CN110557680A - 一种音视频数据帧传输方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供了一种音视频数据帧传输方法及系统，所述方法通过对视联网传输过程中的音视频数据帧进行加密，且加密信息在加密前根据音视频数据的传输特征，如音视频数据帧序号、传输所用的视联网视频通道地址等等进行动态获取，从而使得不同帧音视频数据的加密方式各不相同，加大了破译难度，在预防视联网内部重要数据在传输过程中可能出现的窃取、篡改、伪造的风险的同时，提高了视联网数据传输的安全性，同时，将加密信息对应的部分解密信息随数据发送，既降低了数据包被截获破译的风险，也提升了数据解密的效率。

Description

一种音视频数据帧传输方法和系统

技术领域

本发明涉及视联网技术领域，特别是涉及一种音视频数据帧传输方法和一种音视频数据帧传输系统。

背景技术

随着视联网的不断发展，其业务范围已扩展到人们工作生活的方方面面。为了保证业务往来中数据信息的安全，发送端通常需要对数据进行加密之后进行发送，接收端在接收到加密后的数据后需要根据加密密钥对加密数据进行解密，从而保证数据在传输过程的安全。

但是，接收端需要获得加密密钥才能对加密数据进行正确解密从而得到完整的数据，而不同批次、不同业务等的数据加密密钥是不同的。为了保证接收端能够成功解密，一般需要发送端提前将各自对应的加密密钥告知接收端。在这种情况下，一旦加密密钥遭到攻击、甚至被破解时，发送端与接收端间的加密解密过程就无法再保证数据传输的安全。

发明内容

鉴于上述问题，提出了本发明实施例以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种音视频数据帧传输方法和相应的一种音视频数据帧传输系统。

为了解决上述问题，本发明实施例公开了一种音视频数据帧传输方法，包括：第一视联网终端根据待传输的音视频数据帧对应的传输特征，确定所述音视频数据帧对应的加密信息；所述第一视联网终端根据所述加密信息对所述音视频数据帧进行加密，获得加密数据；所述第一视联网终端对所述加密数据进行封装，得到符合视联网传输格式的数据包；所述第一视联网终端通过视联网向第二视联网终端发送所述数据包；所述数据包中包括所述加密数据以及所述加密信息对应的部分解密信息；所述第二视联网终端接收所述数据包，并根据所述数据包中的部分解密信息获取完整解密信息；所述第二视联网终端根据所述完整解密信息对所述数据包中的加密数据进行解密，获得所述音视频数据帧。

本发明实施例还公开了一种音视频数据帧传输系统，包括：第一视联网终端和第二视联网终端；其中，所述第一视联网终端包括：加密信息确认模块，用于根据待传输的音视频数据帧对应的传输特征，确定所述音视频数据帧对应的加密信息；加密模块，用于根据所述加密信息对所述音视频数据帧进行加密，获得加密数据；封装模块，用于对所述加密数据进行封装，得到符合视联网传输格式的数据包；发送模块，用于通过视联网向第二视联网终端发送所述数据包；所述数据包中包括所述加密数据以及所述加密信息对应的部分解密信息；所述第二视联网终端包括：解密信息确认模块，用于接收所述数据包，并根据所述数据包中的部分解密信息获取完整解密信息；解密模块，用于根据所述完整解密信息对所述数据包中的加密数据进行解密，获得所述音视频数据帧。

本发明实施例包括以下优点：

本发明实施例通过对视联网传输过程中的音视频数据帧根据加密信息进行加密，且加密信息为加密前根据音视频数据的传输特征，如音视频数据帧序号、传输所用的视联网视频通道地址等确认的，从而使得各音视频数据帧的加密方式各不相同，加大了破译难度，在预防视联网内部重要数据在传输过程中可能出现的窃取、篡改、伪造的风险的同时，提高了视联网数据传输的安全性，同时，将加密信息对应的部分解密信息随数据发送，既降低了数据包被截获破译的风险，也提升了数据解密的效率。

附图说明

图1是本发明的一种视联网的组网示意图；

图2是本发明的一种节点服务器的硬件结构示意图；

图3是本发明的一种接入交换机的硬件结构示意图；

图4是本发明的一种以太网协转网关的硬件结构示意图；

图5是本发明的一种数据传输方法实施例的步骤流程图；

图6是本发明加密数据封装流程示意图；

图7是本发明中第一视联网终端处理流程的具体示例

图8是本发明中第二视联网终端处理流程的具体示例；

图9是本发明的一种数据传输系统实施例的结构框图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

视联网是网络发展的重要里程碑，是一个实时网络，能够实现高清视频实时传输，将众多互联网应用推向高清视频化，高清面对面。

视联网采用实时高清视频交换技术，可以在一个网络平台上将所需的服务，如高清视频会议、视频监控、智能化监控分析、应急指挥、数字广播电视、延时电视、网络教学、现场直播、VOD点播、电视邮件、个性录制(PVR)、内网(自办)频道、智能化视频播控、信息发布等数十种视频、语音、图片、文字、通讯、数据等服务全部整合在一个系统平台，通过电视或电脑实现高清品质视频播放。

