KR102569487B1 - CCTV image data encryption system and method for generating irregular encryption keys from external noise sources - Google Patents
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Abstract
본 발명은 외부 잡음원으로부터 불규칙적인 암호키를 생성하는 CCTV 영상 데이터 암호화 시스템 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는, CCTV(100)에서 획득한 영상을 네트워크를 통해 서버(200)로 전송할 시, 사용자가 원하는 시점에 양자 잡음원(노이즈)로부터 암호키를 생성하는 암호키발생부(131)를 구성하여 영상데이터를 암호화시킨 후 상기 서버(200)로 전송하고, 상기 서버(200)에서는 암호화된 데이터를 복호화시키기 위해 암호키교환부(223)가 상기 암호키발생부(131)로부터 생성된 암호키를 제공받아 상기 암호화된 데이터를 복호화시키되, 네트워크 전송 중 암호키의 해킹(탈취)가 발생한다고 하더라도, 상기 암호키발생부(131)에서 실시간으로 불규칙적인 암호키를 생성할 수 있게 되어, 암호화된 데이터의 보안성을 향상시킬 수 있도록 하는 유용한 발명이다.The present invention relates to a CCTV image data encryption system and method for generating an irregular encryption key from an external noise source, and more particularly, when transmitting an image obtained from a CCTV (100) to a server (200) through a network, a user configures the encryption key generator 131 to generate an encryption key from the quantum noise source (noise) at a desired time, encrypts the image data, and transmits it to the server 200, and the server 200 transmits the encrypted data In order to decrypt, the encryption key exchange unit 223 receives the encryption key generated from the encryption key generator 131 and decrypts the encrypted data, even if hacking (stealing) of the encryption key occurs during network transmission, It is a useful invention that enables the encryption key generating unit 131 to generate an irregular encryption key in real time, thereby improving the security of encrypted data.
Description
본 발명은 외부 잡음원으로부터 불규칙적인 암호키를 생성하는 CCTV 영상 데이터 암호화 시스템 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 CCTV에서 획득한 영상을 연결된 서버로 전송하되, 사용자가 원하는 시기에 암호키를 자유자재로 변경할 수 있도록 암호키발생부와 암호키교환부를 별도로 구성하여 원하는 암호키를 원하는 시점에 발생시켜 기존의 암호키가 탈취당하더라도 새로운 암호키로 암호화된 영상을 보호할 수 있도록 하는 기술이다.The present invention relates to a CCTV video data encryption system and method for generating an irregular encryption key from an external noise source, and more particularly, to a CCTV image data obtained by transmitting an image obtained from a CCTV to a connected server. It is a technology that separately configures an encryption key generation unit and an encryption key exchange unit to generate a desired encryption key at a desired time so that an encrypted image can be protected with a new encryption key even if the existing encryption key is stolen.
통상적으로 CCTV는 안전을 위해 도로, 빌딩 등에 설치되어 주변의 영상을 촬영하는데 이렇게 촬영된 영상이 네트워크를 통해 전송될 때, 해킹의 우려가 있어 영상이 네트워크를 통해 전송될 때, 영상의 해킹을 방지하기 위해 영상의 암호화가 필요하다.Normally, CCTV is installed on roads, buildings, etc. for safety and takes images of the surroundings. When the captured images are transmitted through the network, there is a risk of hacking, so when the images are transmitted through the network, the hacking of the images is prevented. To do this, the video needs to be encrypted.
이렇게 암호화된 데이터는 네트워크를 통해 전송된 후 영상을 확인할 때 복호화시켜서 확인하기 마련인데, 이때, 네트워크를 통해 전송 중 영상의 복호화에 필요한 암호의 해킹(탈취)이 발생할 경우, 해당 영상의 유출 등 각종 범죄 등에 악용될 수 있는 문제점이 있다.This encrypted data is decrypted and checked when checking the video after it is transmitted through the network. At this time, if hacking (stealing) of the password necessary for decryption of the video occurs during transmission through the network, the video is leaked, etc. There are problems that can be abused for crimes, etc.
우선 종래의 기술들을 살펴보면,First, looking at the conventional technologies,
등록번호 10-1930676호(특) CCTV로 촬영하여 영상을 획득하는 영상획득단계; 획득한 영상에서 8X8공간 화소를 추출하는 화소추출단계; 상기 추출된 화소를 DCT변환하는 제1 변환단계; 상기 제1 변환단계에서 DCT변환된 결과값에 문턱치(T=0)를 적용하는 제2 변환단계; 상기 제2 변환단계를 진행하여 얻어진 결과에 양자화를 진행하는 양자화단계; 상기 양자화된 결과에 지그재그 주사방법으로 주사하여 블럭데이터를 얻는 블럭데이터획득단계 및 획득된 블럭데이터를 암호화하는 암호화단계를 포함하고, 상기 단계는, 획득된 블럭데이터 중 첫 번째 블럭데이터(엔트로피가 가장 큰 데이터)만을 암호화시키고, 상기 단계 이후에는, 암호화된 블럭데이터를 DC/AC부호어 테이블을 적용하여 압축된 비트스트림을 획득하는 압축단계 및 압축된 데이터를 NVR기술을 적용하여 저장하는 단계를 더 포함하되, 상기 단계는, 압축된 데이터를 NVR기술을 적용하여 저장할 때, 연동 가능한 앱이 설치된 사용자 단말로부터 이진화된 압축 비트스트림에 음의 정수 또는 양의 정수값을 선택적으로 선정하고 이진화시켜 덧셈 또는 뺄셈하여 이중으로 암호화한 후, 저장되도록 하며, CCTV는 근거리 통신이 가능한 스티커형 비콘이 더 구비되고, 구비된 비콘 영역 내에 연동 가능한 앱이 설치된 사용자 단말이 접근하게 되면, 이를 감지한 비콘의 서비스서버에서 상기 사용자 단말의 앱을 동작시키고 이중으로 암호화 시키기 위해 이진화되었던 음의 정수 또는 양의 정수값과, 적용한 덧셈 또는 뺄셈 연산기호를 화면상으로 노출시켜 주는 CCTV 영상 암호화 방법에 관한 기술이다.Registration No. 10-1930676 (Special) Image acquisition step of acquiring an image by shooting with CCTV; A pixel extraction step of extracting 8X8 spatial pixels from the acquired image; a first conversion step of performing DCT conversion on the extracted pixels; a second conversion step of applying a threshold value (T=0) to the DCT-converted result value in the first conversion step; a quantization step of performing quantization on a result obtained by performing the second transform step; A block data acquisition step of obtaining block data by scanning the quantized result in a zigzag scan method and an encryption step of encrypting the obtained block data, wherein the first block data (entropy of which is the highest) among the obtained block data After the above step, a compression step of obtaining a compressed bitstream by applying a DC/AC codeword table to the encrypted block data and a step of storing the compressed data by applying NVR technology are further performed. Including, but in the above step, when storing compressed data by applying NVR technology, selectively selecting a negative integer or positive integer value in the binarized compressed bitstream from a user terminal with an interoperable app installed, and binarizing it to add or After subtraction and double encryption, it is stored, and the CCTV is further equipped with a sticker-type beacon capable of short-range communication, and when a user terminal with an app that can be interlocked within the provided beacon area approaches, the beacon service server that detects this This is a technology related to a CCTV image encryption method that exposes a negative integer or positive integer value that has been binarized in order to operate the app of the user terminal and double-encrypt, and the applied addition or subtraction operation symbol on the screen.
등록번호 10-2002523호(특) 카메라; 및 상기 카메라로부터 영상을 수신하는 암호화 장치를 포함하며, 상기 암호화 장치는, 상기 카메라로부터 복수의 프레임들을 포함하는 상기 영상을 수신하는 수신 모듈; 상기 복수의 프레임들 각각에서 서로 교환할 블록의 사이즈를 결정하는 블록 사이즈 결정 모듈; 상기 결정된 블록의 사이즈, 제1암호화 키 값, 및 랜덤 함수에 따라 상기 복수의 프레임들 중 제1프레임에서 제1블록과 제2블록을 정의하는 블록 정의 모듈; 상기 정의된 제1블록과 상기 정의된 제2블록 각각을 상기 제1암호화 키 값의 사이즈에 따라 복수의 마이크로 블록들로 각각 나누며, 상기 정의된 제1블록의 상기 복수의 마이크로 블록들을 순차적으로 리드(read)하여 상기 정의된 제1블록의 상기 복수의 마이크로 블록들 각각의 픽셀 데이터와 상기 제1암호화 키 값에 대해 XOR 연산을Registration No. 10-2002523 (Special) Camera; and an encrypting device that receives an image from the camera, wherein the encrypting device includes: a receiving module that receives the image including a plurality of frames from the camera; a block size determination module for determining a size of a block to be exchanged with each other in each of the plurality of frames; a block definition module defining a first block and a second block in a first frame among the plurality of frames according to the determined size of the block, a first encryption key value, and a random function; Each of the defined first block and the defined second block is divided into a plurality of micro blocks according to the size of the first encryption key value, and the plurality of micro blocks of the defined first block are sequentially read. (read) to perform an XOR operation on the pixel data of each of the plurality of microblocks of the defined first block and the first encryption key value.
