一种基于区块链的视频帧数据双认证与分级加密方法技术

一种基于区块链的视频帧数据双认证与分级加密方法；通过公钥、哈希算法(比如SM2、SM3)生成视频帧数据数字签名；通过基于相对大小的编码在频率域上嵌入数字签名，实现离线验证；通过将数字签名保存至区块链实现在线验证；通过对位平面的控制实现视频帧数据的分级加密。本发明专利技术能够对H.264编码的视频进行分级加密，数字签名嵌入与验证；本发明专利技术只需保存一个文件，可以实现视频多种清晰度的解密效果。利用本发明专利技术，可以对视频文件进行加密，保护内容隐私，同时提供预览功能，不同权限等级可解密得到不同清晰度的视频。双认证机制(在线验证、离线验证)提供视频文件的真实性和完整性检测。

【技术实现步骤摘要】
一种基于区块链的视频帧数据双认证与分级加密方法
本专利技术属于视频认证，视频加密，区块链及信息安全
，具体涉及视频帧数据认证、视频加密方法。
技术介绍
在如今信息飞速发展的时代，智能监控摄像头因其能够远程监控、录制视频等功能，便成了许多行政机构、公司和家庭保障安全的不二选择；因此，智能监控摄像头在智能监控、实时视频通信和视频动态认证等领域应用越来越广泛，随之而来的视频数据安全问题也日趋严重[1]。目前，视频流数据安全问题愈演愈烈，其中主要包括:网络视频监控系统远程传输的不安全性，即传输过程中数据的完整性、可用性和机密性存在被破坏或篡改的可能[2,3]。此外视频监控后端系统存储的监控视频数据易被窃取，未被加密的用户个人隐私信息可被任意查看；而被加密后的视频内容无法识别，难以分类管理。对于用户隐私信息的保护和视频后台监管的平衡已成为一个迫在眉睫的问题。视频加密最初是为了保护涉及政治、军事和经济等敏感应用中的视频数据，随着科技的发展，视频加密的应用领域扩展到多媒体商业服务中，如数字电视、视频点播、视频会议等。视频加密技术的应用领本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于区块链的视频帧数据双认证与分级加密方法，包括如下步骤：/n第1.视频帧数据离线认证，包括数字签名的生成、嵌入和提取；/n第1.1.数字签名的生成/n(1)将H.264编码的MP4视频进行解码，采用通用开源编解码库，得到每一帧的帧数据；选取其中所有的n个关键帧数据frame

【技术特征摘要】
1.一种基于区块链的视频帧数据双认证与分级加密方法，包括如下步骤：
第1.视频帧数据离线认证，包括数字签名的生成、嵌入和提取；
第1.1.数字签名的生成
(1)将H.264编码的MP4视频进行解码，采用通用开源编解码库，得到每一帧的帧数据；选取其中所有的n个关键帧数据frame1，frame2，...，framen；
(2)采用密码杂凑算法，对第2至第n关键帧数据计算其哈希值Hash；
(3)采用公钥加密算法，随机产生一对公私钥对，用私钥对得到的哈希值进行加密，即可得到视频帧数据的数字签名Sign；
第1.2.数字签名的嵌入
(1)将第一个视频关键帧数据解析为YUV三个颜色编码矩阵，其中Y代表灰度矩阵；
(2)对Y矩阵进行8*8分块，并对每个分块作DCT变换；
(3)将视频文件对应的数字签名转换为二进制；
(4)在每个8*8分块中嵌入1bit信息；选取每个分块的对角线8个元素，自右上至左下依次编号为P0，P1，...，P7，用前四位与后四位的和之差来表示嵌入信息，同时将它们的差值强化至16，增强嵌入信息的鲁棒性，即：

表示嵌入1

表示嵌入0
第1.3.数字签名的提取
(1)将第一个视频关键帧数据解析为YUV三个颜色编码矩阵；
(2)对Y矩阵进行8*8分块，并对每个分块作DCT变换；
(3)选取每个分块的对角线8个元素，自右上至左下依次编号为P0，P1，...，P7，用前四位与后四位的和之差来提取嵌入信息，即：

表示1

表示0
(4)将提取出的二进制信息转换为十六进制数字签名；
第2.视频帧数据在线认证，包括数字签名的生成、保存和验证；
第2.1.数字签名的生成方式同第1.1步；
第2.2.将视频数字签名、用户信息、可信时间戳保存至区块链，区块链返回唯一ID；
第2.3.数字签名的在线验证
(1)根据区块链返回的视频ID从区块链上取出数字签名sign；
(2)用户使用公钥和原视频的关键帧数据frame1，frame2，...，framen，对视频数据完整性进行验证；
第3.视频帧数据的分级加密
(1)将视频所有关键帧数据解析为YUV三个颜色编码矩阵，提取其...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵逸文，苏明，文周之，刘晓光，
申请(专利权)人：南开大学，
类型：发明
国别省市：天津;12