为使本领域技术人员更好地理解本发明实施例，以下对视联网进行介绍：

视联网所应用的部分技术如下所述：

网络技术(Network Technology)

视联网的网络技术创新改良了传统以太网(Ethernet)，以面对网络上潜在的巨大视频流量。不同于单纯的网络分组包交换(Packet Switching)或网络电路交换(CircuitSwitching)，视联网技术采用Packet Switching满足Streaming需求。视联网技术具备分组交换的灵活、简单和低价，同时具备电路交换的品质和安全保证，实现了全网交换式虚拟电路，以及数据格式的无缝连接。

交换技术(Switching Technology)

视联网采用以太网的异步和包交换两个优点，在全兼容的前提下消除了以太网缺陷，具备全网端到端无缝连接，直通用户终端，直接承载IP数据包。用户数据在全网范围内不需任何格式转换。视联网是以太网的更高级形态，是一个实时交换平台，能够实现目前互联网无法实现的全网大规模高清视频实时传输，将众多网络视频应用推向高清化、统一化。

服务器技术(Server Technology)

视联网和统一视频平台上的服务器技术不同于传统意义上的服务器，它的流媒体传输是建立在面向连接的基础上，其数据处理能力与流量、通讯时间无关，单个网络层就能够包含信令及数据传输。对于语音和视频业务来说，视联网和统一视频平台流媒体处理的复杂度比数据处理简单许多，效率比传统服务器大大提高了百倍以上。

储存器技术(Storage Technology)

统一视频平台的超高速储存器技术为了适应超大容量和超大流量的媒体内容而采用了最先进的实时操作系统，将服务器指令中的节目信息映射到具体的硬盘空间，媒体内容不再经过服务器，瞬间直接送达到用户终端，用户等待一般时间小于0.2秒。最优化的扇区分布大大减少了硬盘磁头寻道的机械运动，资源消耗仅占同等级IP互联网的20％，但产生大于传统硬盘阵列3倍的并发流量，综合效率提升10倍以上。

网络安全技术(Network Security Technology)

视联网的结构性设计通过每次服务单独许可制、设备与用户数据完全隔离等方式从结构上彻底根除了困扰互联网的网络安全问题，一般不需要杀毒程序、防火墙，杜绝了黑客与病毒的攻击，为用户提供结构性的无忧安全网络。

服务创新技术(Service Innovation Technology)

统一视频平台将业务与传输融合在一起，不论是单个用户、私网用户还是一个网络的总合，都不过是一次自动连接。用户终端、机顶盒或PC直接连到统一视频平台，获得丰富多彩的各种形态的多媒体视频服务。统一视频平台采用“菜谱式”配表模式来替代传统的复杂应用编程，可以使用非常少的代码即可实现复杂的应用，实现“无限量”的新业务创新。

视联网的组网如下所述：

视联网是一种集中控制的网络结构，该网络可以是树型网、星型网、环状网等等类型，但在此基础上网络中需要有集中控制节点来控制整个网络。

如图1所示，视联网分为接入网和城域网两部分。

接入网部分的设备主要可以分为3类：节点服务器，接入交换机，终端(包括各种机顶盒、编码板、存储器等)。节点服务器与接入交换机相连，接入交换机可以与多个终端相连，并可以连接以太网。

其中，节点服务器是接入网中起集中控制功能的节点，可控制接入交换机和终端。节点服务器可直接与接入交换机相连，也可以直接与终端相连。

类似的，城域网部分的设备也可以分为3类：城域服务器，节点交换机，节点服务器。城域服务器与节点交换机相连，节点交换机可以与多个节点服务器相连。

其中，节点服务器即为接入网部分的节点服务器，即节点服务器既属于接入网部分，又属于城域网部分。

城域服务器是城域网中起集中控制功能的节点，可控制节点交换机和节点服务器。城域服务器可直接连接节点交换机，也可直接连接节点服务器。

由此可见，整个视联网络是一种分层集中控制的网络结构，而节点服务器和城域服务器下控制的网络可以是树型、星型、环状等各种结构。

形象地称，接入网部分可以组成统一视频平台(虚线圈中部分)，多个统一视频平台可以组成视联网；每个统一视频平台可以通过城域以及广域视联网互联互通。

视联网设备分类

1.1本发明实施例的视联网中的设备主要可以分为3类：服务器，交换机(包括以太网网关)，终端(包括各种机顶盒，编码板，存储器等)。视联网整体上可以分为城域网(或者国家网、全球网等)和接入网。

