一种基于加密域可逆水印的H.265视频认证加密方案

轻量级视频加密技术和近年来兴起的加密域可逆水印技术为视频的认证加密提供了新的技术支撑,但现有的加密域可逆水印技术大多数局限于静态图像,而视频的认证加密不能直接使用传统静态图像的数字水印方案。在此背景下,提出一种加密域可逆数字水印方案,并利用它实现视频的认证加密。该方案基于H.265/HEVC视频编码标准,通过在DCT域对变换系数进行操作,能够把加密和可逆水印嵌入进行分离,进而可以实现在已经加密的视频中可逆地嵌入消息认证码(Message Authentication Code,MAC),最终同时实现内容安全性保护与完整性认证。实验表明该方案不仅能在加密的视频中嵌入可逆水印,还能对视频的篡改进行定位。     

基于LCD模型的LCU选择性视频加密

为满足视频加密中部分信息加密的需求,提出一种基于最大编码单元(LCU)的选择性视频加密方案。结合高效视频编码标准得到四叉树分割下的编码单元差值图,设计LCU灰度相关度与中心距离加权融合的LCU相关距离模型,统计差值图的LCU相关性,使LCU具备可选择性加密能力,并将Arnold置乱算法应用于方块化的LCU,通过多LCU块的加密增加破解难度。实验结果表明,与现有视频加密方案相比,该方案对于视频关键区域的加密具有更高的安全性。     

一种保密性可分级的视频加密方案

在不同的应用场合对视频信息有不同级别的安全性需求。分析了现有的两种可分级视频加密方案,进而基于视频的信源特征,提出了一种不改变码流格式的保密性可分级的视频加密方案。方案定义了视频码流中的几种关键信息作为加密的对象,然后通过选择加密信息类型的不同组合来实现不同的保密级别。试验结果表明该加密方案不改变视频码流格式、不影响视频的实时传输、不增加额外带宽,根据选用不同的密级可以适用不同安全性需求的应用场合。     

一种基于宏块数据划分的H.264视频加密方案

H.264是最新的视频编码标准,被广泛地用于各种视频应用中。由于视频数据传输的广泛性和便易性,使得视频数据安全成了一个亟待解决的问题。提出一种在H.264编码下基于宏块重要性分类的加密方案,根据宏块重要程度的不同,运用不均等加密策略对重要宏块优先进行加密操作,减少加密的数据量。在具体的加密过程中,联合加密几种宏块语义层中的定长语法元素,在保持视频语义的情况下,提高了加密的安全性。理论和实验分析证明,该加密方案满足实时性和安全性的要求,有效地保护了视频安全。     

基于H.264 CAVLC熵编码的视频加密方案

基于块的数字视频编码一般包括运动估计、残差块变换和熵编码三个阶段。针对传统的视频加密方案——对第二阶段中的残差变换系数进行的加密,提出了一种基于H.264 CAVLC熵编码的视频加密方案,该方案充分利用了流密码加密简单、运算快的优点,将加密过程置于视频编码的第三个阶段。理论分析和实验结果表明,该方案具有较高的安全性和较低的计算复杂度,加密运算不改码流结构,加密后的视频仍具有可操作性,不影响压缩性能,且可以根据应用需求进行分级加密,具有很大的灵活性。     

基于H.264 SVC的视频分层加密算法研究

随着可伸缩视频编码SVC(Scalable Video Coding)的普及,针对可伸缩视频的安全问题也越来越受到重视。目前大部分加密方案都是针对H.264/AVC编码标准来设计的。分析SVC新采用的技术,并率先提出了一种针对其特点的新的分层加密方案。该方案选取不同以往的视频关键信息,如层间预测运动向量,质量可分级关键帧等作为加密对象,根据所选信息的类型,结合用户所需求的安全等级,进行算法设计。试验结果表明该方案具有加密效果好、密钥量较低、实时性高等优点,并可以适应不同安全性需求的应用场合。     

基于匹配追逐的视频压缩加密方案

加密是视频安全传输的关键技术之一。通常视频加密是在一定的压缩框架下进行加密,由于变换后系数分布一般都具有一定的统计特性,而对变换系数进行完全置乱就会破坏这些特性,导致比特率增加。从便于加密的角度出发,联合考虑视频的压缩和加密,提出一种基于匹配追逐(matching pursuit)的视频压缩加密方案,该方案首先构造基于匹配追逐的视频压缩平台,由于视频信号经匹配追逐分解后,其分解系数的分布取决于字典的选取和输入信号空间特性,即变换系数的分布是随机的,再对变换系数进行完全加密,提高数据的安全性而不会改变压缩效率。实验结果证明了该方案的有效性。     

