基于H.265的雙重混沌視頻加密算法的設計與實現

姚剛 王誠成 顧佼佼 牟俊杰 王永生

摘 ? 要：隨著網絡技術的快速發展，視頻信息安全技術越發受到人們的關注，視頻加密問題也正逐漸成為當今社會研究的重點領域。文章設計了一種基于H.265編碼標準的視頻加密方法，解決現今許多視頻加密技術存在的安全性和實時性不平衡的問題。采用混沌貓映射算法對視頻的U幀、V幀進行加解密，通過Logistic混沌映射算法對Y幀進行加解密，兩種算法相結合不但解決了低維混沌序列保密性不夠和高維混沌系統加密速率慢的缺點，而且提高了安全性和實時性。

關鍵詞：H.265;混沌貓映射;Logistic混沌映射;視頻加密;信息安全;算法設計

中圖分類號： TP311 ? ? ? ? ?文獻標識碼：A

Abstract： With the rapid development of network technology， people pay more and more attention to video information security technology， and video encryption is gradually becoming the focus of social research. In this paper， a video encryption method based on H.265 encoding standard is designed to solve the imbalance of security and real-time in many video encryption technologies. Chaotic cat mapping algorithm is used to encrypt and decrypt U frame and V frame of video， and Logistic chaotic mapping algorithm is used to encrypt and decrypt Y frame. The combination of the two algorithms solves the problems of low-dimensional chaotic sequence security and low-speed encryption of high-dimensional chaotic system， and improves the security and real-time performance.

Key words： H.265;arnold mapping;logistic chaotic mapping;video encryption; ?information security;algorithm design

1 引言

隨著多媒體技術的不斷發展，視頻圖像等信息都通過多媒體技術進行傳輸。一旦這些信息泄露或遭受攻擊，不僅會危害個人信息安全，嚴重的還會危害到社會安全，對傳輸的信息內容進行加密保護可以有效地阻止別人對其竊取。因此，視頻信息安全技術越來越受到人們的關注。

H.265的視頻編碼標準比上一代H.264的壓縮率更高，在相同的視頻質量下，只需要原來編碼的50%左右。同時，H.265采用了并行處理，使得軟硬件實現都更加出色。

視頻加密的傳統方法包括RSA、DES、AES等算法，這些算法大部分都只對視頻頭幀或頭文件進行加密，并且加密效果不夠高，容易破解。因此，研究一種新的安全性高、加密速度快的方法很有必要。由于混沌信號不但具有傳統加密算法的特性，并且產生密鑰的速度非常快。……