1.2其中接入网部分的设备主要可以分为3类：节点服务器，接入交换机(包括以太网网关)，终端(包括各种机顶盒，编码板，存储器等)。

各接入网设备的具体硬件结构为：

节点服务器：

如图2所示，主要包括网络接口模块201、交换引擎模块202、CPU模块203、磁盘阵列模块204；

其中，网络接口模块201，CPU模块203、磁盘阵列模块204进来的包均进入交换引擎模块202；交换引擎模块202对进来的包进行查地址表205的操作，从而获得包的导向信息；并根据包的导向信息把该包存入对应的包缓存器206的队列；如果包缓存器206的队列接近满，则丢弃；交换引擎模202轮询所有包缓存器队列，如果满足以下条件进行转发：1)该端口发送缓存未满；2)该队列包计数器大于零。磁盘阵列模块204主要实现对硬盘的控制，包括对硬盘的初始化、读写等操作；CPU模块203主要负责与接入交换机、终端(图中未示出)之间的协议处理，对地址表205(包括下行协议包地址表、上行协议包地址表、数据包地址表)的配置，以及，对磁盘阵列模块204的配置。

接入交换机：

如图3所示，主要包括网络接口模块(下行网络接口模块301、上行网络接口模块302)、交换引擎模块303和CPU模块304；

其中，下行网络接口模块301进来的包(上行数据)进入包检测模块305；包检测模块305检测包的目地地址(DA)、源地址(SA)、数据包类型及包长度是否符合要求，如果符合，则分配相应的流标识符(stream-id)，并进入交换引擎模块303，否则丢弃；上行网络接口模块302进来的包(下行数据)进入交换引擎模块303；CPU模块304进来的数据包进入交换引擎模块303；交换引擎模块303对进来的包进行查地址表306的操作，从而获得包的导向信息；如果进入交换引擎模块303的包是下行网络接口往上行网络接口去的，则结合流标识符(stream-id)把该包存入对应的包缓存器307的队列；如果该包缓存器307的队列接近满，则丢弃；如果进入交换引擎模块303的包不是下行网络接口往上行网络接口去的，则根据包的导向信息，把该数据包存入对应的包缓存器307的队列；如果该包缓存器307的队列接近满，则丢弃。

交换引擎模块303轮询所有包缓存器队列，在本发明实施例中分两种情形：

如果该队列是下行网络接口往上行网络接口去的，则满足以下条件进行转发：1)该端口发送缓存未满；2)该队列包计数器大于零；3)获得码率控制模块产生的令牌；

如果该队列不是下行网络接口往上行网络接口去的，则满足以下条件进行转发：1)该端口发送缓存未满；2)该队列包计数器大于零。

码率控制模块308是由CPU模块304来配置的，在可编程的间隔内对所有下行网络接口往上行网络接口去的包缓存器队列产生令牌，用以控制上行转发的码率。

CPU模块304主要负责与节点服务器之间的协议处理，对地址表306的配置，以及，对码率控制模块308的配置。

以太网协转网关：

如图4所示，主要包括网络接口模块(下行网络接口模块401、上行网络接口模块402)、交换引擎模块403、CPU模块404、包检测模块405、码率控制模块408、地址表406、包缓存器407和MAC添加模块409、MAC删除模块410。

其中，下行网络接口模块401进来的数据包进入包检测模块405；包检测模块405检测数据包的以太网MAC DA、以太网MAC SA、以太网length or frame type、视联网目地地址DA、视联网源地址SA、视联网数据包类型及包长度是否符合要求，如果符合则分配相应的流标识符(stream-id)；然后，由MAC删除模块410减去MAC DA、MAC SA、length or frame type(2byte)，并进入相应的接收缓存，否则丢弃；

下行网络接口模块401检测该端口的发送缓存，如果有包则根据包的视联网目地地址DA获知对应的终端的以太网MAC DA，添加终端的以太网MAC DA、以太网协转网关的MACSA、以太网length or frame type，并发送。

以太网协转网关中其他模块的功能与接入交换机类似。

终端：

主要包括网络接口模块、业务处理模块和CPU模块；例如，机顶盒主要包括网络接口模块、视音频编解码引擎模块、CPU模块；编码板主要包括网络接口模块、视音频编码引擎模块、CPU模块；存储器主要包括网络接口模块、CPU模块和磁盘阵列模块。

1.3城域网部分的设备主要可以分为2类：节点服务器，节点交换机，城域服务器。其中，节点交换机主要包括网络接口模块、交换引擎模块和CPU模块；城域服务器主要包括网络接口模块、交换引擎模块和CPU模块构成。

2、视联网数据包定义

2.1接入网数据包定义

接入网的数据包主要包括以下几部分：目的地址(DA)、源地址(SA)、保留字节、payload(PDU)、CRC。

如下表所示，接入网的数据包主要包括以下几部分：

DA

SA

Reserved

Payload

CRC

其中：

目的地址(DA)由8个字节(byte)组成，第一个字节表示数据包的类型(例如各种协议包、组播数据包、单播数据包等)，最多有256种可能，第二字节到第六字节为城域网地址，第七、第八字节为接入网地址；

源地址(SA)也是由8个字节(byte)组成，定义与目的地址(DA)相同；

保留字节由2个字节组成；

payload部分根据不同的数据报的类型有不同的长度，如果是各种协议包的话是64个字节，如果是单组播数据包话是32+1024＝1056个字节，当然并不仅仅限于以上2种；

