明专利技术公开了一种支持超高清视频数据分级安全保护的方法，包括如下步骤：S11，对原始超高清视频添加数字暗水印，生成暗水印视频；S12，对暗水印视频进行数字证书签名，得到带签名的暗水印视频；S13，利用国家商用算法对带签名的暗水印视频进行加密，生成加密视频。本发明专利技术实现了对大码率、大容量超高清视频分级安全保护，该方法利用国家商用密码算法以及数字暗水印技术，在兼顾处理效率以及安全要求情况下，可以满足对超高清视频不同防护等级条件下安全保护要求。

【技术实现步骤摘要】
一种支持超高清视频数据分级安全保护的方法
本专利技术涉及安防监控、广播电视超高清视频安全
，尤其是一种支持超高清视频数据分级安全保护的方法。
技术介绍
1、国产商用密码技术密码作为维护国家网络与信息安全的核心技术和基础支撑，在维护国家网络空间安全、信息安全、经济安全等方面发挥着重要作用。密码算法是最基础、最重要的密码技术。国家密码管理局高度重视密码算法管理工作，近10年来，发布了SM2公钥密码算法、SM3密码杂凑算法、SM4分组密码算法、SM9标识密码算法等SM系列算法及ZUC序列密码算法，构成了包括对称密码算法、非对称密码算法、杂凑密码算法、标识密码算法和序列密码算法的完整、自主的国产密码算法体系。作为我国大力推广的国产密码算法，尤其是在上述算法成为密码行业标准后，SM系列算法和ZUC算法的应用取得显著成绩，为促进商用密码发展、保障我国信息安全发挥了巨大作用。2、超高清视频基于国家工业和信息化部公布超高清视频标准定义，超高清视频是指具有4K(3840×2160像素)或8K(7680×4320像素)分辨率，符合高帧率、广色域、高动态范围等技术要求的新一代视频。超高清视频具有更精细的图像细节、更强的信息承载能力和更广泛的应用范围，为消费升级、行业创新、社会治理提供了新工具、新要素、新场景，有力推动经济社会各领域的深刻变革。3、数字暗水印技术数字水印(digitalwatermarking)是实现版权保护的有效办法，已成为多媒体信息安全研究领域的一个热点，也是信息隐藏技术研究领域的重要分支。它通过在原始数据中嵌入秘密信息——水印(watermark)来证实该数据的所有权。被嵌入的水印可以是一段文字、标识、序列号等。水印通常是不可见或不可察，它与原始数据(如图像、音频、视频数据等)紧密结合并隐藏其中，成为源数据不可分离的一部分，并可以经历一些不破坏源数据使用价值或商用价值的操作而存活下来。数字水印技术除具备信息隐藏技术的一般特点外，还有着其固有的特点和研究方法。例如，从信息安全的保密角度而言，隐藏的信息如果被破坏掉，系统可以视为安全的，因为秘密信息并未泄露；但是，在数字水印系统中，隐藏信息的丢失意味着版权信息的丢失，从而失去了版权保护的功能，这一系统就是失败的。因此数字水印技术必须具有较强的鲁棒性、安全性和透明性。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是：针对上述存在的问题，提供一种支持超高清视频数据分级安全保护的方法。本专利技术采用的技术方案如下：一种支持超高清视频数据分级安全保护的方法，包括如下步骤：S11，对原始超高清视频添加数字暗水印，生成暗水印视频；S12，对暗水印视频进行数字证书签名，得到带签名的暗水印视频；S13，利用国家商用算法对带签名的暗水印视频进行加密，生成加密视频。进一步，步骤S11包括如下子步骤：S111，对原始超高清视频进行解码，分成视频帧和音频数据；S112，将待嵌入的水印信息转换成二进制流，再进行纠错编码并添加同步码，组合成一组待嵌入的比特序列；S113，通过分析每个视频帧的频域特点，在视频帧指定的颜色通道中，通过比较视频帧在时域中前后帧变化情况，选取变化相对较小的图像区域进行小波变换，经小波变换后在中高频部分进行比特序列嵌入，由此将所述比特序列按顺序嵌入到各视频帧中，生成含水印视频帧；S114，将含水印视频帧与音频数据重新编码，合成为暗水印视频。进一步，步骤S12中是使用用户私钥对暗水印视频进行数字证书签名，得到带签名的暗水印视频。进一步，步骤S13包括如下子步骤：S131，利用国家商用算法生成视频加密密钥；S132，使用视频加密密钥对带签名的暗水印视频进行加密计算，得到视频密文；S133，从服务器获取视频密钥加密密钥及其唯一对应的视频密钥加密密钥ID，然后使用视频密钥加密密钥对视频加密密钥进行加密计算，得到视频加密密钥密文；S134，将视频密文、视频加密密钥密文和视频密钥加密密钥ID按指定格式进行封装，得到加密视频。进一步，所述方法还包括如下视频还原的步骤：S21，对加密视频进行解密得到带签名的暗水印视频；S22，对带签名的暗水印视频进行验签，验签成功后执行步骤S23；S23，提取暗水印视频中的数字暗水印，还原原始超高清视频。进一步，步骤S21包括如下子步骤：S211，将加密视频按指定格式拆封装，得到视频密文、视频加密密钥密文和视频密钥加密密钥ID；S212，根据视频密钥加密密钥ID向服务器查询得到视频密钥加密密钥，然后使用视频密钥加密密钥对视频加密密钥密文进行解密，得到视频加密密钥；S213，使用视频加密密钥对视频密文进行解密，得到带签名的暗水印视频。进一步，步骤S22中验签失败后进行提示告警。进一步，步骤S22中是使用用户私钥对带签名的暗水印视频进行验签。进一步，步骤S23包括如下子步骤：S231，将暗水印视频进行解码，分成视频帧和音频数据；S232，从视频帧指定的颜色通道中，找到嵌入比特序列的区域，通过小波变换后，在中高频部分找到嵌入了比特序列的视频帧，对所有含水印视频帧提取比特序列后进行判断，在确定每一视频帧中嵌入的比特序列并提取同步码后，采用纠错方法提取原始的水印信息，由此还原出原始视频帧；S233，将原始视频帧与音频数据重新编码，合成为原始超高清视频。进一步，所述水印信息含有用户唯一信息。综上所述，由于采用了上述技术方案，本专利技术的有益效果是：本专利技术采用了两级安全保护，第一级使用数字暗水印技术，保障超高清视频数据末端使用溯源确权，同时使用数字证书签名技术保障超高清视频数据的完整性；第二级在第一级安全基础上，使用国家商用密码加密算法，保障超高清视频数据分发传递过程机密性以及完整性。由此实现了对大码率、大容量超高清视频分级安全保护，该方法利用国家商用密码算法以及数字暗水印技术，在兼顾处理效率以及安全要求情况下，可以满足对超高清视频不同防护等级条件下安全保护要求。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。图1为本专利技术的支持超高清视频数据分级安全保护的方法的流程图。图2为本专利技术实施例1的添加数字暗水印的流程图。图3为本专利技术实施例1的视频加密的流程图。图4为本专利技术实施例2的视频解密的流程图。图5为本专利技术实施例2的验签的流程图。图6为本专利技术实施例2的提取数字暗水印的流程图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种支持超高清视频数据分级安全保护的方法，其特征在于，包括如下步骤：/nS11，对原始超高清视频添加数字暗水印，生成暗水印视频；/nS12，对暗水印视频进行数字证书签名，得到带签名的暗水印视频；/nS13，利用国家商用算法对带签名的暗水印视频进行加密，生成加密视频。/n

