CN114339114A - 基于ndn网络的视频通话方法以及存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种基于NDN网络的视频通话方法，所述方法包括：接收第一客户端发送的获取请求，所述获取请求基于所述第一客户端对第二客户端发送的视频呼叫操作获得；从预设多媒体资源库获取与所述获取请求匹配的第一加密文件，所述第一加密文件是对初始音视频文件进行加密获得，所述初始音视频文件从所述第二客户端获取；将所述第一加密文件发送至所述第一客户端，以使所述第一客户端利用目标密钥，对所述第一加密文件进行解密，以获得所述初始音视频文件，并播放所述初始音视频文件。本发明还公开一种存储介质。利用本发明的方法，第一客户端与第二客户端通过NDN网络连接，从而实现了基于NDN网络的视频通话。

Description

基于NDN网络的视频通话方法以及存储介质

技术领域

本发明涉及视频通话技术领域，特别涉及一种基于NDN网络的视频通话方法以及存储介质。

背景技术

目前，已有的互联网视频通话功能大多基于TCP/IP，RTC/RTSP/RTCP协议封装实现，类似于大多数视频会议，例如ekiga，HLSLive等应用。

但是，现有技术中，缺少基于NDN网络的视频通话的方案。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种基于NDN网络的视频通话方法以及存储介质，旨在解决现有技术中缺少基于NDN网络的视频通话的方案的技术问题。

为实现上述目的，本发明提出一种基于NDN网络的视频通话方法，所述方法包括以下步骤：

接收第一客户端发送的获取请求，所述获取请求基于所述第一客户端对第二客户端发送的视频呼叫操作获得，所述第一客户端与所述第二客户端通过NDN网络通信；

从预设多媒体资源库获取与所述获取请求匹配的第一加密文件，所述第一加密文件是对初始音视频文件进行加密获得，所述初始音视频文件从所述第二客户端获取；

将所述第一加密文件发送至所述第一客户端，以使所述第一客户端利用目标密钥，对所述第一加密文件进行解密，以获得所述初始音视频文件，并播放所述初始音视频文件。

可选的，所述第一加密文件包括多个获取请求对应的多个第一加密文件，每个所述获取请求包括按照第一预设规则命名的需求音视频文件标识；所述从预设多媒体资源库获取与所述获取请求匹配的第一加密文件的步骤之前，所述方法还包括：

在获取到所述初始音视频文件时，对所述初始音视频文件进行分割，获得多个中间文件；

利用所述目标密钥对多个所述中间文件进行加密，获得多个加密中间文件；

根据多个所述加密中间文件的描述信息和所述第一预设规则，生成多个所述加密中间文件对应的多个音视频文件标识；

将多个所述加密中间文件和多个所述加密中间文件对应的多个音视频文件标识添加到所述预设多媒体资源库；

所述从预设多媒体资源库获取与所述获取请求匹配的第一加密文件的步骤，包括：

从所述预设多媒体资源库获取音视频文件标识与多个所述需求音视频文件标识匹配的多个第一加密文件；

所述将所述第一加密文件发送至所述第一客户端，以使所述第一客户端利用目标密钥，对所述第一加密文件进行解密，以获得所述初始音视频文件，并播放所述初始音视频文件的步骤，包括：

将多个所述第一加密文件发送至所述第一客户端，以使所述第一客户端利用目标密钥，对多个所述第一加密文件进行解密，获得多个解密后的音视频文件，并对所述多个解密后的音视频文件进行处理，获得结果音视频文件，并播放所述结果音视频文件。

可选的，所述目标密钥包括多个，一个中间文件对应的一个目标密钥；所述利用所述目标密钥对多个所述中间文件进行加密，获得多个加密中间文件的步骤，包括：

利用每个所述目标密钥对每个所述目标密钥对应的中间文件进行加密，获得多个第二加密文件；

将每个所述目标密钥添加到每个所述第二加密文件中，以获得多个加密中间文件；

所述将多个所述第一加密文件发送至所述第一客户端，以使所述第一客户端利用目标密钥，对多个所述第一加密文件进行解密，获得多个解密后的音视频文件的步骤，包括：

将多个所述第一加密文件发送至所述第一客户端，以使所述第一客户端从多个所述第一加密文件中，提取出多个目标密钥，利用多个所述目标密钥，对多个所述第一加密文件进行解密，获得多个解密后的音视频文件。