수행하여 복수의 제1연산 결과 값들을 저장하며, 상기 정의된 제2블록의 상기 복수의 마이크로 블록들을 순차적으로 리드하여 상기 정의된 제2블록의 상기 복수의 마이크로 블록들 각각의 픽셀 데이터와 상기 제1암호화 키값에 대해 XOR 연산을 수행하여 복수의 제2연산 결과 값들을 저장하는 블록 암호화 모듈; 및 상기 복수의 제1연산 결과 값들이 저장된 제1블록과 상기 복수의 제2연산 결과 값들이 저장된 제2블록을 서로교환하는 블록 교환 모듈을 포함하며, 상기 블록 정의 모듈은 상기 제1암호화 키 값을 서큘러 쉬프트(circular shift)하여 제2암호화 키 값을 생성하며, 상기 결정된 블록의 사이즈, 제2암호화 키 값, 및 상기 랜덤 함수에 따라 상기 복수의 프레임들 중 제1프레임에서 제3블록과 제4블록을 정의하며, 상기 블록 암호화 모듈은 상기 정의된 제3블록과 상기 정의된 제4블록 각각을 상기 제2암호화 키 값의 사이즈에 따라 복수의 마이크로 블록들로 각각 나누며, 상기 정의된 제3블록의 상기 복수의 마이크로 블록들을 순차적으로 리드하여 상기 정의된 제3블록의 상기 복수의 마이크로 블록들 각각의 픽셀 데이터와 상기 제2암호화 키 값에 대해 XOR 연산을 수행하여 복수의 제3연산 결과 값들을 저장하며, 상기 정의된 제4블록의 상기 복수의 마이크로 블록들을 순차적으로 리드하여 상기 정의된 제4블록의 상기 복수의 마이크로 블록들 각각의 픽셀 데이터와 상기 제2암호화 키 값에 대해 XOR 연산을 수행하여 복수의 제4연산 결과 값들을 저장하며, 상기 블록 교환 모듈은 상기 복수의 제3연산 결과 값들이 저장된 제3블록과 상기 복수의 제4연산 결과 값들이 저장된 제4블록을 서로 교환하는 실시간 CCTV 영상 암호화 방법이 적용된 영상 감시 시스템에 관한 기술이다.and stores a plurality of first operation result values, and sequentially reads the plurality of microblocks of the defined second block to obtain pixel data of each of the plurality of microblocks of the defined second block and the second block. A block encryption module for performing an XOR operation on one encryption key value and storing a plurality of second operation result values; and a block exchange module for exchanging a first block in which the plurality of first operation result values are stored and a second block in which the plurality of second operation result values are stored, wherein the block definition module comprises the first encryption key value A second encryption key value is generated by circular shifting, and a third block and a second encryption key value are generated in a first frame among the plurality of frames according to the determined size of the block, the second encryption key value, and the random function. 4 blocks are defined, and the block encryption module divides each of the defined third block and the defined fourth block into a plurality of micro blocks according to the size of the second encryption key value, and the defined third block By sequentially reading the plurality of microblocks of the block and performing an XOR operation on the pixel data of each of the plurality of microblocks of the defined third block and the second encryption key value, a plurality of third operation result values are obtained. and performs an XOR operation on the pixel data of each of the plurality of micro blocks of the defined fourth block and the second encryption key value by sequentially reading the plurality of micro blocks of the defined fourth block. and stores a plurality of fourth operation result values, and the block exchange module exchanges a third block in which the plurality of third operation result values are stored and a fourth block in which the plurality of fourth operation result values are stored. It is a technology related to a video surveillance system to which a CCTV video encryption method is applied.
상기한 종래기술은 CCTV로부터 획득한 영상을 암호화시킨 후, 영상을 전송하는 곳에 전송된 다음 복호화시켜 볼 수 있도록 하여 보안을 강화하는 기술에 관한 것이지만, 고정적인 암호키로 인해, 상기 영상을 암호화한 다음 데이터를 전송하는 과정에서 암호화된 데이터의 암호키가 탈취당할 경우 암호화에 대한 의미가 없어지고, 다양한 범죄 등과 같은 곳에 악용될 수 있는 문제점이 있다. The prior art described above relates to a technique for enhancing security by encrypting an image obtained from a CCTV, transmitting the image to a transmitting place, and then decrypting the image so that it can be viewed. However, due to a fixed encryption key, the image is encrypted In the process of transmitting data, if the encryption key of the encrypted data is stolen, the meaning of encryption is lost, and there is a problem that it can be abused for various crimes.
본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출해낸 것으로, CCTV로부터 영상을 획득한 후 그 영상데이터를 암호화시켜 서버로 전송하여 암호화된 영상데이터를 복호화시켜 그 영상을 확인할 수 있도록 하되, 암호화된 영상데이터를 전송 중에 암호키를 탈취당한다고 하더라도 할 경우, 원하는 시점에 암호키를 생성할 수 있도록 있어 영상데이터를 보호할 수 있도록 하는 양자 잡음원으로부터 불규칙적인 암호키를 생성하는 CCTV 영상 데이터 암호화 시스템 및 방법을 제공함에 주안점을 두고 그 기술적 과제로 완성해낸 것이다.The present invention has been devised to solve the above problems of the prior art, and after obtaining an image from a CCTV, the image data is encrypted and transmitted to a server so that the encrypted image data can be decrypted so that the image can be confirmed. CCTV video data encryption system that generates an irregular encryption key from a quantum noise source to protect image data by generating an encryption key at a desired time even if the encryption key is stolen during transmission of the image data And it was completed as the technical task with an emphasis on providing a method.
이에 본 발명은, 영상을 촬영하기 위한 이미지센서(110)와, 상기 이미지센서(110)로 부터 촬영된 영상신호를 디지털 신호로 변환하는 제1코덱(120)과, 상기 변환된 디지털 신호를 전송받아 양자 잡음원으로부터 하나 이상의 암호키를 불규칙적으로 발생시키는 암호키발생부(131)에 의해 암호키를 형성하며 상기 암호키를 암호키교환부(223)로 전달함과 동시에 암호화된 디지털 신호를 형성하는 제1MCU(130)와, 상기 제1MCU(130)로부터 암호화된 디지털 신호를 데이터수신모듈(210)로 전송하는 데이터송신모듈(140)로 구성되는 CCTV(100); 상기 데이터송신모듈(140)로부터 암호화된 디지털 신호를 전송받는 데이터수신모듈(210)과, 상기 데이터수신모듈(210)로 전송받은 암호화된 디지털 신호를 암호키발생부(131)로부터 암호키를 전달받은 암호키교환부(223)로 복호화시키는 제2MCU(220)와, 상기 제2MCU(220)로부터 복호화된 디지털신호를 영상데이터로 변환시키는 제2코덱(230)과, 상기 제2코덱(230)에 의해 변환된 영상데이터를 출력하는 디스플레이부(240)로 구성되는 서버(200);를 포함하여 구성되고, 상기 암호키발생부(131)는, 외부전원이 인가되면 랜덤 주기의 구형파를 출력하여, QEC(Quantum Entropy Chip)(131a)를 통해 랜덤펄스를 제1MCU(130)로 전송하여 양자 잡음원을 생성하도록 하며, 상기 제1MCU의 Clock Counter 값을 전송받아 암호키를 생성하는 암호키알고리즘(135)이 구성되며, 상기 암호키교환부(223)는, 상기 암호키발생부(131)로부터 암호키를 전송받으면 키교환을 위한 교환키알고리즘(222)가 구성되고, 상기 제1MCU(130)는, 지속적으로 서로 다른 값의 Clock Counter를 실시간으로 생성하여, 상기 랜덤펄스의 상승모서리 때마다 Clock Counter 값을 읽어와 DRBG (Deterministic Random Bit Generator)(133)에서 양자 잡음원을 이용하여 난수를 발생시킨 후, 상기 암호키알고리즘(135)에서 생성된 암호키로 암호화된 디지털신호를 형성하며, 상기 암호키를 암호키교환부(223)로 전달하도록 구성되며, 상기 제1MCU(130)는, Clock Counter를 생성 시 상기 랜덤펄스의 상승모서리 마다 그 값을 Capture하고, 상기 Capture된 값 중 HEX값을 모아 8bit, 16bit, 32bit, 64bit, 123bit, 256bit 중 어느 하나로 양자 잡음원을 생성하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 로 구성되고, 상기 양자 잡음원은 TRNG(True Random Number Generator), Quantum, 링오실레이터, 써말노이즈 중 어느 하나로 구성되며, 상기 서버(200)에는, 등록된 하나 이상의 휴대기기(300)와 통신을 위한 통신수단(250)을 더 포함하고, 상기 휴대기기(300)에는, 상기 통신수단(250)에 의해 서버(200)와 연동되며, 상기 제2MCU(220)로부터 복호화된 영상데이터를 확인할 수 있는 APP(310)을 포함되며, 상기 제2MCU(220)에는, 하나 이상의 휴대기기(300)로부터 등록요청 신호를 수신받은 등록수신부(221a)와, 상기 등록수신부(221a)로부터 수신된 정보를 확인 및 등록가능 여부를 판단하는 판단부(221b)와, 상기 판단부(221b)로부터 등록가능으로 판단된 휴대기기(300)로 등록승인 메시지를 함께 전송하고 등록을 승인하는 등록승인부(221c)와, 상기 판단부(221b)로부터 등록가능하지 않은 것으로 판단된 휴대기기(300)로 승인불가 메시지를 함께 전송하는 등록불가통지부(221d)와, 하나 이상 등록된 휴대기기(300)에 대해 선택적으로 등록을 해지하는 등록해지부(221e)를 포함하는 휴대기기연동부(221)가 더 포함되고, 상기 APP(310)에는, 상기 등록수신부(221a)로 휴대기기(300)의 등록을 요청하는 등록요청부(311)와, 상기 등록승인부 및 등록불가통지부로부터 메시지를 수신받는 메시지수신부(313)와, 상기 제2MCU(220)로부터 복호화된 영상데이터에 대한 수신을 요청하는 영상수신요청부(315)와, 상기 제2MCU(220)로부터 수신받은 영상을 휴대기기(300)로 출력을 요청하는 출력요청부(317)로 구성되는 것을 기술적 특징으로 한다.Accordingly, the present invention provides an image sensor 110 for capturing an image, a first codec 120 for converting an image signal captured by the image sensor 110 into a digital signal, and transmitting the converted digital signal. An encryption key is formed by the encryption key generator 131 