跨平臺視頻監(jiān)控混沌保密傳輸系統(tǒng)設計與實現(xiàn).pdf

1、視頻監(jiān)控是保證設備正常運行、財產(chǎn)安全而廣泛使用的一項技術(shù)。由于在視頻監(jiān)控中涉及到視頻信號的傳輸及保存,為了保證視頻信息中的秘密信息不被截取,對視頻信號進行秘密傳輸就成為一個重要的研究方向?；煦缗c傳統(tǒng)密碼有著相似的特性,混沌密碼以其加密速度快,密鑰管理簡單為特點,探索混沌密碼的理論和應用問題是一個極具挑戰(zhàn)性的課題。本文以此為研究背景,設計實現(xiàn)了一個在局域網(wǎng)內(nèi)進行視頻信號傳輸?shù)目缙脚_混沌保密視頻監(jiān)控系統(tǒng)。結(jié)合實際硬件平臺,設計了一個依賴于混

2、沌密鑰產(chǎn)生以及同步的加密算法。設計的系統(tǒng)能夠在硬件平臺上正常運行,并達到預定實驗效果。本文主要研究內(nèi)容有以下幾個部分:
　　(1)Tent映射具有均勻分布特性,但其滿映射范圍小、參數(shù)空間小等缺陷。為此對Tent映射進行改進,得到一個幅度改進型Tent映射和一個參數(shù)改進型Tent映射。通過對這兩個改進離散映射以及原始Tent映射的動力學特性研究發(fā)現(xiàn),幅度改進型Tent映射能夠克服原始映射滿映射范圍固定的缺點,參數(shù)改進型Tent映射能

3、夠克服原始映射滿映射參數(shù)范圍小的缺點,而且兩個改進映射均能保留原映射的均勻分布特性。
　　(2)對離散混沌映射序列的數(shù)字量化過程進行研究。由于數(shù)字序列產(chǎn)生的速率與加密算法的速率有著密切的聯(lián)系,所以需要選擇一個相對較快的數(shù)字量化方法。通過實驗證明,門限法與二進制法中,二進制量化法速率更快,所以序列量化過程選用二進制量化發(fā)。利用二進制法對改進前后的Tent映射進行量化從而獲得數(shù)字序列。使用美國國家標準與技術(shù)研究院(National I

4、nstitute of Standards and Technology,NIST)提供的STS測試套件,對數(shù)字量化后的序列進行隨機性測試,測試結(jié)果證明改進后Tent映射所產(chǎn)生的序列具有很好的隨機特性,適合應用于信息安全系統(tǒng)當中。
　　(3)設計了一個變參數(shù)密鑰流生成算法,目的是對視頻信息加密時做到一幀一密。該算法利用幅度改進型Tent映射的序列控制參數(shù)改進Tent映射的參數(shù),使其在迭代過程中不斷改變密鑰參數(shù)。該算法是一種變密鑰的

5、密鑰流生成算法,所以其安全性好。由于一幀一密中密鑰是由一個離散映射控制的,所以其密鑰管理更加簡單方便。為驗證加密速率,進行加密速率測試實驗。實驗結(jié)果證明,相對于傳統(tǒng)算法加密,此算法加密速率更加快速,適合于大量數(shù)據(jù)加密。
　　(4)結(jié)合混沌加密、嵌入式技術(shù)、網(wǎng)絡傳輸以及Qt跨平臺GUI構(gòu)架技術(shù),設計實現(xiàn)了一個跨平臺混沌保密視頻監(jiān)控傳輸系統(tǒng)。在系統(tǒng)實驗過程中,視頻加密采集端使用的硬件平臺為ARM平臺、視頻解密顯示端使用的硬件平臺有兩類