跨平臺視頻監(jiān)控混沌保密傳輸系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、視頻監(jiān)控是保證設(shè)備正常運(yùn)行、財(cái)產(chǎn)安全而廣泛使用的一項(xiàng)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(jìn)行秘密傳輸就成為一個(gè)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(diǎn),探索混沌密碼的理論和應(yīng)用問題是一個(gè)極具挑戰(zhàn)性的課題。本文以此為研究背景,設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了一個(gè)在局域網(wǎng)內(nèi)進(jìn)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(shí)際硬件平臺,設(shè)計(jì)了一個(gè)依賴于混

2、沌密鑰產(chǎn)生以及同步的加密算法。設(shè)計(jì)的系統(tǒng)能夠在硬件平臺上正常運(yùn)行,并達(dá)到預(yù)定實(shí)驗(yàn)效果。本文主要研究內(nèi)容有以下幾個(gè)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(jìn)行改進(jìn),得到一個(gè)幅度改進(jìn)型Tent映射和一個(gè)參數(shù)改進(jìn)型Tent映射。通過對這兩個(gè)改進(jìn)離散映射以及原始Tent映射的動(dòng)力學(xué)特性研究發(fā)現(xiàn),幅度改進(jìn)型Tent映射能夠克服原始映射滿映射范圍固定的缺點(diǎn),參數(shù)改進(jìn)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(diǎn),而且兩個(gè)改進(jìn)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(jìn)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(gè)相對較快的數(shù)字量化方法。通過實(shí)驗(yàn)證明,門限法與二進(jìn)制法中,二進(jìn)制量化法速率更快,所以序列量化過程選用二進(jìn)制量化發(fā)。利用二進(jìn)制法對改進(jìn)前后的Tent映射進(jìn)行量化從而獲得數(shù)字序列。使用美國國家標(biāo)準(zhǔn)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(jìn)行隨機(jī)性測試,測試結(jié)果證明改進(jìn)后Tent映射所產(chǎn)生的序列具有很好的隨機(jī)特性,適合應(yīng)用于信息安全系統(tǒng)當(dāng)中。
　　(3)設(shè)計(jì)了一個(gè)變參數(shù)密鑰流生成算法,目的是對視頻信息加密時(shí)做到一幀一密。該算法利用幅度改進(jìn)型Tent映射的序列控制參數(shù)改進(jìn)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(gè)離散映射控制的,所以其密鑰管理更加簡單方便。為驗(yàn)證加密速率,進(jìn)行加密速率測試實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)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(luò)傳輸以及Qt跨平臺GUI構(gòu)架技術(shù),設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了一個(gè)跨平臺混沌保密視頻監(jiān)控傳輸系統(tǒng)。在系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)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