that receives and irregularly generates one or more encryption keys from a quantum noise source, and transmits the encryption key to the encryption key exchange unit 223 and forms an encrypted digital signal at the same time A CCTV (100) composed of a first MCU (130) and a data transmission module (140) for transmitting an encrypted digital signal from the first MCU (130) to the data reception module (210); The data receiving module 210 receives the encrypted digital signal from the data transmitting module 140, and the encrypted digital signal transmitted to the data receiving module 210 is transferred to the encryption key from the encryption key generator 131 The second MCU 220 decrypts the received encryption key exchange unit 223, the second codec 230 converts the digital signal decoded from the second MCU 220 into image data, and the second codec 230 The server 200 composed of a display unit 240 that outputs the image data converted by An encryption key algorithm (135) for generating a quantum noise source by transmitting a random pulse to the first MCU 130 through a Quantum Entropy Chip (QEC) 131a and generating an encryption key by receiving the Clock Counter value of the first MCU ) is configured, and when the encryption key exchange unit 223 receives the encryption key from the encryption key generator 131, an exchange key algorithm 222 for key exchange is configured, and the first MCU 130 , Continuously generating a clock counter of different values in real time, reading the clock counter value at each rising edge of the random pulse and generating a random number using a quantum noise source in the DRBG (Deterministic Random Bit Generator) (133) , Forms an encrypted digital signal with the cryptographic key generated by the cryptographic key algorithm 135, and transmits the cryptographic key to the cryptographic key exchange unit 223, and the first MCU 130 generates a clock counter. , wherein the value is captured for each rising edge of the random pulse, and the HEX value among the captured values is collected to generate a quantum noise source in any one of 8bit, 16bit, 32bit, 64bit, 123bit, and 256bit. The quantum noise source is composed of any one of TRNG (True Random Number Generator), Quantum, Ring Oscillator, and Thermal Noise, and in the server 200, communication means for communicating with one or more registered mobile devices 300 ( 250), and in the portable device 300, an APP 310 interlocked with the server 200 by the communication means 250 and capable of checking the video data decoded from the second MCU 220 Including, the second MCU 220 includes a registration receiver 221a that receives a registration request signal from one or more mobile devices 300 and checks information received from the registration receiver 221a and determines whether or not registration is possible. A determination unit 221b that determines, a registration approval unit 221c that simultaneously transmits a registration approval message to the portable device 300 determined to be registerable by the determination unit 221b and approves registration, and the determination unit ( A registration failure notification unit 221d that transmits an approval disapproval message together with the mobile device 300 determined to be unregisterable from 221b), and a registration that selectively cancels registration for one or more registered mobile devices 300 A mobile device interlocking unit 221 including a branch unit 221e is further included, and the APP 310 includes a registration requesting unit 311 requesting registration of the mobile device 300 with the registration receiving unit 221a and , a message reception unit 313 receiving messages from the registration approval unit and registration failure notification unit, and an image reception request unit 315 requesting reception of the video data decoded from the second MCU 220, and the first It is characterized in that it is composed of an output requesting unit 317 requesting output of the video received from the 2MCU 220 to the portable device 300.
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CCTV 영상 데이터 암호화 시스템을 이용한 암호화 방법을 보면, 상기 이미지센서(110)로부터 영상을 촬영하는 영상촬영단계(S100); 상기 이미지센서(110)로부터 촬영된 영상신호를 제1코덱(120)으로 디지털 신호로 변환하는 제1변환단계(S200); 상기 제1MCU에 의해 상기 변환된 디지털 신호를 양자 잡음원을 이용하여 암호키발생부(131)로부터 선택적으로 암호키를 생성한 후, 상기 암호키를 암호키교환부(223)로 전달하고 암호화된 디지털 신호로 형성하는 암호화단계(S300); 상기 데이터송신모듈(140)에 의해 상기 암호화된 디지털 신호를 데이터수신모듈(210)로 전송하는 전송단계(S400); 상기 암호키발생부(131)로부터 암호키를 전달받은 암호키교환부(223)에 의해 상기 암호화된 디지털 신호를 복호화시키는 복호화단계(S500); 상기 복호화된 디지털신호를 제2코덱을 이용하여 영상데이터로 변환하는 제2변환단계(S600); 상기 변환된 영상데이터를 출력하는 출력단계(S700); 를 포함하여 이루어지고, 상기 암호화단계(S300)는, 선택적으로 외부전원이 인가되면 랜덤 주기의 구형파를 출력하여, QEC(Quantum Entropy Chip)(131a)를 통해 랜덤펄스를 제1MCU(130)로 전송하여 양자 잡음원을 생성하고, 상기 제1MCU(130)에서 지속적으로 서로 다른 값의 Clock Counter를 실시간으로 생성하여, 상기 랜덤펄스의 상승모서리 때마다 Clock Counter 값을 읽어와 DRBG (Deterministic Random Bit Generator)(133)에서 양자 잡음원을 이용하여 난수를 발생시킨 후, 상기 암호키알고리즘(135)에서 생성된 암호키로 암호화된 디지털신호를 형성하며, 상기 암호화단계(S300)는, 상기 제1MCU에서 Clock Counter를 생성 시, 상기 제1MCU는 상기 랜덤펄스의 상승모서리 마다 그 값을 Capture하고, 상기 Capture된 값 중 HEX값을 모아 8bit, 16bit, 32bit, 64bit, 123bit, 256bit 중 어느 하나로 DRBG(Deterministic Random Bit Generator)(133)로 제공하고, 상기 제2MCU로부터 복호화된 영상데이터를 확인할 수 있는 APP(310)을 포함하는 휴대기기를 구비한 후, 상기 APP(310)을 이용하여 상기 휴대기기(300)와 제2MCU(220)를 연동시키는 연동 및 영상출력단계(S800)를 더 포함하며, 상기 연동 및 영상출력단계(S800)는, 상기 휴대기기(300)의 APP을 이용하여 상기 제2MCU(220)로 등록을 요청하는 과정(S810)과, 상기 제2MCU(220)가 수신된 등록요청 정보를 확인하여 등록가능 여부를 판단하는 과정(S820)과, 상기 판단하는 과정(S820)에서 판단된 정보를 승인 또는 승인불가에 대해 해당 휴대기기(300)로 메시지를 전송하는 과정(S830)과, 상기 판단하는 과정(S820)에서 가능하다고 판단된 휴대기기(300)의 등록을 승인하는 과정(S840)과, 상기 휴대기기(300)의 APP을 이용하여 제2MCU(220)로부터 복호화된 영상데이터에 대한 수신을 요청하는 과정(S850)과, 상기 제2MCU(220)로부터 수신받은 영상을 휴대기기(300)로 출력을 하는 과정(S860)으로 구성되는 것을 기술적 특징으로 한다.Looking at the encryption method using the CCTV image data encryption system, the image capturing step (S100) of capturing an image from the image sensor 110; A first conversion step (S200) of converting the image signal photographed by the image sensor 110 into a digital signal with a first codec 120; After selectively generating an encryption key from the encryption key generator 131 using the quantum noise source for the converted digital signal by the first MCU, the encryption key is transferred to the encryption key exchange unit 223 and encrypted digital An encryption step of forming a signal (S300); a transmission step of transmitting the encrypted digital signal by the data transmission module 140 to the data reception module 210 (S400); a decryption step (S500) of decrypting the encrypted digital signal by the encryption key exchange unit 223 receiving the encryption key from the encryption key generator 131; A second conversion step (S600) of converting the decoded digital signal into image data using a second codec; an output step (S700) of outputting the converted image data; In the encryption step (S300), when external power is selectively applied, a square wave of a random period is output, and the random pulse is transmitted to the first MCU 130 through