[发明专利]一种基于国密算法和可逆隐写术的视频加密及解密方法

权利要求书

1.一种基于国密算法和可逆隐写术的视频加密方法，其特征在于包括如下步骤：

步骤1，解析基于H.264编码的Annex-B格式的视频码流，定位并记录VCL的NAL单元中slice data的起止位置；

步骤2，采用ZUC算法对VCL的NAL单元全部的I-slice和部分的非I-slice的slice data进行加密；

步骤3，使用基于整数变换的可逆隐写术将待隐藏的秘密信息隐藏在视频码流中进行传递；

所述步骤3中，基于整数变换的可逆隐写术的实现方法如下：

步骤31，将长度为N字节的密文数据切分成n个互不重叠的子序列b₁,b₂,...,b_n，子序列集合记为B，B＝{b₁,b₂,...,b_n}，每个子序列的长度

步骤32，计算第i个子序列的均值为第i个子序列中第j个元素，

步骤33，通过以下公式进行整数变换，为第i个子序列中第j个元素的变换值，从而得到第i个子序列的变换值集合

步骤34，记录块标记信息，如果b_i中的每个元素的变换值均在[0,255]范围内，则该子序列为可嵌入序列，用“1”对该子序列进行标记，意味着使用b_i'作为信息隐藏载体；否则用“0”进行标记，将标记结果依次排列构成序列标记信息；根据序列标记信息即可确定信息隐藏载体，若第i个子序列的标记信息是“1”，意味着使用b_i'作为信息隐藏载体，若标记信息是“0”，则使用b_i作为信息隐藏载体；

步骤35，根据待隐藏信息比特数n₁，确定需要的可嵌入序列数n₂，根据可嵌入序列数和序列标记信息确定需要的总序列数n₃；

步骤36，将秘密信息和序列标记信息前n₂个元素中“0”对应的每个序列的最后l-1个最低位依次排列一起作为待隐藏信息的一部分；

步骤37，依次用待隐藏信息替换前n₂序列中每个序列的最后l-1个最低有效位。

2.如权利要求1所述的基于国密算法和可逆隐写术的视频加密方法，其特征在于：所述步骤2中，选择进行加密的非I-slice时，设置非I-slice被加密的概率，通过随机数选择对哪些非I-slice进行加密。

3.如权利要求1所述的基于国密算法和可逆隐写术的视频加密方法，其特征在于：所述步骤3中，待隐藏的秘密信息包含秘密信息块数、块标记信息、VCL的NAL单元信息、加密的非I-slice信息、密钥信息、可逆隐写术需要的载体中不能改变的块信息，其中，VCL的NAL单元信息包括数量及其用偏移地址表示的起止位置，加密的非I-slice信息包括数量及其用偏移地址表示的起止位置。

4.如权利要求1所述的基于国密算法和可逆隐写术的视频加密方法，其特征在于：所述步骤3中，待隐藏的秘密信息记录在视频码流数据中，采用如下3种方式中的任意一种：①将秘密信息的起始位置记录在码流的前两个字节；②将秘密信息的起始位置记录在SEI中的自定义数据中；③将第一个VCL的NAL的slice data作为秘密信息的起始位置。

5.如权利要求1所述的基于国密算法和可逆隐写术的视频加密方法，其特征在于：所述步骤35中，n₁由待隐藏信息长度决定，n₃为序列标记信息中第n₂个“1”在序列标记信息中的位置。

6.一种基于国密算法和可逆隐写术的视频解密方法，其特征在于包括如下步骤：

步骤A1，对于接收到的视频数据，根据发送方的载体分块规则对视频数据进行分块，先根据约定长度提取出秘密信息块数和起止位置数量，利用所得数据和秘密信息结构获得秘密信息的长度，然后逐步从载秘数据的分块序列中提取出相应子序列的最后l-1个最低有效位，获得完整秘密信息；

步骤A2，根据提取的块标记信息，对标记信息为“0”对应的块，依次序用提取出来的原始载体不能改变的块信息替换相应块的最后l-1个最低有效位；

步骤A3，根据提取的块标记信息，对标记信息值为“1”对应的块，用每个块的第1个最低有效位替换该块其余l-1个最低有效位；

步骤A4，经过步骤A3处理后，使用以下公式恢复标记信息为“1”的块的原始载体数据：

其中，为恢复后的载体的第i个子序列的第j个元素，为恢复前的载体的第i个子序列的第j个元素，l为块的大小；

步骤A5，根据提取的加密信息，逐个解密被加密的slice数据，对恢复后的密文数据进行解密获得明文数据。