CRC有4个字节组成，其计算方法遵循标准的以太网CRC算法。

2.2城域网数据包定义

城域网的拓扑是图型，两个设备之间可能有2种、甚至2种以上的连接，即节点交换机和节点服务器、节点交换机和节点交换机、节点交换机和节点服务器之间都可能超过2种连接。但是，城域网设备的城域网地址却是唯一的，为了精确描述城域网设备之间的连接关系，在本发明实施例中引入参数：标签，来唯一描述一个城域网设备。

本说明书中标签的定义和MPLS(Multi-Protocol Label Switch，多协议标签交换)的标签的定义类似，假设设备A和设备B之间有两个连接，那么数据包从设备A到设备B就有2个标签，数据包从设备B到设备A也有2个标签。标签分入标签、出标签，假设数据包进入设备A的标签(入标签)是0x0000，这个数据包离开设备A时的标签(出标签)可能就变成了0x0001。城域网的入网流程是集中控制下的入网过程，也就意味着城域网的地址分配、标签分配都是由城域服务器主导的，节点交换机、节点服务器都是被动的执行而已，这一点与MPLS的标签分配是不同的，MPLS的标签分配是交换机、服务器互相协商的结果。

如下表所示，城域网的数据包主要包括以下几部分：

DA

SA

Reserved

标签

Payload

CRC

即目的地址(DA)、源地址(SA)、保留字节(Reserved)、标签、payload(PDU)、CRC。其中，标签的格式可以参考如下定义：标签是32bit，其中高16bit保留，只用低16bit，它的位置是在数据包的保留字节和payload之间。

基于视联网的上述特性，提出了本发明实施例的核心构思之一，遵循视联网的协议，由第一视联网终端根据音视频数据帧的传输特征对音视频数据帧进行加密，并且在音视频数据帧封装、发送时，携带部分解密信息，这样一方面，由于根据不同音视频数据帧的传输特征进行加密，因此，不同音视频数据帧的加密方式各有不同，提高了破译难度，加强了视联网中音视频数据帧的安全性，另一方面，携带部分加密信息传输，在即使截获了数据包也难以破译完整数据的同时，提升了数据解密的效率。

参照图5，示出了本发明的一种音视频数据传输方法实施例的步骤流程图，具体可以包括如下步骤：

步骤501，第一视联网终端根据待传输的音视频数据帧对应的传输特征，确定所述音视频数据帧对应的加密信息。

本发明实施例中，是针对视联网中传输的音视频数据帧进行加密的，音视频数据帧可以是由任意视联网音视频相关业务产生的，如电话会议、视频会议、直播、监控等等，本发明对音视频数据帧的来源不做具体限制。同时，发送音视频数据帧的第一视联网终端可以是视联网电话、视联网会议终端、视联网监控终端、视联网直播终端等，本发明对第一视联网终端的具体种类不做限制。

本发明实施例中，为了保证音视频数据帧在传输过程中的安全，第一视联网终端在发送音视频数据帧之前，对音视频数据帧进行加密，可选地，可以针对不同音视频数据帧的情况进行不同形式的加密，从而加大音视频数据帧的破译难度，如获取当前帧音视频数据帧的传输特征，再根据传输特征确认当前帧音视频数据帧的加密信息。

可选地，所述传输特征包括：所述音视频数据帧对应的帧序号、视联网音视频通道地址。

本发明实施例中，音视频数据帧的传输特征可以包括音视频数据帧对应的帧序号、视联网音视频通道地址等，其中，帧序号表示音视频数据帧在完整的音视频数据中的第几帧，视联网音视频通道地址表示视联网业务在发起时分配给同视联网业务的一对一端或一对多端各自的视联网音视频通道地址，这样，在向同一端发送不同帧音视频数据帧时，其帧序号不同，在向不同端发送同一帧音视频数据帧时，其视联网音视频通道地址不同，从而使得各音视频数据帧的传输特征各不相同，保证了各视联网音视频数据帧加密方式的独特性。

本发明实施例中，音视频数据帧的传输特征还可以包括音视频数据帧所属视联网业务、音视频数据帧产生时间、音视频数据帧发送时间、视联网业务发起方信息等等，本发明对此不做具体限制。

可选地，所述步骤501包括：

所述第一视联网终端根据所述音视频数据帧对应的帧序号、以及所述视联网音视频通道地址，确认初始向量。

本发明实施例中，为了避免由于仅使用密钥加密导致的明文中的相同文字会被加密成相同的密文，从而导致的明文与密文的结构相同，破解难度低的问题，可以对明文先进行初始化向量混合，在进行后续加密，这样一来获得的密文与明文的结果不同，使得数据的传输更加安全。

本发明实施例中，采用音视频数据帧对应的帧序号和视联网音视频通道地址组合作为初始向量，一方面，这两种传输特殊特征易于获取，降低了加密过程中对计算能力的要求，另一方面，这两种传输特征对于不同帧、不同端的音视频数据帧来说各不相同，最大程度上保证了所有的音视频数据帧都有一一对应的不同的初始向量，保证了加密方式的独立性。