可选的，所述利用所述目标密钥对多个所述中间文件进行加密，获得多个加密中间文件的步骤之前，所述方法还包括：

基于多个所述中间文件的描述信息和第二预设规则，生成需求密钥信息，所述需求密钥信息包括需求密钥标识；

将所述需求密钥信息发送至密钥服务器，以使所述密钥服务器返回密钥标识与所述需求密钥标识匹配的所述目标密钥，所述目标密钥的密钥标识是基于多个所述中间文件的描述信息和所述目标密钥，按照第二预设规则生成；

将所述目标密钥发送至所述第一客户端，以使所述第一客户端存储所述目标密钥。

可选的，所述将所述目标密钥发送至所述第一客户端，以使所述第一客户端存储所述目标密钥的步骤之前，所述方法还包括：

从所述密钥服务器获取预设公钥；

利用所述预设公钥对所述目标密钥进行加密，获得加密目标密钥；

将所述预设公钥发送至所述第一客户端，以使所述第一客户端存储所述预设公钥；

所述将所述目标密钥发送至所述第一客户端，以使所述第一客户端存储所述目标密钥的步骤，包括：

将所述加密目标密钥发送至所述第一客户端，以使所述第一客户端利用预存的所述预设密钥对所述加密目标密钥进行解密，获得所述目标密钥。

可选的，多个所述获取请求为第一数量的获取请求；所述将多个所述第一加密文件发送至所述第一客户端的步骤之后，所述方法还包括：

接收所述第一客户端发送的第二数量的新的获取请求，所述第二数量基于第一数量和多个所述第一加密文件的接收时间获得；

利用多个所述新的获取请求，更新多个所述获取请求；

返回执行所述从所述预设多媒体资源库获取音视频文件标识与多个所述需求音视频文件标识匹配的多个第一加密文件的步骤。

可选的，所述将多个所述第一加密文件发送至所述第一客户端的步骤之后，所述方法还包括：

接收所述第一客户端发送的补充获取请求，所述补充获取请求包括新的需求音视频文件标识，所述新的需求音视频文件标识是在多个所述第一加密文件中存在缺失音视频文件时，根据所述缺失音视频文件的描述信息和第一预设规则获得；

根据所述新的需求音视频文件标识，从所述预设多媒体资源库获取音视频文件标识与所述所述新的需求音视频文件标识匹配的第三加密文件；

将所述第三加密文件发送至所述第一客户端，以使所述第一客户端利用目标密钥，对所述第三加密文件进行解密，获得解密补充音视频文件，并对所述多个解密后的音视频文件和所述解密补充音视频文件进行处理，获得新的结果音视频文件，并播放所述新的结果音视频文件。

可选的，所述从预设多媒体资源库获取与所述获取请求匹配的目标加密音视频文件的步骤，包括：

若所述第一客户端是处于自治区以内的客户端，则从预设多媒体资源库获取与所述获取请求匹配的第一加密文件。

可选的，所述接收第一客户端发送的获取请求的步骤之后，所述方法还包括：

若所述第一客户端是处于自治区以外的非自治区的客户端，则在预设地址转换表中确定出与所述第一客户端对应的非自治服务器地址；

通过所述非自治服务器地址，将所述获取请求发送至与所述非自治服务器地址对应的非自治服务器，以使所述非自治服务器从新的预设多媒体资源库获取与所述新的获取请求匹配的第四加密文件，并返回所述第四加密文件，其中，所述第四加密文件是对新的初始音视频文件进行加密获得，所述新的初始音视频文件从所述第二客户端获取；