基于整数动态耦合帐篷映射的视频加密算法

针对高维混沌加密算法导致视频编码时耗过大的问题,引入整数动态耦合帐篷映射优化模型,提出一种有效的H.264/AVC视频加密算法,减少加密数据量,同时保证视频加密的安全性,兼顾视频的加密效率和加密安全。对加密算法的两级方案的加密效果进行了主客观评价和安全性分析。结果表明,加密方案的密钥空间大、伪随机序列生成效率高、抗攻击性强,同时压缩比和视频格式不变、加密时耗低,满足了视频加密中的实时性和安全性需求。     

基于小波变换的视频压缩加密方案

针对可伸缩性视频流的安全性问题,提出了一套完整的视频压缩加密的方案。该方案通过小波树的置换和运动矢量加密来保证视频的安全性,并且采用分级加密来满足不同用户对不同质量服务的需求。经试验证明,该方案一方面保持了编码的可伸缩性,另一方面提高了视频流的安全性,并且加密处理对压缩效率影响小,实时性好,适用于网络上的视频流服务。     

一种可伸缩性视频加密方案

随着网络的不断普及和发展,数字视频在网络中有了越来越多的应用,随之也提出了视频安全性问题,通过视频加密可以很好地解决此问题.为了满足网络对视频加密的要求,设计了一种可伸缩性视频加密的方案.考虑到小波的多尺度性,建立了一个基于小波变换的视频压缩平台,在此平台上进行了仿真加密实验,即在压缩的过程中从小波系数置乱、系数随机翻牌、运动矢量置乱等方面进行加密,并与其他算法进行了比较实验.实验结果表明,该方案具有加密效果好,密钥量较低,安全性好等优点,同时对压缩比和压缩效率有较好的保持,是一种高效的视频加密方案。     

基于Lorenz混沌系统的数字视频加密

为解决视频信息的安全问题,研究了一个基于Lorenz混沌系统的视频加密方案。该方案首先将三维Lorenz混沌系统进行离散化处理,然后运用驱动式响应同步的方式进行同步处理,对随机采集到的AVI视频文件进行混沌加密。通过采用Matlab仿真软件,编写相应的加解密程序进行仿真,最后,对仿真实验结果进行分析,结果表明该方案具有安全性高、灵活性好的特点。     

Separable reversible data hiding and encryption for HEVC video

A separable reversible data hiding and encryption for high efficiency video coding (HEVC) video is proposed in this paper. In the encoding phase, one can encrypt the signs and amplitudes of motion vector differences and the signs of residual coefficients with an encryption key by using RC4, while another can hide data into nonzero AC residual coefficients with a hiding key. For the decoding phase, one can decrypt the HEVC video and obtain a HEVC video similar to the original one if he only has the encryption key; he can extract the hiding data, but he does not know the HEVC video content if he only has the hiding key; he can extract the hiding data and recover the original HEVC video if he has both the encryption key and hiding key. Experimental results and analysis show that the proposed scheme can obtain a good security performance and keep the HEVC video stream format compliant.     

New approaches to encryption and steganography for digital videos

In this work we propose a novel type of digital video encryption that has several advantages over other currently available digital video encryption schemes. We also present an extended classification of digital video encryption algorithms in order to clarify these advantages. We analyze both security and performance aspects of the proposed method, and show that the method is efficient and secure from a cryptographic point of view. Even though the method is currently feasible only for a certain class of video sequences and video codecs, the method is promising and future investigations might reveal its broader applicability. Finally, we extend our approach into a novel type of digital video steganography where it is possible to disguise a given video with another video.     

Image and video encryption using SCAN patterns

This paper presents a new method for image and video encryption and a first stage lossy video compression based on frames difference before the encryption. The encryption methods are based on the SCAN methodology which is a formal language-based two-dimensional spatial accessing methodology which can generate very large number of scanning paths or space filling curves. The image encryption is performed by SCAN-based permutation of pixels and a substitution rule which together form an iterated product cipher. The video encryption is performed by first lossy compressing adjacent frame differences and then encrypting the compressed frame differences. The main characteristics of the proposed methods are image encryption, first stage compression-based frames differences and encryption of video whose compression error can be bounded pixelwise by a user specified value, very large number of encryption keys, and ability to encrypt large blocks of any digital data. Results from the use of the methods proposed here are also provided.     