所述第一视联网终端确认所述音视频数据帧的加密等级；所述加密等级包括：不加密、部分加密、全部加密。

本发明实施例中，还可以根据音视频数据帧的加密等级进行分别加密，可选地，加密等级可以按照音视频数据帧的重要程度，如音频数据中的语音内容、视频数据中的画面内容等泄密造成的损失程度，对音视频数据中哪几帧需要加密、哪几帧不需要加密、哪几帧完全加密、哪几帧部分加密等等进行确认，从而确认音视频数据帧的加密等级，这样一来，即使数据包加密数据包被截获，但是各加密数据的加密等级不同，进一步区分了不同音视频数据帧间的加密形式，提升了破译难度。

所述第一视联网终端根据预设的密钥编号，确认所述音视频数据帧的加密密钥。

本发明实施例中，可以预先定义多个密钥以及密钥对应的密钥编号，在音视频数据帧发送之前，可以从根据会话密钥分发协议将密钥编号分发给不同的音视频数据帧，如可选地，密钥编号包括1号和0号，分别对应1号密钥和0号密钥，在对音视频数据帧加密前，通过音视频数据帧分发获得，密钥编号获得对应的加密密钥，从而对音视频数据帧进行加密。

所述第一视联网终端将所述初始向量、所述加密等级、所述加密密钥，作为所述音视频数据帧的加密信息。

本发明实施例中，可以将上述获得的初始向量、加密等级、加密密钥作为音视频数据帧的加密信息，可选地，还可以将其他的信息也作为音视频数据帧的加密信息，本发明实施例对此不做具体限制。

步骤502：所述第一视联网终端根据所述加密信息对所述音视频数据帧进行加密，获得加密数据。

本发明实施例中，对根据加密信息对音视频数据进行加密的方式不做具体限制，可选地，可以是根据加密信息对音视频数据帧进行SM4加密，SM4是一种通用的密码分组标准，分组长度与密钥长度均为128比特，加密算法与密钥扩展算法采用32轮非线性迭代结构。

本发明实施例中，可以根据加密等级获知需要对哪一部分以音视频数据帧进行加密，将待加密的音视频数据帧分为两部分第一明文和第二明文，第一明文使用初始向量进行混合并根据加密密钥进行加密，获得第一密文，将第一密文与第二明文混合再次根据加密密钥进行加密，获得第二密文，该第二密文作为加密数据。上述加密过程仅用于举例，本领域技术人员根据上述加密信息可以采用其他方法对音视频数据帧进行加密，本发明实施例不做具体限制。

步骤503：所述第一视联网终端对所述加密数据进行封装，得到符合视联网传输格式的数据。

可选地，所述步骤503包括：

所述第一视联网终端对所述加密数据根据视联网传输格式进行切分，获得至少一个切分后的加密数据。

本发明实施例中，在对获得加密数据后，需要对加密数据进行视联网协议下的封装，可选地，首先对数据进行切分，获得指定长度的数据，可以根据数据流量大小将数据切分为128字节或1024字节的长度，通常来说，音频数据的流量较小可以切分为128字节，视频数据的流量较大可以切分为1024字节。

所述第一视联网终端将所述切分后的加密数据分别进行封装，获得至少一个符合视联网传输格式的数据包。

本发明实施例中，在对加密数据按照视联网格式切分后，需要根据视联网协议对切分后的加密数据进行封装，增加源地址、目的地址、协议类型、控制数据等信息，从而保证加密数据封装的数据包能够在视联网中稳定传输，在封装加密数据时，可以将加密信息对应的部分解密信息一同封装，从而在避免当数据被截获时破译的同时，提高数据解密的效率。

本发明实施例中，图6是本发明中加密数据封装流程示意图，如图6所示，对切分后的音频编码数据或视频编码数据进行封装时，根据视联网协议进行层层封装，当数据包需要经过如以太网等其他协议的网络进行传输时，在已根据视联网格式封装的数据包的基础上，还可以根据其他网络的协议进行封装，如需要在以太网中进行传输时，可以在数据包中加入目的MAC(Media Access Control，介质访问控制)地址，源MAC地址等，本发明实施例对此不做具体限制。

步骤504：所述第一视联网终端通过视联网向第二视联网终端发送所述数据包；所述数据包中包括所述加密数据以及所述加密信息对应的部分解密信息。

可选地，所述加密信息对应的部分解密信息包括：所述加密等级、所述密钥编号、所述初始向量中的帧序号。

本发明实施例中，选择加密等级、密钥编号、初始向量中的帧序号作为随数据包发送的部分解密信息，通过这些部分解密信息能够在数据包被截获时被简单破译加密数据，同时提高解密端解密加密数据的效率，本领域技术人员也可以根据实际需求，选择其他的解密信息作为部分解密信息随数据包发送，本发明实施例对此不做具体限制。

