CN111918012A - 一种基于私有区块链的视频加密及密钥管理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于私有区块链的视频加密及密钥管理方法。它具体包括如下步骤：视频编码器将摄像机采集到的视频RAW数据编码成压缩格式H.264或H.265；编码器生成随机密钥，将压缩后的视频内容进行加密；编码器将生成的随机密钥上传至私有区块链；编码器将保存密钥的区块链networkID、区块高度、区块hash和数据索引信息写入视频流的补充增强信息SEI中；在解码器端，先解析视频流中的SEI信息，获取区块链networkID、区块高度、区块hash和数据索引信息，解码器访问对应私有区块链获取到视频密钥，解密视频数据。本发明的有益效果是：将视频加密和私有区块链结合，由于私有区块链本身特有的特性，使密钥存储和获取更为安全可靠，从而提高了视频数据安全性。

Description

一种基于私有区块链的视频加密及密钥管理方法
技术领域
本发明涉及视频信息安全相关技术领域，尤其是指一种基于私有区块链的视频加密及密钥管理方法。
背景技术
随着互联网视频服务的兴起，视频信息大都以明文方式存储，在公共网络中的传播遇到了隐私防护，版权保护，内容保密等安全问题。在对安全防护要求等级较高的领域，视频数据需要具备保密性，防篡改的特点。
解决视频安全问题，一种是用户权限管理的方式，由视频服务器在验证用户身份后给予视频内容的访问许可。另一种方法是对视频内容进行加密，用户通过密钥管理系统获取密钥后，解密视频内容。
发明内容
本发明是为了克服现有技术中存在上述的不足，提供了一种视频数据安全性高的基于私有区块链的视频加密及密钥管理方法。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种基于私有区块链的视频加密及密钥管理方法，具体包括如下步骤：
(1)视频编码器将摄像机采集到的视频RAW数据编码成压缩格式H.264或H.265；
(2)编码器生成随机密钥，将压缩后的视频内容进行加密；
(3)编码器将生成的随机密钥上传至私有区块链，由于私有区块链具有授权访问特性，只允许有权限客户端访问，存储的密钥数据具备不可篡改和分布式特点，起到密钥管理的功能；
(4)在新的数据写入私有区块链后，编码器会收到一个新块通知，该通知中含有存储密钥的数据块对应的区块链networkID、区块高度、区块hash和数据索引信息，编码器将这组信息写入视频流的补充增强信息SEI中；
(5)在解码器端，先解析视频流中的SEI信息，获取区块链networkID、区块高度、区块hash和数据索引信息，解码器依靠上述信息访问对应私有区块链获取到视频密钥，解密视频数据。
上述方法将视频加密和私有区块链结合，构建了一套简单有效的密钥管理系统。由于私有区块链本身特有的隐私保障、分布式存储、不可篡改等特性，使密钥存储和获取更为安全可靠，从而提高了视频数据安全性。
作为优选，在步骤(2)中，H.264编码格式中，类型为1和5的NAL单元须加密，其它类型的NAL单元不加密；H.265编码格式中，类型为0-9的NAL单元须加密，其它类型的NAL单元不加密。
作为优选，在步骤(2)中，视频内容的加密指的是对明文按照一定算法进行处理，形成无法直接解压缩的视频密文，只能在特定密钥和解密算法处理后才能还原为明文。
作为优选，在步骤(3)中，私有区块链的写入由一个或多个中心化的服务器控制，读取许可设置为公开或者一定程度限制，私有区块链使用networkID作为不同链的区分标识，客户端向链中心节点请求生成区块用以保存数据，新收到的请求数据会被打包入一个新的区块中，数据块在区块中的位置用数据索引标识，多个数据块会打包放入一个新区块，中心节点会依据共识机制在原区块链上加入新区块，该区块使用Hash作为唯一标识，同时产生区块高度值用于访问。
作为优选，在步骤(4)中，当以H.264格式压缩视频时，将区块信息以JSON字符串形式写入到补充增强信息SEI中，此时设置NAL单元类型为6，设置SEI payload type为5；当以H.265格式压缩视频时，将区块信息以JSON字符串形式写入到补充增强信息SEI中，此时设置NAL单元类型为39或40，设置SEI payload type为5。
作为优选，在步骤(4)中，编码器每隔一段时间随机生成密钥，重复步骤(1)到步骤(4)的过程，轮换更新密钥。
本发明的有益效果是：将视频加密和私有区块链结合，构建了一套简单有效的密钥管理系统，由于私有区块链本身特有的隐私保障、分布式存储、不可篡改等特性，使密钥存储和获取更为安全可靠，从而提高了视频数据安全性。
附图说明
图1是本发明的方法流程图；
图2是加密的一种方法流程图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步的描述。
如图1所述的实施例中，一种基于私有区块链的视频加密及密钥管理方法，具体包括如下步骤：
(1)视频编码器将摄像机采集到的视频RAW数据编码成压缩格式H.264或H.265；
(2)编码器生成随机密钥，将压缩后的视频内容进行加密；H.264编码格式中，类型为1和5的NAL单元须加密，其它类型的NAL单元不加密；H.265编码格式中，类型为0-9的NAL单元须加密，其它类型的NAL单元不加密。视频内容的加密指的是对明文按照一定算法进行处理，形成无法直接解压缩的视频密文，只能在特定密钥和解密算法处理后才能还原为明文。加密过程采用对称加密算法AES(Advanced Encryption Standard)，对称加密算法加密和解密使用相同的密钥，其中AES-128的密钥为长度为128Bytes，其加密解密过程如图2所示。当然，本发明的实施并不限于上述加密算法。
(3)编码器将生成的随机密钥上传至私有区块链，由于私有区块链具有授权访问特性，只允许有权限客户端访问，存储的密钥数据具备不可篡改和分布式特点，起到密钥管理的功能；私有区块链的写入由一个或多个中心化的服务器控制，读取许可设置为公开或者一定程度限制，私有区块链使用networkID作为不同链的区分标识，客户端向链中心节点请求生成区块用以保存数据，新收到的请求数据会被打包入一个新的区块中，数据块在区块中的位置用数据索引标识，多个数据块会打包放入一个新区块，中心节点会依据共识机制在原区块链上加入新区块，该区块使用Hash作为唯一标识，同时产生区块高度(blockheight)值用于访问。
(4)在新的数据写入私有区块链后，编码器会收到一个新块通知，该通知中含有存储密钥的数据块对应的区块链networkID、区块高度、区块hash和数据索引信息，编码器将这组信息写入视频流的补充增强信息SEI中；当以H.264格式压缩视频时，将区块信息以JSON字符串形式写入到补充增强信息SEI中，此时设置NAL单元类型为6，设置SEI payloadtype为5；当以H.265格式压缩视频时，将区块信息以JSON字符串形式写入到补充增强信息SEI中，此时设置NAL单元类型为39或40，设置SEI payload type为5。编码器每隔一段时间随机生成密钥，重复步骤(1)到步骤(4)的过程，轮换更新密钥。JSON格式可以为{"chainID":"xxxxx"，"blockHash":"xxxxxxxxxxxxxxxxx","dataID":"xxxxxx"}。
(5)在解码器端，先解析视频流中的SEI信息，获取区块链networkID、区块高度、区块hash和数据索引信息，解码器依靠上述信息访问对应私有区块链获取到视频密钥，解密视频数据。
上述方法将视频加密和私有区块链结合，构建了一套简单有效的密钥管理系统。由于私有区块链本身特有的隐私保障、分布式存储、不可篡改等特性，使密钥存储和获取更为安全可靠，从而提高了视频数据安全性。