【技术特征摘要】
1.一种支持超高清视频数据分级安全保护的方法，其特征在于，包括如下步骤：
S11，对原始超高清视频添加数字暗水印，生成暗水印视频；
S12，对暗水印视频进行数字证书签名，得到带签名的暗水印视频；
S13，利用国家商用算法对带签名的暗水印视频进行加密，生成加密视频。


2.根据权利要求1所述的支持超高清视频数据分级安全保护的方法，其特征在于，步骤S11包括如下子步骤：
S111，对原始超高清视频进行解码，分成视频帧和音频数据；
S112，将待嵌入的水印信息转换成二进制流，再进行纠错编码并添加同步码，组合成一组待嵌入的比特序列；
S113，分析每个视频帧的频域特点，通过比较视频帧在时域中前后帧变化情况，选取变化相对较小的图像区域进行小波变换，经小波变换后在中高频部分进行比特序列嵌入，由此将所述比特序列按顺序嵌入到各视频帧中，生成含水印视频帧；
S114，将含水印视频帧与音频数据重新编码，合成为暗水印视频。


3.根据权利要求1所述的支持超高清视频数据分级安全保护的方法，其特征在于，步骤S12中是使用用户私钥对暗水印视频进行数字证书签名，得到带签名的暗水印视频。


4.根据权利要求1所述的支持超高清视频数据分级安全保护的方法，其特征在于，步骤S13包括如下子步骤：
S131，利用国家商用算法生成视频加密密钥；
S132，使用视频加密密钥对带签名的暗水印视频进行加密计算，得到视频密文；
S133，从服务器获取视频密钥加密密钥及其唯一对应的视频密钥加密密钥ID，然后使用视频密钥加密密钥对视频加密密钥进行加密计算，得到视频加密密钥密文；
S134，将视频密文、视频加密密钥密文和视频密钥加密密钥ID按指定格式进行封装，得到加密视频。


5.根据权利要求1所述的支持超高清视频数据分级安全保护的...

【专利技术属性】
技术研发人员：张正强，杨瑾焜，吴震，李斌，
申请(专利权)人：成都三零凯天通信实业有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51