a Quantum Entropy Chip (QEC) 131a. to generate a quantum noise source, and continuously generate clock counters of different values in real time in the first MCU 130, read the clock counter value at each rising edge of the random pulse, and use DRBG (Deterministic Random Bit Generator) ( After generating a random number using a quantum noise source in 133), an encrypted digital signal is formed with the encryption key generated in the encryption key algorithm 135, and in the encryption step (S300), a clock counter is generated in the first MCU. At this time, the first MCU captures the value of each rising edge of the random pulse, collects HEX values among the captured values, and generates a Deterministic Random Bit Generator (DRBG) with one of 8bit, 16bit, 32bit, 64bit, 123bit, and 256bit ( 133), and having a portable device including an APP 310 capable of verifying the video data decoded from the 2MCU, and using the APP 310, the portable device 300 and the 2nd MCU ( 220) further includes an interlocking and video output step (S800), wherein the interlocking and video output step (S800) requests registration from the second MCU 220 using the APP of the mobile device 300. (S810), the second MCU 220 checking the received registration request information and determining whether registration is possible (S820), and approving or disapproving the information determined in the determining process (S820). A process of transmitting a message to the corresponding mobile device 300 (S830), a process of approving registration of the mobile device 300 determined to be possible in the determining process (S820) (S840), and the mobile device The process of requesting reception of the video data decoded from the second MCU 220 using the APP in step 300 (S850), and outputting the video received from the second MCU 220 to the mobile device 300 It has a technical feature that is composed of the process (S860).
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본 발명의 외부 잡음원으로부터 불규칙적인 암호키를 생성하는 CCTV 영상 데이터 암호화 시스템 및 방법에 의하면, CCTV로부터 획득한 영상을 암호화시켜 보안을 강화하는 본연의 목적을 그대로 유지함과 동시에, 원하는 시점에 선택적으로 암호키를 생성할 수 있게 되어, 생성된 암호키가 탈취당한다고 하더라도, 재차 암호키를 신속하게 생성함으로써, 네트워크를 통해 전송중인 영상데이터의 보안을 유지할 수 있도록 하는 유용한 발명이다.According to the CCTV image data encryption system and method for generating irregular encryption keys from external noise sources of the present invention, the original purpose of encrypting images obtained from CCTV to enhance security is maintained, and at the same time, selective encryption is performed at a desired time. It is a useful invention that can generate a key, and even if the generated encryption key is stolen, by quickly generating an encryption key again, it is possible to maintain the security of image data being transmitted through a network.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예를 나타내는 블록도
도 2는 본 발명의 제1,2MCU의 바람직한 실시 예를 나타내는 도면
도 3은 본 발명의 양자 잡음원 생성 원리에 대한 바람직한 실시 예를 나타내는 도면
도 4는 본 발명의 QEC(Quantum Entropy Chip)의 양자 잡음원 발생 방법에 대한 바람직한 실시 예를 나타내는 도면
도 5는 본 발명의 제1MCU에서 양자 잡음원의 생성하는 것에 대한 바람직한 실시 예를 나타내는 도면
도 6은 본 발명의 서버와 휴대기기가 연동되는 것에 대한 바람직한 실시 예를 나타내는 도면
도 7은 본 발명의 제2MCU에 대한 바람직한 실시 예를 나타내는 도면
도 8은 본 발명의 휴대기기에 대한 바람직한 실시 예를 나타내는 도면
도 9는 본 발명의 바람직한 실시 예를 나타내는 순서도1 is a block diagram showing a preferred embodiment of the present invention
2 is a view showing a preferred embodiment of the first and second MCUs of the present invention
3 is a diagram showing a preferred embodiment of the quantum noise source generation principle of the present invention
4 is a diagram showing a preferred embodiment of a method for generating a quantum noise source of a Quantum Entropy Chip (QEC) of the present invention.
5 is a diagram showing a preferred embodiment of generating a quantum noise source in a first MCU of the present invention.
6 is a diagram showing a preferred embodiment of interworking between a server and a mobile device according to the present invention.
7 is a diagram showing a preferred embodiment of a second MCU of the present invention;
8 is a view showing a preferred embodiment of the portable device of the present invention
9 is a flow chart showing a preferred embodiment of the present invention
본 발명은 CCTV에서 획득한 영상을 연결된 서버로 전송하되, 사용자가 원하는 시기에 암호키를 자유자재로 변경할 수 있도록 암호키발생부를 별도로 구성하여 원하는 암호키를 원하는 시점에 발생시켜 기존의 암호키가 탈취당하더라도 새로운 암호키로 암호화된 영상을 보호할 수 있도록 하는 양자 잡음원으로부터 불규칙적인 암호키를 생성하는 CCTV 영상 데이터 암호화 시스템 및 방법에 관한 기술이다.The present invention transmits the video obtained from CCTV to the connected server, but configures a separate encryption key generation unit so that the user can freely change the encryption key at the desired time to generate the desired encryption key at the desired time, so that the existing encryption key is It is a technology related to a CCTV image data encryption system and method that generates an irregular encryption key from a quantum noise source to protect an encrypted image with a new encryption key even if it is stolen.
이하, 첨부되는 도면과 관련하여 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 도 1 내지 도 9를 참고로 하여 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, a preferred embodiment of the present invention for achieving the above object will be described with reference to FIGS. 1 to 9 with reference to the accompanying drawings.
우선 본 발명을 설명하기에 앞서 그 구성을 도 1 내지 도 5를 참고 하여 설명하면, 영상을 촬영하기 위한 이미지센서(110)와, 상기 이미지센서(110)로 부터 촬영된 영상신호를 디지털 신호로 변환하는 제1코덱(120)과, 상기 변환된 디지털 신호를 전송받아 양자 잡음원으로부터 하나 이상의 암호키를 불규칙적으로 발생시키는 암호키발생부(131)에 의해 암호화된 디지털 신호를 형성하는 제1MCU(130)와, 상기 제1MCU(130)로부터 암호화된 디지털 신호를 데이터수신모듈(210)로 전송하는 데이터송신모듈(140)로 구성되는 CCTV(100); 상기 데이터송신모듈(140)로부터 암호화된 디지털 신호를 전송받는 데이터수신모듈(210)과, 상기 데이터수신모듈(210)로 전송받은 암호화된 디지털 신호를 암호키발생부(131)로부터 암호키를 전달받은 암호키교환부(223)로 복호화시키는 제2MCU(220)와, 상기 제2MCU(220)로부터 복호화된 디지털신호를 영상데이터로 변환시키는 제2코덱(230)과, 상기 제2코덱(230)에 의해 변환된 영상데이터를 출력하는 디스플레이부(240)로 구성되는 서버(200);를 포함하여 구성된다.First of all, prior to explaining the present invention, the configuration will be described with reference to FIGS. 1 to 5, an image sensor 110 for capturing an image, and an image signal captured from the image sensor 110 into a digital signal The first MCU 130 forms an encrypted digital signal by the first codec 120 that converts and the encryption key generator 131 that receives the converted digital signal and generates one or more encryption keys irregularly from a quantum noise source. ) and a data transmission module 140 for transmitting the encrypted digital signal from the first MCU 130 to the data reception module 210; The data receiving module 210 receives the encrypted digital signal from the data transmitting module 140, and the encrypted digital signal transmitted to the data receiving module 210 is transferred to the encryption key from the encryption key generator 131 The second MCU 220 decrypts the received encryption key exchange unit 223, the second codec 230 converts the digital signal decoded from the second MCU 220 into image data, and the second codec 230 It is configured to include; a server 200 composed of a display unit 240 that outputs the image data converted by the.