Claims (6)

1.一种基于私有区块链的视频加密及密钥管理方法，其特征是，具体包括如下步骤：
(1)视频编码器将摄像机采集到的视频RAW数据编码成压缩格式H.264或H.265；
(2)编码器生成随机密钥，将压缩后的视频内容进行加密；
(3)编码器将生成的随机密钥上传至私有区块链，由于私有区块链具有授权访问特性，只允许有权限客户端访问，存储的密钥数据具备不可篡改和分布式特点，起到密钥管理的功能；
(4)在新的数据写入私有区块链后，编码器会收到一个新块通知，该通知中含有存储密钥的数据块对应的区块链networkID、区块高度、区块hash和数据索引信息，编码器将这组信息写入视频流的补充增强信息SEI中；
(5)在解码器端，先解析视频流中的SEI信息，获取区块链networkID、区块高度、区块hash和数据索引信息，解码器依靠上述信息访问对应私有区块链获取到视频密钥，解密视频数据。
2.根据权利要求1所述的一种基于私有区块链的视频加密及密钥管理方法，其特征是，在步骤(2)中，H.264编码格式中，类型为1和5的NAL单元须加密，其它类型的NAL单元不加密；H.265编码格式中，类型为0-9的NAL单元须加密，其它类型的NAL单元不加密。
3.根据权利要求1或2所述的一种基于私有区块链的视频加密及密钥管理方法，其特征是，在步骤(2)中，视频内容的加密指的是对明文按照一定算法进行处理，形成无法直接解压缩的视频密文，只能在特定密钥和解密算法处理后才能还原为明文。
4.根据权利要求1所述的一种基于私有区块链的视频加密及密钥管理方法，其特征是，在步骤(3)中，私有区块链的写入由一个或多个中心化的服务器控制，读取许可设置为公开或者一定程度限制，私有区块链使用networkID作为不同链的区分标识，客户端向链中心节点请求生成区块用以保存数据，新收到的请求数据会被打包入一个新的区块中，数据块在区块中的位置用数据索引标识，多个数据块会打包放入一个新区块，中心节点会依据共识机制在原区块链上加入新区块，该区块使用Hash作为唯一标识，同时产生区块高度值用于访问。
5.根据权利要求1所述的一种基于私有区块链的视频加密及密钥管理方法，其特征是，在步骤(4)中，当以H.264格式压缩视频时，将区块信息以JSON字符串形式写入到补充增强信息SEI中，此时设置NAL单元类型为6，设置SEI payload type为5；当以H.265格式压缩视频时，将区块信息以JSON字符串形式写入到补充增强信息SEI中，此时设置NAL单元类型为39或40，设置SEI payload type为5。
6.根据权利要求1或5所述的一种基于私有区块链的视频加密及密钥管理方法，其特征是，在步骤(4)中，编码器每隔一段时间随机生成密钥，重复步骤(1)到步骤(4)的过程，轮换更新密钥。
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