一种适于多媒体传输和服务特性的加密方法技术

本发明专利技术公开了一种适于多媒体传输和服务特性的加密方法，该方法包括：将加密与多媒体编解码过程融合一体，不加密全部的多媒体数据，而是加密一定比例的、对多媒体解码影响大、带有丰富信息的数据，从而减小了系统的处理负荷；加密过程中采用安全的随机数生成函数Rand()加强防护，将基本层随机分块，从而增强这种组合密码体制的安全性；通过映射算法从加密算法库中随机抽取加密算法，分别对基本层分块进行加密，由于破译者不知道具体哪段信息具体采用了哪种算法，各种各样的加密算法联合起来产生作用，从而使破译者无从下手增强了加密信息的离散性和安全性。通过实施本发明专利技术，具有快速、高效的特点，有较强的实用性和较好的应用前景。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了，该方法包括：将加密与多媒体编解码过程融合一体，不加密全部的多媒体数据，而是加密一定比例的、对多媒体解码影响大、带有丰富信息的数据，从而减小了系统的处理负荷；加密过程中采用安全的随机数生成函数Rand()加强防护，将基本层随机分块，从而增强这种组合密码体制的安全性；通过映射算法从加密算法库中随机抽取加密算法，分别对基本层分块进行加密，由于破译者不知道具体哪段信息具体采用了哪种算法，各种各样的加密算法联合起来产生作用，从而使破译者无从下手增强了加密信息的离散性和安全性。通过实施本专利技术，具有快速、高效的特点，有较强的实用性和较好的应用前景。【专利说明】—种适于多媒体传输和服务特性的加密方法
本专利技术涉及数字家庭
，具体涉及。
技术介绍
随着多媒体技术的发展，多媒体业务在无线通信、因特网服务、数字视音频产品和会议电视、可视电话等领域得到前所未有的应用，同时多媒体传输加密和知识产权保护也成为需要迫切解决的问题。但多媒体加密不同于传统的信息加密,传输和存储多媒体的主要困难是数据量太大，需要较宽的传输带宽和很大的存储资源，加密给系统带来的成本、对多媒体传输性能的影响也会很大。比如对于多媒体手机等便携式产品，系统越复杂电池消耗时间就越快，实时的多媒体数据量(尤其是视频)非常大，加密全部的数据将会增加处理延时，这会对实时多媒体的播放造成困扰。多媒体选择加密技术1995年开始提出，当时主要用于解决视频点播(VOD)和Mpeg-1的传输加密。由于该技术目标是将加密与多媒体编解码过程融合一体,不加密全部的多媒体数据，而是加密一定比例的、对多媒体解码影响大、带有丰富信息的数据，从而减小了系统的处理负荷，所以一出现便引起极大关注。但是多媒体部分加密技术相关理论并不完善，与其他保密技术如水印的结合还需要进一步研究，加密强度比较低。密码学是研究编制密码和破译密码的科学技术。研究密码变化的客观规律，应用于编制密码以保守通信秘密的，称为编码学；应用于破译密码以获取通信情报的，称为破译学，总称密码学。密码是通信双方按约定的法则进行信息特殊变换的一种重要保密手段。依照这些法则，变明文为密文，称为加密变换；变密文为明文，称为脱密变换。密码体制根据密钥的不同可以分为两种，Simmons把密码体制分为对称密钥(单钥)密码体制和公钥(双钥)密码体制。对称密钥密码体制是传统密码体制，即私钥密码体制。对称密码算法的加密密钥和解密密钥完全一样，需要通信的双方必须选择和保存他们共同的密钥，各方必须信任对方不会将密钥泄密出去，这样就可以实现数据的机密性和完整性。对于具有η个用户的网络，需要n(n-l)/2个密钥，在用户群不是很大的情况下，对称加密系统是有效的。但是对于大型网络，当用户群很大，分布很广时，密钥的分配和保存就成了问题。这种密码技术运算量小，因而加解密速度快，但密钥的管理和分配较为困难。目前，最常用的私钥加密算法有DES，3DES，AES和IDEA等。现有的MPEG4 IPMP采用的部分加密技术，提出了“格式兼容部分加密与置乱框架”，加密过程是在变换(DCT或者小波)后、压缩(量化、哈夫曼/游程/算术/内嵌等熵编码)之前的图象数据上进行的。综合采取了全部或部分方法:选择位(例如:符号位)加密、随机信号加密、块加密、块旋转、子带中系数加密、运动矢量的随机符号改变和加密，整个过程由加密密钥控制加密。加解密流程如图1中所示:这个加解密过程容易实现，与压缩/解压缩相比其负载可以忽略不计，实际上加密函数和解密函数具体实现是与压缩机制一起设计的。该方法满足部分加密策略需要遵循的大部分原则，尤其是不会降低压缩效率，允许网络中间路由设备进行转码(transcoding)，因为解压缩(熵解码和逆量化)、再编码的过程不需要解密操作。现有技术中的加密方法保密强度不高，很容易破解。降低了压缩编码效率，加密后的数据流长度大于原来编码数据长度。加密过程延时增多，虽然加密了一部分的数据，但是选择需要加密的数据过程时间较长。