즉, 본 발명은 CCTV(100)로부터 획득한 영상을 암호화 하여 연동 또는 연결된 서버(200)로 암호화된 영상데이터를 전송하고, 상기 서버(200)를 CCVT(100)로부터 전송받은 암호화된 영상데이터를 복호화시켜서 출력할 수 있도록 하되, 암호화된 암호키의 해킹(탈취) 등이 발생하였을 시, 선택적으로 암호키를 생성할 수 있도록 하여, 보안효율성을 극대화시킬 수 있는 효과가 있다.That is, the present invention encrypts the video obtained from the CCTV (100) and transmits the encrypted video data to the linked or connected server (200), and the server (200) transmits the encrypted video data received from the CCVT (100) It is decrypted and outputted, but when hacking (stealing) of the encrypted encryption key occurs, it is possible to selectively generate an encryption key, which has the effect of maximizing security efficiency.
상기 이미지센서(110)의 경우 통상적으로 사진 또는 영상을 촬영하기 위한 구성이다.In the case of the image sensor 110, it is a configuration for taking pictures or videos in general.
상기 제1코덱(120)은 통상적으로 IT분야에서 사용되는 것으로 영상신호를 영상데이터롸 변환하여 추후 디스플레이부 등을 통해 볼 수 있도록 하기 위한 구성이다.The first codec 120 is typically used in the IT field and is a configuration for converting video signals into video data so that they can be viewed later through a display unit or the like.
상기 제1MCU(130)는, 도 1, 2에 도시된 바와 같이, 상기 변환된 디지털 신호를 전송받아 양자 잡음원으로부터 하나 이상의 암호키를 불규칙적으로 발생시키는 암호키발생부(131)에 의해 암호키를 형성하며 상기 암호키를 암호키교환부(223)로 전달함과 동시에 암호화된 디지털 신호를 형성하도록 구성된다.As shown in FIGS. 1 and 2, the first MCU 130 generates an encryption key by the encryption key generator 131 that receives the converted digital signal and irregularly generates one or more encryption keys from a quantum noise source. It is configured to form an encrypted digital signal while transmitting the encryption key to the encryption key exchange unit 223.
즉, 상기 암호키발생부(131)가 생성하는 암호키를 상기 암효키교환부(221)로 전달하도록 하게 됨으로써, 상기 CCTV(100)에서 촬영된 영상데이터가 암호화되어 서버(200)로 네트워크를 통해 전송되는 과정에서 외부로부터 암호키를 해킹(탈취) 당한다고 하더라도, 상기 암호키발생부(131)를 통해 재차 새로운 암호키를 신속하게 생성할 수 있게 됨으로써, 상기 암호화된 영상데이터의 보안을 더욱 견고히 함으로, 탈취당한 암호키에 의해 영상데이터가 유출되어 사생활침해 및 기타 범죄에 활용될수 있는 것들을 원천적으로 차단할 수가 있다.That is, by passing the encryption key generated by the encryption key generator 131 to the encryption key exchange unit 221, the video data captured by the CCTV 100 is encrypted and the network is connected to the server 200. Even if the encryption key is hacked (stealed) from the outside in the process of being transmitted through the encryption key generator 131, a new encryption key can be quickly generated again, further enhancing the security of the encrypted image data. By strengthening, it is possible to fundamentally block things that can be used for invasion of privacy and other crimes due to leakage of image data by the stolen encryption key.
이때, 상기 암호키발생부(131)는, 도 1 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 외부전원이 인가되면 랜덤 주기의 구형파를 출력하여, QEC(Quantum Entropy Chip)(131a)를 통해 랜덤펄스를 제1MCU(130)로 전송하여 양자 잡음원을 생성하도록 하며, 상기 제1MCU(130)의 Clock Counter 값을 전송받아 암호키를 생성하는 암호키알고리즘(135)이 구성되어, 암호키를 생성할 수가 있다.At this time, as shown in FIGS. 1 to 5, the encryption key generator 131 outputs a square wave with a random period when external power is applied, and generates a random pulse through a Quantum Entropy Chip (QEC) 131a. It is transmitted to the first MCU 130 to generate a quantum noise source, and an encryption key algorithm 135 is configured to generate an encryption key by receiving the Clock Counter value of the first MCU 130, so that the encryption key can be generated. .
한편, 상기 제1MCU(130)는, 도 5에 도시된 바와 같이, 지속적으로 서로 다른 값의 Clock Counter를 실시간으로 생성하여, 상기 랜덤펄스의 상승모서리 때마다 Clock Counter 값을 읽어와 DRBG (Deterministic Random Bit Generator)(133)에서 양자 잡음원을 이용하여 난수를 발생시킨 후, 상기 암호키알고리즘(135)에서 생성된 암호키로 암호화된 디지털신호를 형성하며, 상기 암호키를 암호키교환부(223)로 전달하도록 구성된다.Meanwhile, as shown in FIG. 5, the first MCU 130 continuously generates clock counters of different values in real time, reads the clock counter value at every rising edge of the random pulse, and reads the DRBG (Deterministic Random After generating random numbers using a quantum noise source in the Bit Generator (133), an encrypted digital signal is formed with the cryptographic key generated by the cryptographic key algorithm (135), and the cryptographic key is transferred to the cryptographic key exchange unit (223). configured to deliver.
여기서, 상기 제1MCU(130)는, 도 4에 도시된 바와 같이, Clock Counter를 생성 시 상기 랜덤펄스의 상승모서리 마다 그 값을 Capture하고, 상기 Capture된 값 중 HEX값을 모아 8bit, 16bit, 32bit, 64bit, 128bit, 256bit 중 어느 하나로 양자 잡음원을 생성하도록 구성된다.Here, as shown in FIG. 4, when generating a clock counter, the first MCU 130 captures the value of each rising edge of the random pulse, collects the HEX values among the captured values, and converts them into 8-bit, 16-bit, and 32-bit values. , configured to generate a quantum noise source with any one of 64bit, 128bit, and 256bit.
이때, 바람직하게는 123bit 또는 256bit이상의 양자 잡음원을 생성하는 것이 바람직하다.At this time, preferably, it is preferable to generate a quantum noise source of 123 bits or 256 bits or more.
이렇게 생성된 양자 잡음원을 DRBG (Deterministic Random Bit Generator)(133)로 전달하여 암호키알고리즘(135)을 통해 암호키를 생성하게 된다.The generated quantum noise source is transferred to a deterministic random bit generator (DRBG) 133 to generate an encryption key through an encryption key algorithm 135.
또한 상기, 양자 잡음원은 TRNG(True Random Number Generator), Quantum, 링오실레이터, 써말노이즈 중 어느 하나로 이루어진다.In addition, the quantum noise source is composed of any one of TRNG (True Random Number Generator), Quantum, Ring Oscillator, and Thermal Noise.
한편, 상기 서버(200)에는, 도 6에 도시된 바와 같이, 등록된 하나 이상의 휴대기기(300)와 통신을 위한 통신수단(250)을 더 포함하고, 상기 휴대기기(300)에는, 상기 통신수단(250)에 의해 서버(200)와 연동되며, 상기 제2MCU(220)로부터 복호화된 영상데이터를 확인할 수 있는 APP(310)을 포함될 수가 있다.Meanwhile, as shown in FIG. 6, the server 200 further includes a communication unit 250 for communication with one or more registered mobile devices 300, and the mobile device 300 includes the communication means 250. The means 250 interworks with the server 200 and may include an APP 310 capable of checking image data decoded from the second MCU 220 .
이렇게 상기 휴대기기(300)가 서버(200)와 연동될 경우, 상기 CCTV(100)로부터 획득한 영상을 휴대기기(300)에서 확인할 수 있게 된다.In this way, when the mobile device 300 is interlocked with the server 200, the image acquired from the CCTV 100 can be checked on the mobile device 300.