将所述第四加密文件发送至所述第一客户端，以使所述第一客户端利用目标密钥，对所述第四加密文件进行解密，以获得所述新的初始音视频文件，并播放所述新的初始音视频文件。

此外，为实现上述目的，本发明还提出了一种存储介质，所述存储介质上存储有基于NDN网络的视频通话程序，所述基于NDN网络的视频通话程序被处理器执行时实现如上述任一项所述的基于NDN网络的视频通话方法的步骤。

本发明技术方案提出了一种基于NDN网络的视频通话方法，通过接收第一客户端发送的获取请求，所述获取请求基于所述第一客户端对第二客户端发送的视频呼叫操作获得，所述第一客户端与所述第二客户端通过NDN网络通信；从预设多媒体资源库获取与所述获取请求匹配的第一加密文件，所述第一加密文件是对初始音视频文件进行加密获得，所述初始音视频文件从所述第二客户端获取；将所述第一加密文件发送至所述第一客户端，以使所述第一客户端利用目标密钥，对所述第一加密文件进行解密，以获得所述初始音视频文件，并播放所述初始音视频文件。

利用本发明的方法，第一客户端与第二客户端通过NDN网络连接，第一客户端接收到第二客户端的初始音视频文件对应的第一加密文件之后，利用第一加密文件，获得最终的初始音视频文件，然后播放初始音视频文件，实现了基于NDN网络的视频通话。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明实施例方案涉及的硬件运行环境的服务器结构示意图；

图2为本发明基于NDN网络的视频通话方法第一实施例的流程示意图；

图3为本发明视频帧分割的示意图；

图4为本发明音频帧分割的示意图；

图5为本发明基于NDN网络的视频通话装置第一实施例的结构框图。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

参照图1，图1为本发明实施例方案涉及的硬件运行环境的服务器结构示意图。

通常，服务器包括：至少一个处理器301、存储器302以及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的基于NDN网络的视频通话程序，所述基于NDN网络的视频通话程序配置为实现如前所述的基于NDN网络的视频通话方法的步骤。

处理器301可以包括一个或多个处理核心，比如4核心处理器、8核心处理器等。处理器301可以采用DSP(Digital Signal Processing，数字信号处理)、FPGA(Field－Programmable Gate Array，现场可编程门阵列)、PLA(Programmable Logic Array，可编程逻辑阵列)中的至少一种硬件形式来实现。处理器301也可以包括主处理器和协处理器，主处理器是用于对在唤醒状态下的数据进行处理的处理器，也称CPU(CentralProcessingUnit，中央处理器)；协处理器是用于对在待机状态下的数据进行处理的低功耗处理器。在一些实施例中，处理器301可以在集成有GPU(Graphics Processing Unit，图像处理器)，GPU用于负责显示屏所需要显示的内容的渲染和绘制。处理器301还可以包括AI(Artificial Intelligence，人工智能)处理器，该AI处理器用于处理有关基于NDN网络的视频通话方法操作，使得基于NDN网络的视频通话方法模型可以自主训练学习，提高效率和准确度。

存储器302可以包括一个或多个存储介质，该存储介质可以是非暂态的。存储器302还可包括高速随机存取存储器，以及非易失性存储器，比如一个或多个磁盘存储设备、闪存存储设备。在一些实施例中，存储器302中的非暂态的存储介质用于存储至少一个指令，该至少一个指令用于被处理器301所执行以实现本申请中方法实施例提供的基于NDN网络的视频通话方法。

在一些实施例中，终端还可选包括有：通信接口303和至少一个外围设备。处理器301、存储器302和通信接口303之间可以通过总线或信号线相连。各个外围设备可以通过总线、信号线或电路板与通信接口303相连。具体地，外围设备包括：射频电路304、显示屏305和电源306中的至少一种。

通信接口303可被用于将I/O(Input/Output，输入/输出)相关的至少一个外围设备连接到处理器301和存储器302。在一些实施例中，处理器301、存储器302和通信接口303被集成在同一芯片或电路板上；在一些其他实施例中，处理器301、存储器302和通信接口303中的任意一个或两个可以在单独的芯片或电路板上实现，本实施例对此不加以限定。