基于AES的改进视频加密测试

为了使得视频加密技术具有更加良好的加密效果,在原本AES加密算法基础上进行了创新,通过加密元素的选取、运动矢量的加密方案设计、DCT变化系数的加密方案设计三部分进行了展开分析与实验。经过后续仿真验证,密钥敏感性得到了很好的提升;视频质量方面,改进后的AES算法的RGB直方图可知其加密效果和解密还原效果良好,经过对比分析,改进后的AES算法加密的SSIM值最小、PSNR值更低,即加密效果相对更好;经过计算可知,编码时间百分比增加了0.23%,解码时间百分比增加了8.56%,对NPCR、UACI以及加密前后视频帧像素对的相关系数等参数分别测试可知,相比前人的几种加密方式,改进后视频加密安全性能最好。综上分析可知,改进后视频加密效果最好。     

基于双混沌的视频光学加密技术研究

本文提出了一种利用光学变换手段进行视频加密的方法,将视频加密速率提升到了光速等级,突破了目前视频加密算法给传输过程带来的瓶颈制约。本文利用两个超混沌系统对双随机相位编码系统进行了改进,在提高加密效率的同时,增加密钥空间,增强系统不可预测性,全面提升系统的抗攻击能力和安全性能;使用单通道彩色视频图像加密技术,降低了系统复杂度,提升了系统可实现性。最后利用Matlab软件对本文的加密技术进行了仿真,结果表明,本文提出的加密技术能够获得预期的视频加密效果,具有较强的抗攻击能力。     

控制关键帧选择的H.264熵编码加密算法

目的常见的H.264熵编码加密是一种将加密方案与熵编码方式融合的视频安全算法,这种算法不仅加解密速度快且可保持数据格式不变,是一种兼容性的加密方案,但需要处理帧内所有数据。方法针对熵编码加密过程中存在的不足,提出了一种基于关键帧选择与熵编码相结合的视频加密方法,通过获取一帧中所有8×8子宏块的运动矢量,构造一个用于表示每一帧内容变化情况的向量F,然后将其欧几里德范数与阈值K比较,如果大于或等于阈值,则确定当前帧是关键帧,则在下一帧熵编码时加密其运动矢量差与残差系数值,否则不参与任何加密运算。结果通过控制阈值K的大小来决定关键帧的选择,并结合混沌序列加密关键帧数据来保证视频信息的安全性,与熵编码加密算法相比,加密数据平均减少数据量约为39.78%。结论实验结果表明该加密方法在保持编码后数据总量不变的情况下,以较小的时间代价获得了良好的加密效果,且与常规的熵编码加密算法相比大幅度减少了加密数据量。     

适用于移动通信视频点播的感知加密算法

在视频点播(VOD)应用中,为刺激用户购买高质量的视频版本,往往希望播放的加密视频仍可部分感知,这就是所谓的“感知加密”,因此,需要研究特别的加密算法对视频进行加密。针对目前适用于移动通信视频点播的H.264视频感知加密算法较为缺乏的问题,提出了一种基于祖冲之(ZUC)算法和压缩感知(CS)的视频加密算法。首先利用ZUC构建随机测量矩阵,之后利用测量矩阵对量化后的离散余弦变换(DCT)系数进行测量,并将测量值作为新的量化后的DCT系数进行编码,使新的系数与原始系数不同,从而实现加密。最后定义了良好的感知加密算法应具备的特征。实验结果表明,该算法对视频的压缩码率影响较小,具有较低的时间复杂度,并且算法对密钥变化敏感,有较好的感知安全性。     

基于嵌入式系统的数字视频信号加密技术

几种常用数字视频信号加密技术的原理与方法,分析了这些加密方法的优点和存在的不足。提出了一种仅对视频码流中解码和视频图像的重建起着重要作用的少部分数据进行高强度加密的方法,这一方法可以取得对整个视频码流安全加密的效果。     

一种基于混沌理论的多层次变密钥视频加密方法

提出了一种全新的基于混沌理论的多层次视频流保密方法,此方法由于采用多层次的混沌迭代,因而达到了使密钥实时改变的目的,极大地提高了保密性能。另外,本算法继承了选择加密的思想,只对视频流中包含关键信息的部分进行处理,可以提高加密效率,满足实时交互的要求。分析仿真实验结果,进一步证实了此方法具有很好的保密性能和加密效率。