視頻混沌加密方法和系統(tǒng)的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明設及無線通信加密和信息安全技術領域，特別是設及一種視頻混濁加密方 法和系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002] 隨著寬帶網(wǎng)絡W及數(shù)字壓縮技術的不斷發(fā)展及無線通信、網(wǎng)絡通信和忍片技術日 益更新，多媒體業(yè)務飛速發(fā)展，如視頻會議，視頻電話和視頻點播等逐漸成為ATM (AsynchronousTransferMode,異步傳輸模式）網(wǎng)的主要業(yè)務。從而對運些業(yè)務的安全性 保密性也日益重要，有效抵抗黑客或竊取者的攻擊，保證用戶和廠商的利益，成為多媒體業(yè) 務發(fā)展的關鍵。視頻數(shù)據(jù)是多媒體業(yè)務中最重要的數(shù)據(jù)，由一幅幅圖像組成的，一方面為達 到流楊的視覺效果，必須在每秒傳輸一定帖數(shù)的圖像，因此對加密系統(tǒng)有實時性，另一方面 圖像由一個個像素點組成，每個像素點都有顏色、位置的信息，具有信息量大，能量不集中 的特點，因此對加密系統(tǒng)有高效性的要求。
[0003] 因混濁具有內(nèi)隨機性、不可預測性W及其對初始條件和系統(tǒng)參數(shù)的極端敏感性， 同時，混濁信號已經(jīng)能實現(xiàn)由數(shù)字系統(tǒng)產(chǎn)生的精度可控，同步控制的混濁保密序列，因此被 應用到保密通信?；鞚峒用芩惴ㄏ鄬τ趥鹘y(tǒng)的數(shù)據(jù)加密方法具有尤為突出的抗干擾、保密 性能好等優(yōu)點，特別是適應于視頻流運種數(shù)據(jù)量大、冗余度高、實時性強的傳輸。目前的應 用的混濁系統(tǒng)大都是低維的混濁系統(tǒng)，雖然具有生成簡單、計算量較小、高效率的優(yōu)點，但 是密鑰空間比較小保密性能不夠。高維混濁系統(tǒng)相對低維具有更高的安全性，但高維混濁 序列生成的計算復雜度高，不適合實時加密場合。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 基于此，有必要針對現(xiàn)有技術無法兼顧保密性和復雜度、實時性的問題，提供一種 視頻混濁加密方法和系統(tǒng)。
[0005] -種視頻混濁加密方法，包括W下步驟：
[0006]建立平面位置與時間的=維坐標系，將待傳輸?shù)囊曨l流按=維坐標系中的時間坐 標軸進行劃分，得到若干段視頻流；
[0007] 對所述視頻流逐段進行時間坐標變換，得到各段視頻流的視頻帖在單位球內(nèi)的時 間坐標軸的第一坐標點；
[000引計算STF混濁映射的相空間的軌線與第一平面的交點坐標;其中，所述第一平面為 過所述第一坐標點的垂直于時間坐標軸的平面；
[0009] 根據(jù)所述交點坐標，并采用平面貓映射對所述視頻流的視頻帖進行混濁加密。
[0010] -種視頻混濁加密系統(tǒng)，包括：
[0011] 建立模塊，用于建立平面位置與時間的=維坐標系，將待傳輸?shù)囊曨l流按=維坐 標系中的時間坐標軸進行劃分，得到若干段視頻流；
[0012] 坐標變換模塊，用于對所述視頻流逐段進行時間坐標變換，得到各段視頻流的視 頻帖在單位球內(nèi)的時間坐標軸的第一坐標點；
[0013] 計算模塊，用于計算STF混濁映射的相空間的軌線與第一平面的交點坐標;其中， 所述第一平面為過所述第一坐標點的垂直于時間坐標軸的平面；
[0014] 加密模塊，用于根據(jù)所述交點坐標，并采用平面貓映射對所述視頻流的視頻帖進 行混濁加密。
[0015] 所述視頻混濁加密方法和系統(tǒng)，通過建立=維坐標系，將待傳輸?shù)囊曨l流按=維 坐標系中的時間坐標軸進行劃分成若干段視頻流，對視頻流逐段進行時間坐標變換，得到 各段視頻流的視頻帖在單位球內(nèi)的時間坐標軸的第一坐標點，計算STF混濁映射的相空間 的軌線與過所述第一坐標點的垂直于時間坐標軸的平面的交點坐標，并根據(jù)所述交點坐 標，采用平面貓映射對所述視頻流的視頻帖進行混濁加密，將=維STF映射和二維平面貓映 射相結(jié)合，既保證了安全性問題，又減少了計算復雜度。
【附圖說明】
[0016] 圖1為一個實施例的視頻混濁加密方法流程圖；
[0017] 圖2為STF映射的軌線示意圖；
