CN109168033A - 一种视频隐私数据保护系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种视频隐私数据保护系统及方法，系统包括视频采集模块、视频编码分隔模块、随机加密模块、选择加密模块、视频播放模块、解密模块；视频采集模块将采集到的视频数据传送给视频存储模块；视频存储模将视频采集模块采集的内容传送给视频编码分隔模块；视频编码分隔模块将接收到的原始视频数据进行编码，同时使用公钥加密技术对选取的对称密钥进行加密T2；将段视频的索引值T1、T2作为该段加密视频的头信息，一起上传至云服务器；视频播放模块从云服务器上下载加密数据，传送给解密模块解密后得出编码的视频数据，进行解码得出原始视频数据。本发明对每帧加密数据具有随机性，既能保证安全性，又提高了效率。

Description

一种视频隐私数据保护系统及方法

技术领域

本发明属于信息安全技术领域，涉及一种视频隐私数据保护系统及方法，具体涉及一种家庭视摄像头视频隐私数据保护系统及方法。

背景技术

随着多媒体技术的快速发展，每天产生的视频数据都在海量增长，但是目前针对视频数据特别是隐私视频数据的保护仍稍显不足。当前主流的针对视频加密的技术有的是采用对称密钥算法对视频加密，安全度很高，但这会使得加密时间解密时间过长，体验感较低，而若是采用对称钥算法对视频加密，虽然加解密视频速度较快，但会使得视频加密的安全性较低。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种家庭视摄像头视频隐私数据保护系统及方法，在保证安全性的前提下，加解密的速度也很快。

本发明的系统所采用的技术方案是：一种视频隐私数据保护系统，其特征在于：包括视频采集模块、视频编码分隔模块、随机加密模块、选择加密模块、视频播放模块、云服务器、解密模块；

所述视频采集模块、视频编码分隔模块、云服务器、视频播放模块顺序连接，所述随机加密模块、选择加密模块分别于所述视频编码分隔模块连接，所述解密模块与所述视频播放模块连接。

本发明的方法所采用的技术方案是：一种视频隐私数据保护方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：视频采集模块将采集到的视频数据传送给视频存储模块；

步骤2：视频存储模将视频采集模块采集的内容传送给视频编码分隔模块；

步骤3：视频编码分隔模块将接收到的原始视频数据进行编码，同时随机加密模块使用内置公钥加密技术对选取的对称密钥进行加密，获得加密后的对称密钥T2；

步骤4：将段视频的索引值T1、T2作为该段加密视频的头信息，一起上传至云服务器；

步骤5：视频播放模块在重放需要的视频时，先从云服务器上下载加密数据，再将加密数据传送给解密模块，由解密模块解密后得出编码的视频数据，再对编码视频数据进行解码得出原始视频数据，由播放器对原始数据执行播放操作。

本发明根据VP9编码压缩技术特点，针对编码的方式，进行特定的加密，既能保证安全性，又能提高加密效率，还不影响编码性能。

附图说明

图1为发明实施例的系统框架结构图；

图2为本发明实施例的方法中随机加密算法原理图。

具体实施方式

为了便于本领域普通技术人员理解和实施本发明，下面结合附图及实施例对本发明作进一步的详细描述，应当理解，此处所描述的实施示例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

请见图1，本发明提供的一种视频隐私数据保护系统，包括视频采集模块、视频编码分隔模块、随机加密模块、选择加密模块、视频播放模块、云服务器、解密模块；视频采集模块、视频编码分隔模块、云服务器、视频播放模块顺序连接，随机加密模块、选择加密模块分别于视频编码分隔模块连接，解密模块与视频播放模块连接。

请见图2，本发明提供的一种视频隐私数据保护方法，包括以下步骤：

步骤1：视频采集模块将采集到的视频数据传送给视频存储模块；

步骤2：视频存储模将视频采集模块采集的内容传送给视频编码分隔模块；

步骤3：视频编码分隔模块将接收到的原始视频数据进行编码，同时随机加密模块使用内置公钥加密技术对选取的对称密钥进行加密，获得加密后的对称密钥T2；

本实施例的视频编码分隔模块将接收到的原始视频数据以vp9编码技术进行编码，边编码边加密。

Vp9编码核心技术有帧内预测，帧间预测，变换、量化和扫描，自适应熵编码等。首先对于帧内预测，它是指利用当前处理帧内已编码像素对当前像素块进行预测的一种编码技术，主要作用是消除视频序列的空域冗余性。而对于帧间预测，是利用邻近已编码帧的重构图像对当前帧进行预测的过程，主要用于去除视频序列的时域冗余性。通过帧内预测与帧间预测得到的预测值与真实值作差，可以得到当前块的残差信号Dn。根据vp9这一编码特性进行针对性的加密。通过计算可以得知，预测值与真实值较为接近，因此残差值许多像素点都为0，可将帧内所有残差块看成一个矩阵，其中的0表示预测值与真实值相同，1表示不同，考虑到对全部内容进行加密的巨大工作量，因此本实施例采取随机加密法，根据设定的规则，随机加密某一行的数据，再将加密后的码流与未加密源码流合并输出，随后再由变化块对经过部分加密后的残差块进行变化编码等其他压缩编码操作，由于该方法可以针对残差块进行随机性的加密，既保证安全性，又能提高效率。