步骤505：所述第二视联网终端接收所述数据包，并根据所述数据包中的部分解密信息获取完整解密信息。

可选地，所述步骤505包括：

所述第二视联网终端接收所述数据包，并对所述数据包进行解析，得到所述加密数据以及所述加密信息对应的部分解密信息。

可选地，所述步骤505包括：

所述第二视联网终端从所述数据包中获得切分后的加密数据以及部分解密信息。

所述第二视联网终端将至少一个所述切分后的加密数据进行组合，获得加密数据。

本发明实施例中，第二视联网终端在获得数据包后，根据视联网协议对数据包进行解析，从而获得数据包中的加密数据以及随数据包发送的加密信息对应的部分解密信息，此时，由于每个数据包中保存的是切分为1024字节或128字节的加密数据的片段，因此，第二视联网终端可以根据视联网协议中的包序号等信息，确认接收到了音视频数据帧对应的加密数据中所有的片段，并组成完整的音视频数据帧对应的加密数据。

本发明实施例中，当第二视联网终端在提取、组合加密数据的时候，确认存在数据包丢失、数据包损坏等情况时，则将属于该音视频数据帧的加密数据丢弃，同时，可以向第一视联网终端发出请求对该音视频数据帧重新加密并发送的信息。

所述第二视联网终端从所述部分解密信息中提取所述加密等级、所述密钥编号、所述帧序号。

所述第二视联网终端根据所述密钥编号，获取所述加密数据的加密密钥。

本发明实施例中，第二视联网终端可以根据预先定义的密钥编号与加密密钥的对应关系，从而获得对应的加密密钥，可选地，密钥编号与加密密钥的对应关系可以定时更新，以进一步降低加密数据被破解的可能。

所述第二视联网终端在其配置信息中获取视联网音视频通道地址，并根据所述视联网音视频通道地址以及所述帧序号，确认初始向量。

本发明实施例中，第二视联网终端可以根据视联网业务发起时获得配置信息，获得视联网音视频通道地址，并根据部分解密信息中的帧序号获得初始向量，由于视联网音视频通道地址是视联网业务发起时现场分配的，因此，破获难度较高，此时，在将容易破获的帧序号随数据一同发送的情况下，既节省了获取音视频数据帧序号的步骤，又保证了数据传输的安全。

所述第二视联网终端根据所述初始向量、所述加密等级、所述加密密钥，得到完整解密信息。

步骤506：所述第二视联网终端根据所述完整解密信息对所述数据包中的加密数据进行解密，获得所述音视频数据帧。

本发明实施例通过对视联网传输过程中的音视频数据帧根据加密信息进行加密，且加密信息为加密前根据音视频数据的传输特征，如音视频数据帧序号、传输所用的视联网视频通道地址等确认的，从而使得各音视频数据帧的加密方式各不相同，加大了破译难度，在预防视联网内部重要数据在传输过程中可能出现的窃取、篡改、伪造的风险的同时，提高了视联网数据传输的安全性，同时，将加密信息对应的部分解密信息随数据发送，既降低了数据包被截获破译的风险，也提升了数据解密的效率。

为了使本发明实施例的方案更易理解，以下列出具体示例：

图7是本发明第一视联网终端处理流程的具体示例，如图7所示，所述第一视联网终端包括加密区、发送缓冲区、发送线程，首先进行音视频数据帧的获取，然后加密区再获取加密所需的加密信息，如帧序号、视联网音视频通道地址、加密等级、密钥编号等，进行SM4加密获得加密数据，后将加密数据放入发送缓冲区，发送线程从发送缓冲区获取加密数据后，对加密数据进行切分，再对切分后的加密数据进行视联网化，以将切分后的加密数据转化为视联网传输格式的数据包，同时在对切分后的加密数据视联网化的过程中，加入与加密信息对应的部分解密信息，并将向第二视联网终端发送。

图8是本发明总第二视联网终端处理流程的具体示例，如图8所示，所述视联网第二终端包括接收线程、接收缓冲区、数据处理线程、帧缓冲区、解密区，接收线程接收数据包后，将数据包放入接收缓冲区，数据处理线程从接收缓冲区中获取数据包，并提取数据包中切分后的加密数据和部分解密信息，此时，可以根据切分后的加密数据的状态，如是否发生丢失、损坏等，确认是否要将切分后的加密数据所属的整帧加密数据一同丢弃，在获得切分后的加密数据后，将属于同一帧的切分后的加密数据重新组合为完整的加密数据，并同由部分解密信息获得的完整解密信息一同放入帧缓冲区，解密区根据完整解密信息对加密数据进行SM4解密获得音视频数据帧。

需要说明的是，对于方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本发明实施例并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本发明实施例，某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作并不一定是本发明实施例所必须的。