여기서, 상기 제2MCU(220)에는, 도 7에 도시된 바와 같이, 하나 이상의 휴대기기(300)로부터 등록요청 신호를 수신받은 등록수신부(221a)와, 상기 등록수신부(221a)로부터 수신된 정보를 확인 및 등록가능 여부를 판단하는 판단부(221b)와, 상기 판단부(221b)로부터 등록가능으로 판단된 휴대기기(300)로 등록승인 메시지를 함께 전송하고 등록을 승인하는 등록승인부(221c)와, 상기 판단부(221b)로부터 등록가능하지 않은 것으로 판단된 휴대기기(300)로 승인불가 메시지를 함께 전송하는 등록불가통지부(221d)와, 하나 이상 등록된 휴대기기(300)에 대해 선택적으로 등록을 해지하는 등록해지부(221e)를 포함하는 휴대기기연동부(221)가 더 포함된다.Here, as shown in FIG. 7, the second MCU 220 includes a registration receiver 221a that receives a registration request signal from one or more portable devices 300 and information received from the registration receiver 221a. A determination unit 221b that determines whether confirmation and registration is possible, and a registration approval unit 221c that transmits a registration approval message together to the mobile device 300 determined to be registerable by the determination unit 221b and approves the registration And, a registration failure notification unit 221d for transmitting an approval disapproval message together to the mobile device 300 determined to be unregisterable from the determination unit 221b, and selectively for one or more registered mobile devices 300 A mobile device interlocking unit 221 including a registration canceling unit 221e for canceling registration is further included.
또한, 상기 APP(310)에는, 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 등록수신부(221a)로 휴대기기(300)의 등록을 요청하는 등록요청부(311)와, 상기 등록승인부 및 등록불가통지부로부터 메시지를 수신받는 메시지수신부(313)와, 상기 제2MCU로부터 복호화된 영상데이터에 대한 수신을 요청하는 영상수신요청부(315)와, 상기 제2MCU로부터 수신받은 영상을 휴대기기로 출력을 요청하는 출력요청부(317)로 구성된다.In addition, as shown in FIG. 8, the APP 310 includes a registration request unit 311 requesting registration of the mobile device 300 with the registration receiver 221a, the registration approval unit and registration failure communication. A message receiving unit 313 receiving a message from the branch, a video receiving requesting unit 315 requesting reception of decoded video data from the 2nd MCU, and a request to output the video received from the 2nd MCU to a mobile device It consists of an output requesting unit 317 that does.
상기한 바와 같은 본 발명의 CCTV 영상 데이터 암호화 시스템은 종래에 하나의 암호키를 이용하여 사용 중 상기 암호키를 탈취당할 경우 마땅한 대응책이 없고, 그 암호키 탈취로 인해, 영상데이터가 유출되는 문제가 있었지만, 본 발명은 암호키를 탈취당한다고 하더라도 원하는 시간에 언제든지 암호키를 새로이 생성하여 사용할 수 있게 됨으로써, 종래의 문제점을 완벽하게 극복할 수 있는 효과를 통해, 범죄예방, 사생활침해 등으로부터 안정성과 영상데이터 보안을 극대화 시킬 수가 있다.As described above, the CCTV video data encryption system of the present invention conventionally uses one encryption key, and when the encryption key is stolen during use, there is no appropriate countermeasure, and the problem of leakage of video data due to the stealing of the encryption key However, in the present invention, even if the encryption key is stolen, the encryption key can be newly generated and used at any time at the desired time, so that the conventional problems can be completely overcome. Video data security can be maximized.
상기한 바와 같은 CCTV 영상 데이터 암호화 시스템을 이용한 암호화 방법을 살펴보면, 도 9에 도시된 바와 같이, 상기 이미지센서(110)로부터 영상을 촬영하는 영상촬영단계(S100); 상기 이미지센서(110)로부터 촬영된 영상신호를 제1코덱(120)으로 디지털 신호로 변환하는 제1변환단계(S200); 상기 제1MCU에 의해 상기 변환된 디지털 신호를 양자 잡음원을 이용하여 암호키발생부(131)로부터 선택적으로 암호키를 생성한 후, 상기 암호키를 암호키교환부(223)로 전달하고 암호화된 디지털 신호로 형성하는 암호화단계(S300); 상기 데이터송신모듈(140)에 의해 상기 암호화된 디지털 신호를 데이터수신모듈(210)로 전송하는 전송단계(S400); 상기 암호키발생부(131)로부터 암호키를 전달받은 암호키교환부(223)에 의해 상기 암호화된 디지털 신호를 복호화시키는 복호화단계(S500); 상기 복호화된 디지털신호를 제2코덱을 이용하여 영상데이터로 변환하는 제2변환단계(S600); 상기 변환된 영상데이터를 출력하는 출력단계(S700)를 포함하여 이루어진다.Looking at the encryption method using the CCTV image data encryption system as described above, as shown in FIG. 9, the image capturing step (S100) of capturing an image from the image sensor 110; A first conversion step (S200) of converting the image signal photographed by the image sensor 110 into a digital signal with a first codec 120; After selectively generating an encryption key from the encryption key generator 131 using the quantum noise source for the converted digital signal by the first MCU, the encryption key is transferred to the encryption key exchange unit 223 and encrypted digital An encryption step of forming a signal (S300); a transmission step of transmitting the encrypted digital signal by the data transmission module 140 to the data reception module 210 (S400); a decryption step (S500) of decrypting the encrypted digital signal by the encryption key exchange unit 223 receiving the encryption key from the encryption key generator 131; A second conversion step (S600) of converting the decoded digital signal into image data using a second codec; It comprises an output step (S700) of outputting the converted image data.
이때, 상기 암호화단계(S300)는, 선택적으로 외부전원이 인가되면 랜덤 주기의 구형파를 출력하여, QEC(Quantum Entropy Chip)(131a)를 통해 랜덤펄스를 제1MCU(130)로 전송하여 양자 잡음원을 생성하고, 상기 제1MCU(130)에서 지속적으로 서로 다른 값의 Clock Counter를 실시간으로 생성하여, 상기 랜덤펄스의 상승모서리 때마다 Clock Counter 값을 읽어와 DRBG (Deterministic Random Bit Generator)(133)에서 양자 잡음원을 이용하여 난수를 발생시킨 후, 상기 암호키알고리즘(135)에서 생성된 암호키로 암호화된 디지털신호를 형성하게 된다.At this time, in the encryption step (S300), when external power is selectively applied, a square wave with a random period is output, and the random pulse is transmitted to the first MCU 130 through the QEC (Quantum Entropy Chip) 131a to eliminate the quantum noise source. The first MCU 130 continuously generates clock counters of different values in real time, reads the clock counter value at every rising edge of the random pulse, and uses the DRBG (Deterministic Random Bit Generator) 133 to generate both clock counters. After generating a random number using a noise source, a digital signal encrypted with the encryption key generated by the encryption key algorithm 135 is formed.
또한 상기 암호화단계(S300)는, 상기 제1MCU에서 Clock Counter를 생성 시, 상기 제1MCU는 상기 랜덤펄스의 상승모서리 마다 그 값을 Capture하고, 상기 Capture된 값 중 HEX값을 모아 8bit, 16bit, 32bit, 64bit, 123bit, 256bit 중 어느 하나로 DRBG(Deterministic Random Bit Generator)(133)로 제공하도록 하여 암호키를 생성할 수가 있다.In addition, in the encryption step (S300), when the clock counter is generated in the first MCU, the first MCU captures the value of each rising edge of the random pulse, and collects the HEX values among the captured values to generate 8bit, 16bit, and 32bit values. , 64bit, 123bit, 256bit can be provided to the DRBG (Deterministic Random Bit Generator) (133) to generate an encryption key.
상기 제2MCU로부터 복호화된 영상데이터를 확인할 수 있는 APP(310)을 포함하는 휴대기기를 구비한 후, 상기 APP(310)을 이용하여 상기 휴대기기(300)와 제2MCU(220)를 연동시키는 연동 및 영상출력단계(S800)를 더 포함된다.After having a mobile device including an APP 310 capable of verifying video data decoded from the 2nd MCU, the mobile device 300 and the 2nd MCU 220 are interlocked using the APP 310. And an image output step (S800) is further included.
여기서 , 상기 연동 및 영상출력단계(S800)는, 상기 휴대기기(300)의 APP을 이용하여 상기 제2MCU(220)로 등록을 요청하는 과정(S810)과, 상기 제2MCU(220)가 수신된 등록요청 정보를 확인하여 등록가능 여부를 판단하는 과정(S820)과, 상기 판단하는 과정(S820)에서 판단된 정보를 승인 또는 승인불가에 대해 해당 휴대기기(300)로 메시지를 전송하는 과정(S830)과, 상기 판단하는 과정(S820)에서 가능하다고 판단된 휴대기기(300)의 등록을 승인하는 과정(S840)과, 상기 휴대기기(300)의 APP을 이용하여 제2MCU로부터 복호화된 영상데이터에 대한 수신을 요청하는 과정(S850)과, 상기 제2MCU(220)로부터 수신받은 영상을 휴대기기(300)로 출력을 하는 과정(S860)으로 구성되어, 사용자가 상기 서버(200)에 등록된 휴대기기(300)를 이용하여 원거리에서도 원활하게 해당 영상데이터를 볼 수가 있게 된다.Here, the interlocking and video output step (S800) includes the process of requesting registration with the second MCU 220 using the APP of the portable device 300 (S810), and the second MCU 220 is received The process of checking the registration request information to determine whether registration is possible (S820), and the process of sending a message to the mobile device 300 for approval or disapproval of the information determined in the determination process (S820) (S830) ), the process of approving the registration of the portable device 300 determined to be possible in the determining process (S820) (S840), and the video data decoded from the 2nd MCU using the APP of the portable device 300 It consists of a process of requesting reception (S850) and a process of outputting the video received from the second MCU 220 to the mobile device 300 (S860), so that the user can use the mobile device registered in the server 200. Using the device 300, it is possible to smoothly view the corresponding image data even from a long distance.