技术实现思路
随着电脑运行速度的加快和解密技术的发展，网上的信息传送也不再安全，破译者可以进行选择明文攻击、惟密文攻击、已知明文攻击、选择密文攻击等多种破译方式，在这种情况下，单纯的公(私)钥加密体制已经不能满足对速度和安全性要求较高的多媒体传输场合，而且仅靠增长密钥长度或者增加加密轮数会造成加密效率降低，增加工作量，软硬件实现困难，而安全性并未大幅提高。因此，本专利技术提供了。相应的，本专利技术实施例提供了，包括如下步骤:将加密与多媒体编解码过程融合一体，不加密全部的多媒体数据，而是加密一定比例的、对多媒体解码影响大、带有丰富信息的数据，从而减小了系统的处理负荷；加密过程中采用安全的随机数生成函数RandO加强防护，将基本层随机分块，从而增强这种组合密码体制的安全性；通过映射算法从加密算法库中随机抽取加密算法，分别对基本层分块进行加密，由于破译者不知道具体哪段信息具体采用了哪种算法，各种各样的加密算法联合起来产生作用，从而使破译者无从下手增强了加密信息的离散性和安全性。所述方法包括:首先是将比特流分为基本层和增强层，增强层可以由若干单独的层组成；解码器先由基本层重建基本质量、用户接受的图象或声音，在信道允许的情况下得到增强层信息，与基本层结合获得更好的质量和细节；根据可分级编码的特点，基于可分级编码的部分加密方法是加密全部的基本层数据，不加密增强层，保证了加密强度、又满足了多媒体的压缩要求；同时在基本层里引入随机函数RandO，进行随机选取基本层进行加密，使用一个由众多不同种类加密算法组成的加密算法库，通过随机分配函数从加密算法库中随机选取加密算法。所述方法包括:通过映射算法从加密算法库中选取加密算法对各基本层分块进行加密，采用的映射算法是随机映射，假设加密算法表中有t种加密算法，对应的序号为0，1，...，t-1;为了保证加密算法选择的随机性，这里以r作为随机化种子，映射算法f:1NT (t*Rand (r));如对第i块基本层分块信息Mi加密，Ci=E (INT (t*Rand (r))) ，从而使得破译者无法确定到底使用哪一种加密算法，具有很强的抗统计性，加密强度高。本专利技术实施例将加密与多媒体编解码过程融合一体，不加密全部的多媒体数据，而是加密一定比例的、对多媒体解码影响大、带有丰富信息的数据，减小了系统的处理负荷。具有延迟低，实时性快，对系统的软硬件资源和能源的要求低的特点，适合于多媒体信息传输。组合密码体制的设计加密速度快、安全性高的优点，通过映射算法解决了数据块与加密算法之间的对应关系，安全随机函数RandO的引入，使得对各数据块的加密完全随机化，增强了加密信息的离散性和安全性。该方案具有快速、高效的特点，有较强的实用性和较好的应用前景。【专利附图】【附图说明】为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，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它的附图。图1是现有技术中PEG4 IPMP采用的部分加密方法流程图；图2是本专利技术实施例中的适于本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种适于多媒体传输和服务特性的加密方法，其特征在于，包括如下步骤：将加密与多媒体编解码过程融合一体，不加密全部的多媒体数据，而是加密一定比例的、对多媒体解码影响大、带有丰富信息的数据，从而减小了系统的处理负荷；加密过程中采用安全的随机数生成函数Rand()加强防护，将基本层随机分块，从而增强这种组合密码体制的安全性；通过映射算法从加密算法库中随机抽取加密算法，分别对基本层分块进行加密，由于破译者不知道具体哪段信息具体采用了哪种算法，各种各样的加密算法联合起来产生作用，从而使破译者无从下手增强了加密信息的离散性和安全性。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘海亮，肖鹏，苏航，林格，钟似玢，
申请(专利权)人：中山大学深圳研究院，
类型：发明
国别省市：