射频电路304用于接收和发射RF(Radio Frequency，射频)信号，也称电磁信号。射频电路304通过电磁信号与通信网络以及其他通信设备进行通信。射频电路304将电信号转换为电磁信号进行发送，或者，将接收到的电磁信号转换为电信号。可选地，射频电路304包括：天线系统、RF收发器、一个或多个放大器、调谐器、振荡器、数字信号处理器、编解码芯片组、用户身份模块卡等等。射频电路304可以通过至少一种无线通信协议来与其它终端进行通信。该无线通信协议包括但不限于：城域网、各代移动通信网络(2G、3G、4G及5G)、无线局域网和/或WiFi(Wireless Fidelity，无线保真)网络。在一些实施例中，射频电路304还可以包括NFC(Near Field Communication，近距离无线通信)有关的电路，本申请对此不加以限定。

显示屏305用于显示UI(User Interface，用户界面)。该UI可以包括图形、文本、图标、视频及其它们的任意组合。当显示屏305是触摸显示屏时，显示屏305还具有采集在显示屏305的表面或表面上方的触摸信号的能力。该触摸信号可以作为控制信号输入至处理器301进行处理。此时，显示屏305还可以用于提供虚拟按钮和/或虚拟键盘，也称软按钮和/或软键盘。在一些实施例中，显示屏305可以为一个，电子设备的前面板；在另一些实施例中，显示屏305可以为至少两个，分别设置在电子设备的不同表面或呈折叠设计；在再一些实施例中，显示屏305可以是柔性显示屏，设置在电子设备的弯曲表面上或折叠面上。甚至，显示屏305还可以设置成非矩形的不规则图形，也即异形屏。显示屏305可以采用LCD(LiquidCrystal Display，液晶显示屏)、OLED(Organic Light-Emitting Diode,有机发光二极管)等材质制备。

电源306用于为电子设备中的各个组件进行供电。电源306可以是交流电、直流电、一次性电池或可充电电池。当电源306包括可充电电池时，该可充电电池可以支持有线充电或无线充电。该可充电电池还可以用于支持快充技术。

本领域技术人员可以理解，图1中示出的结构并不构成对服务器的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。

此外，本发明实施例还提出一种存储介质，所述存储介质上存储有基于NDN网络的视频通话程序，所述基于NDN网络的视频通话程序被处理器执行时实现如上文所述的基于NDN网络的视频通话方法的步骤。因此，这里将不再进行赘述。另外，对采用相同方法的有益效果描述，也不再进行赘述。对于本申请所涉及的存储介质实施例中未披露的技术细节，请参照本申请方法实施例的描述。确定为示例，程序指令可被部署为在一个服务器上执行，或者在位于一个地点的多个服务器上执行，又或者，在分布在多个地点且通过通信网络互连的多个服务器备上执行。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，上述的程序可存储于一取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，上述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory，ROM)或随机存储记忆体(Random AccessMemory，RAM)等。

基于上述硬件结构，提出本发明基于NDN网络的视频通话方法的实施例。

参照图2，图2为本发明基于NDN网络的视频通话方法第一实施例的流程示意图，所述方法包括以下步骤：

步骤S11：接收第一客户端发送的获取请求，所述获取请求基于所述第一客户端对第二客户端发送的视频呼叫操作获得，所述第一客户端与所述第二客户端通过NDN网络通信。

需要说明的是，本发明的执行主体是服务器，服务器安装有基于NDN网络的视频通话程序，服务器执行基于NDN网络的视频通话程序时，实现本发明的基于NDN网络的视频通话方法的步骤。在本发明中，视频通话是指网络视频通话，第一客户端即为拨打网络视频通话的电子设备，第二客户端指接收网络视频通话的电子设备，服务器通过第一客户端的设备信息和第二客户端的设备信息，实现第一客户端与第二客户端的基于NDN网络的视频通话。

