压缩视频流的加密

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技术领域\n本发明涉及一个方法，该方法用于加密一个压缩视频流，特别 在解密过程中，在提高安全级别的同时并不会损失资源。\n背景技术\n视频压缩算法是基于这样的事实，即：通常一幅图像和接下来 的一幅之间差异较小、以及表现这些差异所需要的信息量比起表现整 幅图像所需要的信息量大为减少。观察发现，从一幅图像到另一幅图 像，大量的信息并没有改变、甚至在一个稍稍不同的区域被重新发 现。\n这个原理被应用于MPEG-2、MPEG-3或者Quick Time类型的 格式中。\n根据这些算法，第一幅图像——称作参照图——被完整传输， 继而一个对后面图像的分析被实施以便确定并传输其间的差异。根据 MPEG标准，我们区分完整传输的帧(I帧)、MV(运动向量)类 型的差异数据以及DFD(运动向量模型和真实图像间的差异)类型 的差异数据。\n根据已知的解决方案，这些数据随后根据一个和想要的安全级 别相适应的算法被加密。\n为了在传输和处理过程中保持兼容性，每一组都被单独加密， 就是说，各帧的属性仍然可见，只有内容被加密。\n随着存储装置的发展，把加密数据——比如说一部电影——传 送到用户单元是很普通的事情。\n一旦文件被存储于用户单元，第三方尽可以花所需的时间来试 着解密这些数据。\n为了避免这个风险，第一步在于提高文件的安全级别，就是 说，使用带有长密码的强力算法。\n尽管这一方法在安全级别上是令人满意的，但是它也表现出需 要在解密单元上投入重要资源的不便。\n多种观看装置的发展方向是通过具有低编码能力的单元使用数 据。这举例来说就是带有显示屏的新的移动电话的例子。对此类单 元，实时使用复杂算法而不降低该单元的表现是不可能的。\n因此，使用被强力算法加密的数据块不适合被用于所有类型的 用户单元。\n发明内容\n因而本应用的目的是使得解码能力较弱的终端能够使用强力的 算法。\n这个目的是通过一个压缩视频流的加密方法来实现的，该压缩 视频流包括独立数据块和差异数据块，所述方法根据不同的加密级别 来加密独立数据块和差异数据块。\n对独立数据块，我们理解为能够不参照前面的信息而从中获得 解压信号的信息。举例来说可以是完整的帧(I帧)。\n对差异数据块，我们理解为能够通过应用其中的差异信息修正 前面的信号来获得解压信号的信息。\n实际上，这个解决方案能够把最高的安全保护集中到对图像解 压必不可少的信息上。根据这个方法，第一个算法被应用于压缩视频 信号的完整帧(I帧)，第二个算法被应用于运动向量类型或者DFD 类型的差异信息。\n这一区别也可以通过根据数据类型使用不同长度的密码来实 现。这样，完整帧将会被用一个2048二进制位的密码来加密，而差 异信息则会被用一个128二进制位的密码来加密。\n根据本发明的一个实施方式，差异信息不被加密。\n应该注意的是，基于差异原理工作的其他的信息源也可以使用 这一方法。这例来说就是根据MP3格式压缩音乐的例子。\n附图说明\n本发明将会在下面非限制性的附图的帮助下更好的被理解，其 中：\n图1描述了加密操作前的压缩流，\n图2代表了加密形式的压缩流，\n图3代表了传输中的压缩流。\n具体实施方式\n在图1中，压缩流用一系列的完整帧(I)和差异信息(P/B) 来代表。根据这个例子，第一个完整帧I1后面跟着用来重建从完整 帧I1到完整帧I2之间的连续帧的帧P/B1-2。\n同样地，完整帧I2后面跟着用来到达完整帧I3的连续差异帧 P/B2-3。\n然后，这个数据流根据如图2中所描述的帧的类型被选择性的 加密。在这个图中，我们用长度为2048二进制位的第一密码k1来加 密完整帧I1、I2和I3。第二密码k2——比如说长128二进制位—— 被用来加密差异帧P/B1-2和P/B2-3。\n这里给出的密码k1和k2的长度是作为说明示例，它可以是其 它任何长度。\n根据本发明，加密质量的差异可以在密码级别或者在所使用的 算法级别上来实现。这样举例来说，根据k1的加密代表了一个 IDEA(International Data Encryption Algorithm，国际数据加密算 法)类算法，根据k2的加密代表了一个DES(Data Encryption Standard，数据加密标准)类算法。\n在这个数据流的传输过程中，完整帧如图3所描述被首先传 送。\n这一特性让接收单元立刻开始对需要较长处理时间的帧进行解 密。一旦这些帧被解密，由于为差异帧所选择的算法类型可以快速执 行，对差异帧的处理可以实时完成。\n根据本发明的一个实施方式，对完整帧的加密级别根据其是第 一帧——比如说帧I1——或是后面的帧(I2及I3)而不同。实际 上，为从解密解压缩的信号获益，我们必须立刻处理第一帧，然后是 差异帧。这就是为什么一个帧序列的第一帧使用一个比后面的完整帧 更快的解密算法。\n这一算法可以和用于差异帧的算法一样，也可以是另一个算 法。