基于Rijndael的MPEG-4視頻加密算法研究.pdf

1、隨著計算機網絡技術和多媒體技術的飛速發(fā)展，多媒體視頻信息的應用達到了前所未有的廣度和深度，但同時也導致了盜版、剽竊等非法行為的不斷出現，因此采取有效措施保證視頻信息的安全迫在眉睫。最初的安全策略主要是對訪問者進行權限控制，但是由于視頻數據本身并沒有被保護，在傳輸過程中很容易被竊取，這就使得權限控制不能從根本上保證視頻信息的安全。實踐證明，采用密碼學的方法對視頻信息加密是保證其安全性的一種有效措施，已經成為多媒體信息安全領域的一個研究熱點

2、，但是由于視頻信息具有數據量大、編碼結構特殊、實時性要求高以及壓縮后的數據具有特定格式等特點，這就決定了在加密方案確定前必須要妥善權衡系統開銷和安全強度之間的矛盾。本研究在對MPEG-4視頻壓縮編碼技術深入分析的基礎上，使用Rijndael算法實現了對MPEG-4視頻信息的加密。 ⑴介紹了MPEG-4視頻壓縮編碼標準的產生與發(fā)展，闡述了其基本原理、編碼結構及功能特點，對一些關鍵算法進行了研究，比如運動估計與運動補償、DCT變換、

3、量化和可變長編碼等。 ⑵研究了Rijndael加密算法，對其進行了優(yōu)化，將基于字節(jié)的運算轉換為基于字的運算，通過一些簡單的查表操作和異或運算即可實現加密，并對優(yōu)化前后的Rijndael加密算法進行了加密實驗測試，測試結果表明，優(yōu)化后的算法在32位處理器上的執(zhí)行效率有了明顯的提高。 ⑶對近年來針對MPEG系列視頻壓縮編碼標準提出的加密方案進行了總結與分類，給出了各類方案的加密模型；在此基礎上，結合MPEG-4視頻編碼的結構

4、特點，設計了一種具有流密碼特點的選擇性加密方案來對MPEG-4視頻信息進行加密，即使用優(yōu)化后的輸出反饋(OFB)模式下的Rijndael加密算法對MPEG-4視頻序列I-VOP中的DC差分系數以及P-VOP和B-VOP中Intra塊的DC差分系數加密，給出了加密前后的效果對比圖，通過對實驗結果進行詳細分析可知，該加密方案不僅具有較高的安全性，而且復雜度低，對壓縮時間和壓縮率的影響較小，能夠較好的滿足視頻加密的要求；通過信道誤碼仿真，對O