参照图9，示出了本发明的一种音视频数据帧传输系统600实施例的结构框图，所述系统包括：第一视联网终端601和第二视联网终端602；

所述第一视联网终端601可以包括如下模块：

加密信息确认模块6011，用于根据待传输的音视频数据帧对应的传输特征，确定所述音视频数据帧对应的加密信息。

加密模块6012，用于根据所述加密信息对所述音视频数据帧进行加密，获得加密数据。

封装模块6013，用于对所述加密数据进行封装，得到符合视联网传输格式的数据包。

发送模块6014，用于通过视联网向第二视联网终端发送所述数据包；所述数据包中包括所述加密数据以及所述加密信息对应的部分解密信息。

所述第二视联网终端602可以包括如下模块：

解密信息确认模块6021，用于接收所述数据包，并根据所述数据包中的部分解密信息获取完整解密信息。

解密模块6022，用于根据所述完整解密信息对所述数据包中的加密数据进行解密，获得所述音视频数据帧。

可选地，所述传输特征包括：所述音视频数据帧对应的帧序号、视联网音视频通道地址；所述加密信息确认模块6011包括：

第一初始向量确认子模块60111，用于根据所述音视频数据帧对应的帧序号、以及所述视联网音视频通道地址，确认初始向量。

第一加密等级确认子模块60112，用于确认所述音视频数据帧的加密等级；所述加密等级包括：不加密、部分加密、全部加密。

第一加密密钥确认子模块60113，用于,根据预设的密钥编号，确认所述音视频数据帧的加密密钥。

加密信息确认子模块60114，用于将所述初始向量、所述加密等级、所述加密密钥，作为所述音视频数据帧的加密信息。

可选地，所述加密模块6012，具体用于所述第一视联网终端根据所述初始向量、所述加密等级和所述加密密钥对所述音视频数据帧进行加密，获得所述加密数据。

可选地，所述加密信息对应的部分解密信息包括：所述加密等级、所述密钥编号、所述初始向量中的帧序号。

可选地，所述解密信息确认模块6021包括：

数据包解析子模块60211，用于接收所述数据包，并对所述数据包进行解析，得到所述加密数据以及所述加密信息对应的部分解密信息。

部分解密信息提取子模块60212，用于从所述部分解密信息中提取所述加密等级、所述密钥编号、所述帧序号。

第二加密密钥确认子模块60213，用于根据所述密钥编号，获取所述加密数据的加密密钥。

第二初始向量确认子模块60214，用于在其配置信息中获取视联网音视频通道地址，并根据所述视联网音视频通道地址以及所述帧序号，确认初始向量。

可选地，所述解密模块6022，具体用于根据所述初始向量、所述加密等级、所述加密密钥，得到完整解密信息。

可选地，封装模块6013包括：

数据切分子模块60131，用于对所述加密数据根据视联网传输格式进行切分，获得至少一个切分后的加密数据。

数据封装子模块60132，用于将所述切分后的加密数据分别进行封装，获得至少一个符合视联网传输格式的数据包。

可选地，所述数据包解析子模块60211，包括：

切分数据提取单元602111，用于从所述数据包中获得切分后的加密数据以及部分解密信息。

加密数据获取单元602112，用于将所述切分后的加密数据进行组合，获得加密数据。

本发明实施例通过对视联网传输过程中的音视频数据帧进行加密，且加密信息在加密前根据音视频数据的传输特征，如音视频数据帧序号、传输所用的视联网视频通道地址等等进行动态加密，从而使得同批音视频数据的加密方式各不相同，加大了破译难度，在预防视联网内部重要数据在传输过程中可能出现的窃取、篡改、伪造的风险的同时，提高了视联网数据传输的安全性，同时，随数据发送的解密信息仅包括加密信息中的部分，既降低了数据包被截获破译的风险，也提升了数据解密的效率。

对于装置实施例而言，由于其与方法实施例基本相似，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。

本领域内的技术人员应明白，本发明实施例的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明实施例可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明实施例可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本发明实施例是参照根据本发明实施例的方法、终端设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理终端设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理终端设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理终端设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理终端设备上，使得在计算机或其他可编程终端设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程终端设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

尽管已描述了本发明实施例的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明实施例范围的所有变更和修改。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者终端设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者终端设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者终端设备中还存在另外的相同要素。

以上对本发明所提供的一种音视频数据帧传输方法和一种音视频数据帧传输系统，进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种音视频数据帧传输方法，其特征在于，所述方法包括：

第一视联网终端根据待传输的音视频数据帧对应的传输特征，确定所述音视频数据帧对应的加密信息；

所述第一视联网终端根据所述加密信息对所述音视频数据帧进行加密，获得加密数据；

所述第一视联网终端对所述加密数据进行封装，得到符合视联网传输格式的数据包；

所述第一视联网终端通过视联网向第二视联网终端发送所述数据包；所述数据包中包括所述加密数据以及所述加密信息对应的部分解密信息；

所述第二视联网终端接收所述数据包，并根据所述数据包中的部分解密信息获取完整解密信息；

所述第二视联网终端根据所述完整解密信息对所述数据包中的加密数据进行解密，获得所述音视频数据帧。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述传输特征包括：所述音视频数据帧对应的帧序号、视联网音视频通道地址；所述第一视联网终端根据待传输的音视频数据帧对应的传输特征，确定所述音视频数据帧对应的加密信息的步骤，包括：