본 발명의 외부 잡음원으로부터 불규칙적인 암호키를 생성하는 CCTV 영상 데이터 암호화 시스템 및 방법에 의하면, CCTV로부터 획득한 영상을 암호화시켜 보안을 강화하는 본연의 목적을 그대로 유지함과 동시에, 원하는 시점에 선택적으로 암호키를 생성할 수 있게 되어, 생성된 암호키가 탈취당한다고 하더라도, 재차 암호키를 신속하게 생성함으로써, 네트워크를 통해 전송중인 영상데이터의 보안을 유지할 수 있도록 하는 유용한 발명이다.According to the CCTV image data encryption system and method for generating irregular encryption keys from external noise sources of the present invention, the original purpose of encrypting images obtained from CCTV to enhance security is maintained, and at the same time, selective encryption is performed at a desired time. It is a useful invention that can generate a key, and even if the generated encryption key is stolen, by quickly generating an encryption key again, it is possible to maintain the security of image data being transmitted through a network.
100 : CCTV
110 : 이미지센서 120 : 제1코덱
130 : 제1MCU 131 : 암호키발생부
135 : 암호키알고리즘 140 : 데이터송신모듈
200 : 서버
210 : 데이터수신모듈
220 : 제2MCU 221 : 휴대기기연동부
221a : 등록수신부
221b : 판단부 221c : 등록승인부
221d :등록불가통지부 221e : 등록해지부
222 : 교환키알고리즘 223 : 암호키교환부
230 : 제2코덱 240 : 디스플레이부
250 : 통신수단
300 : 휴대기기
310 : APP
311 : 등록요청부 313 : 메시지수신부
315 : 영상수신요청부 317 : 출력요청부
S100 : 영상촬영단계 S200 : 제1변환단계
S300 : 암호화단계 S400 : 전송단계
S500 : 복호화단계 S600 : 제2변환단계
S700 : 출력단계 S800 : 연동 및 영상출력단계100: CCTV
110: image sensor 120: first codec
130: first MCU 131: encryption key generator
135: encryption key algorithm 140: data transmission module
200: server
210: data receiving module
220: 2nd MCU 221: mobile device interlocking unit
221a: registration receiver
221b: judgment unit 221c: registration approval unit
221d: registration failure notification unit 221e: registration cancellation unit
222: exchange key algorithm 223: encryption key exchange unit
230: second codec 240: display unit
250: means of communication
300: mobile device
310: APP
311: registration request unit 313: message receiving unit
315: video reception request unit 317: output request unit
S100: Image capture step S200: First conversion step
S300: encryption step S400: transmission step
S500: decoding step S600: second conversion step
S700: Output Step S800: Linkage and Video Output Step
Claims (11)
상기 데이터송신모듈(140)로부터 암호화된 디지털 신호를 전송받는 데이터수신모듈(210)과, 상기 데이터수신모듈(210)로 전송받은 암호화된 디지털 신호를 암호키발생부(131)로부터 암호키를 전달받은 암호키교환부(223)로 복호화시키는 제2MCU(220)와, 상기 제2MCU(220)로부터 복호화된 디지털신호를 영상데이터로 변환시키는 제2코덱(230)과, 상기 제2코덱(230)에 의해 변환된 영상데이터를 출력하는 디스플레이부(240)로 구성되는 서버(200);를 포함하여 구성되고,
상기 암호키발생부(131)는, 외부전원이 인가되면 랜덤 주기의 구형파를 출력하여, QEC(Quantum Entropy Chip)(131a)를 통해 랜덤펄스를 제1MCU(130)로 전송하여 양자 잡음원을 생성하도록 하며, 상기 제1MCU의 Clock Counter 값을 전송받아 암호키를 생성하는 암호키알고리즘(135)이 구성되며,
상기 암호키교환부(223)는, 상기 암호키발생부(131)로부터 암호키를 전송받으면 키교환을 위한 교환키알고리즘(222)가 구성되고,
상기 제1MCU(130)는, 지속적으로 서로 다른 값의 Clock Counter를 실시간으로 생성하여, 상기 랜덤펄스의 상승모서리 때마다 Clock Counter 값을 읽어와 DRBG (Deterministic Random Bit Generator)(133)에서 양자 잡음원을 이용하여 난수를 발생시킨 후, 상기 암호키알고리즘(135)에서 생성된 암호키로 암호화된 디지털신호를 형성하며, 상기 암호키를 암호키교환부(223)로 전달하도록 구성되며,
상기 제1MCU(130)는, Clock Counter를 생성 시 상기 랜덤펄스의 상승모서리 마다 그 값을 Capture하고, 상기 Capture된 값 중 HEX값을 모아 8bit, 16bit, 32bit, 64bit, 123bit, 256bit 중 어느 하나로 양자 잡음원을 생성하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 로 구성되고,
상기 양자 잡음원은 TRNG(True Random Number Generator), Quantum, 링오실레이터, 써말노이즈 중 어느 하나로 구성되며,
상기 서버(200)에는, 등록된 하나 이상의 휴대기기(300)와 통신을 위한 통신수단(250)을 더 포함하고,
상기 휴대기기(300)에는, 상기 통신수단(250)에 의해 서버(200)와 연동되며, 상기 제2MCU(220)로부터 복호화된 영상데이터를 확인할 수 있는 APP(310)을 포함되며,
상기 제2MCU(220)에는, 하나 이상의 휴대기기(300)로부터 등록요청 신호를 수신받은 등록수신부(221a)와, 상기 등록수신부(221a)로부터 수신된 정보를 확인 및 등록가능 여부를 판단하는 판단부(221b)와, 상기 판단부(221b)로부터 등록가능으로 판단된 휴대기기(300)로 등록승인 메시지를 함께 전송하고 등록을 승인하는 등록승인부(221c)와, 상기 판단부(221b)로부터 등록가능하지 않은 것으로 판단된 휴대기기(300)로 승인불가 메시지를 함께 전송하는 등록불가통지부(221d)와, 하나 이상 등록된 휴대기기(300)에 대해 선택적으로 등록을 해지하는 등록해지부(221e)를 포함하는 휴대기기연동부(221)가 더 포함되고,
상기 APP(310)에는, 상기 등록수신부(221a)로 휴대기기(300)의 등록을 요청하는 등록요청부(311)와, 상기 등록승인부 및 등록불가통지부로부터 메시지를 수신받는 메시지수신부(313)와, 상기 제2MCU(220)로부터 복호화된 영상데이터에 대한 수신을 요청하는 영상수신요청부(315)와, 상기 제2MCU(220)로부터 수신받은 영상을 휴대기기(300)로 출력을 요청하는 출력요청부(317)로 구성되는 것을 특징으로 하는 외부 잡음원으로부터 불규칙적인 암호키를 생성하는 CCTV 영상 데이터 암호화 시스템.
An image sensor 110 for photographing an image, a first codec 120 for converting an image signal photographed by the image sensor 110 into a digital signal, and receiving the converted digital signal to generate one from a quantum noise source. An encryption key is formed by the encryption key generation unit 131 that generates the above encryption key irregularly, and the encryption key is transmitted to the encryption key exchange unit 223 and an encrypted digital signal is formed. 1 MCU 130 And, a CCTV (100) composed of a data transmission module (140) for transmitting the digital signal encrypted from the first MCU (130) to the data reception module (210);
The data receiving module 210 receives the encrypted digital signal from the data transmitting module 140, and the encrypted digital signal transmitted to the data receiving module 210 is transferred to the encryption key from the encryption key generator 131 The second MCU 220 decrypts the received encryption key exchange unit 223, the second codec 230 converts the digital signal decoded from the second MCU 220 into image data, and the second codec 230 It is configured to include; a server 200 composed of a display unit 240 that outputs the image data converted by
When external power is applied, the cryptographic key generator 131 outputs a square wave with a random period and transmits the random pulse to the first MCU 130 through a Quantum Entropy Chip (QEC) 131a to generate a quantum noise source. And, an encryption key algorithm 135 for generating an encryption key by receiving the Clock Counter value of the first MCU is configured,
When the encryption key exchange unit 223 receives the encryption key from the encryption key generator 131, an exchange key algorithm 222 for key exchange is configured.
