[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

说明书

本发明公开一种基于国密算法和可逆隐写术的视频加密及解密方法，加密方法的步骤是：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。此种技术方案通过可逆隐写术实现国密算法的密钥信息和加密关键参数的安全传递，解密时无需对码流格式进行分析，提高了效率；此外，在秘密信息被提取出来之前，即使攻击者获得正确的加密密钥也无法对密文进行解密，实现基于国密算法的视频流双重保护。

技术领域

本发明属于视频加密技术领域，特别涉及一种基于国密算法和可逆隐写术的视频加密及解密方法。

背景技术

随着多媒体技术和互联网的快速发展，视频无论是在安防监控领域还是在人们的日常生活中都有着至关重要的作用。但若没有对视频内容进行保护，将给公共安全到个人的信息安全带来严重的威胁。在已有视频内容保护方法中，基于权限管控的方法没有真正保护视频内容；在编码前对视频数据进行加密，需要处理的数据量过于巨大，难以满足实时性要求；在编码过程中对视频进行加密，需要专用的编解码器，算法复杂开发难度大且无法兼容常规的视频播放器。此外，基于加密的视频内容保护方法，传输密钥信息时往往没有考虑到其与加密对象的关联，在实际网络传输环境中极有可能出现接收端只收到密文，未收到密钥(或者只收到密钥，却未收到密文)的情形。

发明内容

本发明的目的，在于提供一种基于国密算法和可逆隐写术的视频加密及解密方法，其通过可逆隐写术实现国密算法的密钥信息和加密关键参数的安全传递，解密时无需对码流格式进行分析，提高了效率；此外，在秘密信息被提取出来之前，即使攻击者获得正确的加密密钥也无法对密文进行解密，实现基于国密算法的视频流双重保护。

为了达成上述目的，本发明的解决方案是：

一种基于国密算法和可逆隐写术的视频加密方法，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slicedata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。

上述步骤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。

上述步骤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数量及被加密的非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。

上述步骤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。

上述步骤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，