所述第一视联网终端根据所述音视频数据帧对应的帧序号、以及所述视联网音视频通道地址，确认初始向量；

所述第一视联网终端确认所述音视频数据帧的加密等级；所述加密等级包括：不加密、部分加密、全部加密；

所述第一视联网终端根据预设的密钥编号，确认所述音视频数据帧的加密密钥；

所述第一视联网终端将所述初始向量、所述加密等级、所述加密密钥，作为所述音视频数据帧的加密信息；

所述第一视联网终端根据所述加密信息对所述音视频数据帧进行加密，获得加密数据的步骤，包括：

所述第一视联网终端根据所述初始向量、所述加密等级和所述加密密钥对所述音视频数据帧进行加密，获得所述加密数据。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述加密信息对应的部分解密信息包括：所述加密等级、所述密钥编号、所述初始向量中的帧序号；

所述第二视联网终端接收所述数据包，并根据所述数据包中的部分解密信息获取完整解密信息的步骤，包括：

所述第二视联网终端接收所述数据包，并对所述数据包进行解析，得到所述加密数据以及所述加密信息对应的部分解密信息；

所述第二视联网终端从所述部分解密信息中提取所述加密等级、所述密钥编号、所述帧序号；

所述第二视联网终端根据所述密钥编号，获取所述加密数据的加密密钥；

所述第二视联网终端在其配置信息中获取视联网音视频通道地址，并根据所述视联网音视频通道地址以及所述帧序号，确认初始向量；

所述第二视联网终端根据所述初始向量、所述加密等级、所述加密密钥，得到完整解密信息。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一视联网终端对所述加密数据进行封装，得到符合视联网传输格式的数据包的步骤，包括：

所述第一视联网终端对所述加密数据根据视联网传输格式进行切分，获得至少一个切分后的加密数据；

所述第一视联网终端将所述切分后的加密数据分别进行封装，获得至少一个符合视联网传输格式的数据包。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述第二视联网终端接收所述数据包，并对所述数据包进行解析，得到所述加密数据以及所述加密信息对应的部分解密信息的步骤，包括：

所述第二视联网终端从所述数据包中获得切分后的加密数据以及部分解密信息；

所述第二视联网终端将至少一个所述切分后的加密数据进行组合，获得加密数据。

6.一种音视频数据帧传输系统，其特征在于，所述系统包括：第一视联网终端和第二视联网终端；

其中，所述第一视联网终端包括：加密信息确认模块，用于根据待传输的音视频数据帧对应的传输特征，确定所述音视频数据帧对应的加密信息；

加密模块，用于根据所述加密信息对所述音视频数据帧进行加密，获得加密数据；

封装模块，用于对所述加密数据进行封装，得到符合视联网传输格式的数据包；

发送模块，用于通过视联网向第二视联网终端发送所述数据包；所述数据包中包括所述加密数据以及所述加密信息对应的部分解密信息；

所述第二视联网终端包括：

解密信息确认模块，用于接收所述数据包，并根据所述数据包中的部分解密信息获取完整解密信息；

解密模块，用于根据所述完整解密信息对所述数据包中的加密数据进行解密，获得所述音视频数据帧。

7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述传输特征包括：所述音视频数据帧对应的帧序号、视联网音视频通道地址；所述加密信息确认模块包括：

第一初始向量确认子模块，用于根据所述音视频数据帧对应的帧序号、以及所述视联网音视频通道地址，确认初始向量；

第一加密等级确认子模块，用于确认所述音视频数据帧的加密等级；所述加密等级包括：不加密、部分加密、全部加密；

第一加密密钥确认子模块，用于根据预设的密钥编号，确认所述音视频数据帧的加密密钥；

加密信息确认子模块，用于将所述初始向量、所述加密等级、所述加密密钥，作为所述音视频数据帧的加密信息；

所述加密模块，具体用于根据所述初始向量、所述加密等级和所述加密密钥对所述音视频数据帧进行加密，获得所述加密数据。

8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述加密信息对应的部分解密信息包括：所述加密等级、所述密钥编号、所述初始向量中的帧序号；所述解密信息确认模块，包括：

数据包解析子模块，用于接收所述数据包，并对所述数据包进行解析，得到所述加密数据以及所述加密信息对应的部分解密信息；

部分解密信息提取子模块，用于从所述部分解密信息中提取所述加密等级、所述密钥编号、所述帧序号；

第二加密密钥确认子模块，用于根据所述密钥编号，获取所述加密数据的加密密钥；

第二初始向量确认子模块，用于在所述第二视联网终端的配置信息中获取视联网音视频通道地址，并根据所述视联网音视频通道地址以及所述帧序号，确认初始向量；

所述解密模块，具体用于根据所述初始向量、所述加密等级、所述加密密钥，得到完整解密信息。

9.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述封装模块，包括：

数据切分子模块，用于对所述加密数据根据视联网传输格式进行切分，获得至少一个切分后的加密数据；

数据封装子模块，用于将所述切分后的加密数据分别进行封装，获得至少一个符合视联网传输格式的数据包。

10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述数据包解析子模块，包括：

切分数据提取单元，用于从所述数据包中获得切分后的加密数据以及部分解密信息；

加密数据获取单元，用于将所述切分后的加密数据进行组合，获得加密数据。