The first MCU 130 continuously generates clock counters of different values in real time, reads the clock counter value at every rising edge of the random pulse, and generates a quantum noise source in a deterministic random bit generator (DRBG) 133. After generating random numbers using the cryptographic key algorithm 135, an encrypted digital signal is formed with the cryptographic key generated, and the cryptographic key is transmitted to the cryptographic key exchange unit 223,
When the clock counter is generated, the first MCU 130 captures the value of each rising edge of the random pulse, collects the HEX values among the captured values, and converts them to one of 8bit, 16bit, 32bit, 64bit, 123bit, and 256bit. Consisting of characterized in that configured to generate a noise source,
The quantum noise source is composed of any one of TRNG (True Random Number Generator), Quantum, Ring Oscillator, and Thermal Noise,
The server 200 further includes a communication means 250 for communication with one or more registered mobile devices 300,
The portable device 300 includes an APP 310 that is interlocked with the server 200 by the communication means 250 and can check the video data decoded from the second MCU 220,
The second MCU 220 includes a registration receiver 221a that receives a registration request signal from one or more mobile devices 300 and a determination unit that checks the information received from the registration receiver 221a and determines whether registration is possible. (221b), and a registration approval unit (221c) that transmits a registration approval message together to the mobile device 300 determined to be registerable by the determination unit (221b) and approves the registration, and registration from the determination unit (221b). A registration failure notification unit 221d that transmits an approval disapproval message to the mobile device 300 determined to be unavailable, and a registration cancellation unit 221e that selectively cancels registration of one or more registered mobile devices 300 A mobile device interlocking unit 221 including a is further included,
The APP 310 includes a registration request unit 311 requesting registration of the mobile device 300 with the registration receiver 221a, and a message receiver 313 receiving messages from the registration approval unit and the registration failure notification unit. ), and an image reception requesting unit 315 requesting reception of the video data decoded from the second MCU 220, and requesting output of the video received from the second MCU 220 to the mobile device 300 CCTV video data encryption system for generating an irregular encryption key from an external noise source, characterized in that composed of an output request unit 317.
상기 이미지센서(110)로부터 영상을 촬영하는 영상촬영단계(S100);
상기 이미지센서(110)로부터 촬영된 영상신호를 제1코덱(120)으로 디지털 신호로 변환하는 제1변환단계(S200);
상기 제1MCU에 의해 상기 변환된 디지털 신호를 양자 잡음원을 이용하여 암호키발생부(131)로부터 선택적으로 암호키를 생성한 후, 상기 암호키를 암호키교환부(223)로 전달하고 암호화된 디지털 신호로 형성하는 암호화단계(S300);
상기 데이터송신모듈(140)에 의해 상기 암호화된 디지털 신호를 데이터수신모듈(210)로 전송하는 전송단계(S400);
상기 암호키발생부(131)로부터 암호키를 전달받은 암호키교환부(223)에 의해 상기 암호화된 디지털 신호를 복호화시키는 복호화단계(S500);
상기 복호화된 디지털신호를 제2코덱을 이용하여 영상데이터로 변환하는 제2변환단계(S600);
상기 변환된 영상데이터를 출력하는 출력단계(S700); 를 포함하여 이루어지고,
상기 암호화단계(S300)는,
선택적으로 외부전원이 인가되면 랜덤 주기의 구형파를 출력하여, QEC(Quantum Entropy Chip)(131a)를 통해 랜덤펄스를 제1MCU(130)로 전송하여 양자 잡음원을 생성하고,
상기 제1MCU(130)에서 지속적으로 서로 다른 값의 Clock Counter를 실시간으로 생성하여, 상기 랜덤펄스의 상승모서리 때마다 Clock Counter 값을 읽어와 DRBG (Deterministic Random Bit Generator)(133)에서 양자 잡음원을 이용하여 난수를 발생시킨 후, 상기 암호키알고리즘(135)에서 생성된 암호키로 암호화된 디지털신호를 형성하며,
상기 암호화단계(S300)는,
상기 제1MCU에서 Clock Counter를 생성 시, 상기 제1MCU는 상기 랜덤펄스의 상승모서리 마다 그 값을 Capture하고, 상기 Capture된 값 중 HEX값을 모아 8bit, 16bit, 32bit, 64bit, 123bit, 256bit 중 어느 하나로 DRBG(Deterministic Random Bit Generator)(133)로 제공하고,
상기 제2MCU로부터 복호화된 영상데이터를 확인할 수 있는 APP(310)을 포함하는 휴대기기를 구비한 후, 상기 APP(310)을 이용하여 상기 휴대기기(300)와 제2MCU(220)를 연동시키는 연동 및 영상출력단계(S800)를 더 포함하며,
상기 연동 및 영상출력단계(S800)는,
상기 휴대기기(300)의 APP을 이용하여 상기 제2MCU(220)로 등록을 요청하는 과정(S810)과,
상기 제2MCU(220)가 수신된 등록요청 정보를 확인하여 등록가능 여부를 판단하는 과정(S820)과,
상기 판단하는 과정(S820)에서 판단된 정보를 승인 또는 승인불가에 대해 해당 휴대기기(300)로 메시지를 전송하는 과정(S830)과,
상기 판단하는 과정(S820)에서 가능하다고 판단된 휴대기기(300)의 등록을 승인하는 과정(S840)과,
상기 휴대기기(300)의 APP을 이용하여 제2MCU(220)로부터 복호화된 영상데이터에 대한 수신을 요청하는 과정(S850)과,
상기 제2MCU(220)로부터 수신받은 영상을 휴대기기(300)로 출력을 하는 과정(S860)으로 구성되는 것을 특징으로 하는 외부 잡음원으로부터 불규칙적인 암호키를 생성하는 CCTV 영상 데이터 암호화 방법.
Using the CCTV video data encryption system of claim 1,
An image capturing step (S100) of capturing an image from the image sensor 110;
A first conversion step (S200) of converting the image signal photographed by the image sensor 110 into a digital signal with a first codec 120;
After selectively generating an encryption key from the encryption key generator 131 using the quantum noise source for the converted digital signal by the first MCU, the encryption key is transferred to the encryption key exchange unit 223 and encrypted digital An encryption step of forming a signal (S300);
a transmission step of transmitting the encrypted digital signal by the data transmission module 140 to the data reception module 210 (S400);
a decryption step (S500) of decrypting the encrypted digital signal by the encryption key exchange unit 223 receiving the encryption key from the encryption key generator 131;
A second conversion step (S600) of converting the decoded digital signal into image data using a second codec;
an output step (S700) of outputting the converted image data; is made including,
In the encryption step (S300),
Optionally, when external power is applied, a random period square wave is output, and a random pulse is transmitted to the first MCU 130 through a QEC (Quantum Entropy Chip) 131a to generate a quantum noise source,
The 1st MCU 130 continuously generates clock counters of different values in real time, reads the clock counter value at every rising edge of the random pulse, and uses a quantum noise source in a deterministic random bit generator (DRBG) 133. After generating a random number, a digital signal encrypted with the encryption key generated by the encryption key algorithm 135 is formed,
In the encryption step (S300),
When the 1st MCU generates a clock counter, the 1st MCU captures the value of each rising edge of the random pulse, collects the HEX values among the captured values, and converts them into one of 8bit, 16bit, 32bit, 64bit, 123bit and 256bit. Provided by DRBG (Deterministic Random Bit Generator) (133),
After having a mobile device including an APP 310 capable of verifying video data decoded from the 2nd MCU, the mobile device 300 and the 2nd MCU 220 are interlocked using the APP 310. And further comprising an image output step (S800),
The linkage and image output step (S800),
A process of requesting registration with the second MCU 220 using the APP of the mobile device 300 (S810);
The process of determining whether registration is possible by checking the registration request information received by the second MCU 220 (S820);
Sending a message to the corresponding mobile device 300 about approval or non-approval of the information determined in the determining step (S820) (S830);
A process of approving registration of the portable device 300 determined to be possible in the process of determining (S820) (S840);
A process of requesting reception of the video data decoded from the second MCU 220 using the APP of the mobile device 300 (S850);
CCTV video data encryption method for generating an irregular encryption key from an external noise source, characterized in that consisting of a process (S860) of outputting the video received from the second MCU (220) to the portable device (300).
Priority Applications (1)
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| KR1020230058070A KR102569487B1 (en) | 2023-05-04 | 2023-05-04 | CCTV image data encryption system and method for generating irregular encryption keys from external noise sources |
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