數(shù)字視頻加密可以分為兩類(lèi)，應(yīng)用層加密和網(wǎng)絡(luò)層加密，過(guò)去大多數(shù)數(shù)字視頻加密研究屬于應(yīng)用層加密，主要側(cè)重于如何解決視頻加密的實(shí)時(shí)性問(wèn)題、網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)處理性能差等問(wèn)題；而網(wǎng)絡(luò)層加密，一方面可以克服網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)處理性能差的問(wèn)題，降低轉(zhuǎn)碼處理計(jì)算復(fù)雜度并且實(shí)現(xiàn)無(wú)需解密而實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)碼，另一方面還可以提高終端設(shè)備處理加密視頻的錯(cuò)誤的能力，有利于解決漂移和R-D優(yōu)化等問(wèn)題。那么我們今天就先給大家介紹一下應(yīng)用層加密。

數(shù)字視頻加密之應(yīng)用層加密

應(yīng)用層的加密分為壓縮前加密、壓縮域加密、基于熵編碼加密和熵編碼后加密等。

一、壓縮前加密

壓縮前加密通過(guò)改變像素值的大小和分布特型，實(shí)現(xiàn)加密。該類(lèi)算法．一方面顯著地改變視頻信號(hào)的統(tǒng)計(jì)特性從而降低數(shù)據(jù)壓縮率，另一方面未壓縮視頻數(shù)據(jù)的空間和時(shí)問(wèn)高度相關(guān)性，為有效的密碼分析攻擊提供了可能。

二、壓縮域加密

壓縮域加密，通過(guò)加密編碼中的特殊域，如：頭信息、DCT系數(shù)符號(hào)加密、AC系數(shù)、DC系數(shù)、PB幀I塊和MB塊、Slicc塊、運(yùn)動(dòng)向量系數(shù)等，實(shí)現(xiàn)加密。該類(lèi)算法包括I塊、DCT塊系數(shù)置換，DC系數(shù)和DCT符號(hào)以及I幀加密，線性變換DCT系數(shù)值，運(yùn)動(dòng)向量和運(yùn)動(dòng)向量符號(hào)加密，塊置換加密和基于混沌算法的加密等。該類(lèi)算法可能改變DCT系數(shù)的能量分布，造成壓縮效率的降低；另外編碼的錯(cuò)誤可隱藏(Enor-Concealment)、錯(cuò)誤可恢復(fù)(Error-RcsiLence)特性和幀問(wèn)相關(guān)性可造成信息泄露。

三、基于熵編碼的加密

基于熵編碼的加密，把熵編碼作為密鑰，用多個(gè)熵編碼表編碼量化后的數(shù)據(jù)，保密的熵編碼表內(nèi)容和順序可作為解密的密鑰，該類(lèi)算法，一方面密鑰空間有限，另一方面造成編碼效率的降低。

四、熵編碼后的加密

熵編碼后的加密克服了加密造成的編碼效率降低問(wèn)題，但是可能造成信息泄露。該類(lèi)算法包括語(yǔ)法一致性的選擇加密和壓縮流中碼字的空間置換。

應(yīng)用層加密方法比較及應(yīng)用

應(yīng)用層視頻加密關(guān)注的主要問(wèn)題是安全性和計(jì)算復(fù)雜度問(wèn)題。

壓縮前加密計(jì)算復(fù)雜度低除外，計(jì)算復(fù)雜度較高，僅僅將改進(jìn)傳統(tǒng)的混沌加密算法用于圖像加密，但是不適用于視頻加密，由于嚴(yán)重地降低了壓縮效率。

壓縮后加密，盡管可以選擇部分重要的文件加密，降低加密的數(shù)據(jù)量，但是預(yù)提取和復(fù)原重要信息也需要耗費(fèi)計(jì)算資源，這類(lèi)算法可以用于視頗加密，但是需要考慮預(yù)提取和復(fù)原重要信息而開(kāi)銷(xiāo)的計(jì)算復(fù)雜度，另外這類(lèi)算法還存在信息泄露。

基于熵編碼的加密，盡管將加密和編碼集成在一起，但是除密鑰空間有限外，還嚴(yán)重降低壓縮效率，不適用應(yīng)用層視頻加密。

綜合比較起來(lái)看，關(guān)鍵域和熵編碼后的加密相結(jié)合比較適合應(yīng)用層的加密。另外針對(duì)給定的應(yīng)用場(chǎng)景，它可以很容易地實(shí)現(xiàn)計(jì)算復(fù)雜度、安全性和壓縮性能之間的平衡。

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