[0018] 圖3為一個實施例的待傳輸?shù)囊曨l流的帖結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019] 圖4為加密后的視頻流的帖結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020] 圖5為一個實施例的視頻混濁加密系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021 ]圖6為一個實施例的視頻混濁加密電路圖。
【具體實施方式】
[0022] 下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的視頻混濁加密方法的實施例進行描述。
[0023] 圖1為一個實施例的視頻混濁加密方法流程圖。如圖1所示，本發(fā)明的視頻混濁加 密方法可包括W下步驟：
[0024]Sl，建立平面位置與時間的=維坐標系，將待傳輸?shù)囊曨l流按=維坐標系中的時 間坐標軸進行劃分，得到若干段視頻流；
[0025] 在一個實施例中，在步驟Sl中，可建立平面位置與時間的=維坐標系，其中，W= 維坐標系的X軸和Y軸作為待傳輸視頻流的平面位置坐標軸，Z軸為時間坐標軸?？蓪⒋齻鬏?的視頻流按Z軸劃分為Si，i= 1，2，3，…，第i段視頻流中對應的視頻帖時刻點記為 ，其中每一帖都包括mXn像素的矩陣，其第k帖的像素矩陣的元素位置記為W，*y;)'i=l,2,3,. . .,m,j=l,2,3,. . .,n。
[0026] S2,對所述視頻流逐段進行時間坐標變換，得到各段視頻流的視頻帖在單位球內(nèi) 的時間坐標軸的第一坐標點.
[0027] 在本步驟中，可對所述視頻流逐段進行時間坐標變換，得到各段視頻流的視頻帖 在單位球內(nèi)的時間坐標軸(Z軸）的第一坐標點?？蓪⑿枰獋鬏?shù)牡趇段視頻流的時間軸的起 點和終點分別記為^^和^^，從而可通過變換將其對應到單位球內(nèi)，具體變換如下： I\ )
[0029] 其中，t和t'分別為變換前和變換后的時間坐標軸的第一坐標點，和色分別為待 傳輸?shù)牡趇段視頻流的時間坐標軸的起點坐標和終點坐標。從而獲取了第i段視頻流的帖在 單位球內(nèi)的巧由的第一坐標點，記為
[0030] S3,計算STF(Stretch-Twist-Fold，拉伸一扭曲一折疊)混濁映射的相空間的軌線 與第一平面的交點坐標;其中，所述第一平面為過所述第一坐標點的垂直于時間坐標軸的 平面；
[0031] S4,根據(jù)所述交點坐標，并采用平面貓映射對所述視頻流的視頻帖進行混濁加密。
[0032] 在步驟S3和S4中，可過每個第一坐標點作垂直于Z軸的第一平面?？捎嬎鉙TF混濁 映射的相空間的軌線與第一平面的交點坐標，并根據(jù)所述交點坐標，并采用平面貓映射對 所述視頻流的視頻帖進行混濁加密。具體如下：
[0033] 貓映射可表示為：
[0034] = 1b.Y。mod.W (2) b,，+i」La
[00對式中，Xn+1和yn+汾別為第n+1次迭代中像素在X軸和巧由的坐標位置;Xn和yn、N分別 為第n次迭代中像素在X軸和Y軸的坐標位置;N為矩陣寬度。
[0036] 其中，a和b是貓映射的參數(shù)，直接決定了貓映射的性能。為了提升安全性，引入STF 混濁映射計算a和b的值，具體映射形式如下： T(t) = ?之一8巧，，
[0037] ''('.(t) = 1 !'、-，十3少.，+ 二-;+/?庇一3, ( 3 ) 之(t) =-(XY+ 2.'v'r
[0038] 其中，雄）、.少嗔和2(。分別是x、y和Z關于時間的導數(shù)，x、y和Z分別是關于時間t的 位置函數(shù)，（x，y，Z)為初始點在S維坐標系內(nèi)的坐標，a和0是大于0的任意數(shù)， (蛛)，.雌：U(O)為軌線上的點在；維坐標系內(nèi)的坐標。STF混濁映射的軌線如圖2所示。
[0039] STF混濁映射的相空間的軌線會與第一平面產(chǎn)生交點，可將交點的坐標設為a和b 的值，然后對所述第一平面對應的視頻帖進行貓映射的混濁加密。具體步驟如下：
[0040] 可輸入變換后的所有視頻流M段，并將每段視頻流中的帖在Z軸的第二坐標依次記 為!Z,!呂f。其中，T為每段視頻流中的帖數(shù)。針對變換到單位球內(nèi)的第k段視頻流的帖，可計算STF混濁映射相空間，找出視頻流的帖與STF軌線相交的點序列。具體步驟如下：
[0041] 1)可根據(jù)