随机加密算法请见图2，具体实现包括以下子步骤：

步骤3.1：采取随机加密法，根据设定的规则，随机加密某一行的数据；

所述随机加密法，是在加密当前帧已编码像素块时，将该待加密帧内所有残差块看成一个二维数组，用array[i][j]表示，设计一个随机加密算法：

for(i＝0；i<n；i++){if(array[i][0]＝＝1){for(j＝0；j<m；j++)array[i][j]⊙k}}；

其中i表示行元素，j表示列元素，n表示行数，m表示列数，⊙表示与密钥的异或运算，k为随机加密模块随机选取的加密算法产生的密钥流；

步骤3.2：将加密后的码流与未加密源码流合并，再由变换块进行压缩编码；

步骤3.3：哈希生成该段视频的索引值T1。

步骤4：将段视频的索引值T1、T2作为该段加密视频的头信息，一起上传至云服务器；

步骤5：视频播放模块在重放需要的视频时，先从云服务器上下载加密数据，再将加密数据传送给解密模块，由解密模块解密后得出编码的视频数据，再对编码视频数据进行解码得出原始视频数据，由播放器对原始数据执行播放操作。

可将本发明使用的视频随机加密技术应用到各种需要对视频加密的地方，还可用于野外无人看管的摄像头等等。

与现有加密方法相比，本发明对每帧加密数据具有随机性，既能保证安全性，又提高了效率。

应当理解的是，本说明书未详细阐述的部分均属于现有技术。

应当理解的是，上述针对较佳实施例的描述较为详细，并不能因此而认为是对本发明专利保护范围的限制，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明权利要求所保护的范围情况下，还可以做出替换或变形，均落入本发明的保护范围之内，本发明的请求保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (5)

1.一种视频隐私数据保护系统，其特征在于：包括视频采集模块、视频编码分隔模块、随机加密模块、选择加密模块、视频播放模块、云服务器、解密模块；

所述视频采集模块、视频编码分隔模块、云服务器、视频播放模块顺序连接，所述随机加密模块、选择加密模块分别于所述视频编码分隔模块连接，所述解密模块与所述视频播放模块连接。

2.一种视频隐私数据保护方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：视频采集模块将采集到的视频数据传送给视频存储模块；

步骤2：视频存储模将视频采集模块采集的内容传送给视频编码分隔模块；

步骤3：视频编码分隔模块将接收到的原始视频数据进行编码，同时随机加密模块使用内置公钥加密技术对选取的对称密钥进行加密，获得加密后的对称密钥T2；

步骤4：将段视频的索引值T1、T2作为该段加密视频的头信息，一起上传至云服务器；

步骤5：视频播放模块在重放需要的视频时，先从云服务器上下载加密数据，再将加密数据传送给解密模块，由解密模块解密后得出编码的视频数据，再对编码视频数据进行解码得出原始视频数据，由播放器对原始数据执行播放操作。

3.根据权利要求2所述的视频隐私数据保护方法，其特征在于：步骤3中，视频编码分隔模块将接收到的原始视频数据以vp9编码技术进行编码，边编码边加密。

4.根据权利要求3所述的视频隐私数据保护方法，其特征在于，所述边编码边加密，具体实现包括以下子步骤：

步骤3.1：采取随机加密法，根据设定的规则，随机加密某一行的数据；

所述随机加密法，是在加密当前帧已编码像素块时，将该待加密帧内所有残差块看成一个二维数组，用array[i][j]表示，设计一个随机加密算法：

for(i＝0；i<n；i++){if(array[i][0]＝＝1){for(j＝0；j<m；j++)array[i][j]⊙k}}；

其中i表示行元素，j表示列元素，n表示行数，m表示列数，⊙表示与密钥的异或运算，k为随机加密模块随机选取的加密算法产生的密钥流；

步骤3.2：将加密后的码流与未加密源码流合并，再由变换块进行压缩编码；

步骤3.3：哈希生成该段视频的索引值T1。

5.根据权利要求2-4任意一项所述的视频隐私数据保护方法，其特征在于：随机加密模块内置若干对称加密算法。