在本发明中，第一客户端和第二客户端通过服务器，基于NDN协议实现。

通常，第一客户端通过第二客户端的设备信息，发送获取请求，获取请求用于服务器获取第二客户端对应的第一加密文件，通常获取请求包括第一客户端与第二客户端进行音视频通话时，第一客户端需求的音视频文件(第二客户端录制的初始音视频文件即为需求的音视频文件)的需求音视频文件标识，需求音视频文件标识是按照第一预设规则命名的。

第一预设规则，是指根据需求的音视频文件的描述信息，添加一些特殊的额外信息，来获得需求音视频文件标识，例如，需求音视频文件标识可以是：/NDN(命称根：NDN)/PCL(第二客户端名称：PCL)/STREAM/CAM0(本地摄像头编号：可选的编号递增CAM1、CAM2…)/HI1080(分辨率1080P，可选项：HI1080、HI720、HI320)/FRAME_I(帧类型，可选项：FRAME_I、FRAME_P、FRAME_B、FRAME_V帧，其中FRAME_V帧仅用于音频)/FRAMENUMBER_0(帧编号)/DATA(数据类型，可选项：DATA、CHECK，其中DATA表示图像数据本身，CHECK表示图像校验数据)/％00(Data数据包编号，即segment_number：包数目)。HI1080/FRAME_I/FRAMENUMBER_0/DATA/％00即是指需求的音视频文件的描述信息，而前面的部分即是指添加的特殊的额外信息。

步骤S12：从预设多媒体资源库获取与所述获取请求匹配的第一加密文件，所述第一加密文件是对初始音视频文件进行加密获得，所述初始音视频文件从所述第二客户端获取。

步骤S13：将所述第一加密文件发送至所述第一客户端，以使所述第一客户端利用目标密钥，对所述第一加密文件进行解密，以获得所述初始音视频文件，并播放所述初始音视频文件。

在本发明中，基于获取请求获取的音视频文件即为第一加密文件，第一加密文件是经过加密处理的用于视频通话的第二客端的音视频文件，因此，具有较高的安全性。

进一步的，所述第一加密文件包括多个获取请求对应的多个第一加密文件，每个所述获取请求包括按照第一预设规则命名的需求音视频文件标识；所述从预设多媒体资源库获取与所述获取请求匹配的第一加密文件的步骤之前，所述方法还包括：在获取到所述初始音视频文件时，对所述初始音视频文件进行分割，获得多个中间文件；利用所述目标密钥对多个所述中间文件进行加密，获得多个加密中间文件；根据多个所述加密中间文件的描述信息和所述第一预设规则，生成多个所述加密中间文件对应的多个音视频文件标识；将多个所述加密中间文件和多个所述加密中间文件对应的多个音视频文件标识添加到所述预设多媒体资源库；所述从预设多媒体资源库获取与所述获取请求匹配的第一加密文件的步骤，包括：从所述预设多媒体资源库获取音视频文件标识与多个所述需求音视频文件标识匹配的多个第一加密文件；所述将所述第一加密文件发送至所述第一客户端，以使所述第一客户端利用目标密钥，对所述第一加密文件进行解密，以获得所述初始音视频文件，并播放所述初始音视频文件的步骤，包括：将多个所述第一加密文件发送至所述第一客户端，以使所述第一客户端利用目标密钥，对多个所述第一加密文件进行解密，获得多个解密后的音视频文件，并对所述多个解密后的音视频文件进行处理，获得结果音视频文件，并播放所述结果音视频文件。

在本发明中，预设多媒体资源库用于存储视频通话过程中产生的各种音视频文件。对于第一客户端与第二客户端的视频通话过程，均需要获取第一客户端和第二客户端的初始音视频文件，然后分别进行上述过程，以实现视频通话过程，而在本发明中，主要是第一客户端播放第二客户端录制的音视频为主，第二客户端播放第一客户端录制的音视频也是一样的步骤，不再赘述。

第二客户端的初始音视频文件包括第二客户端的录制的音频文件和视频文件，音频文件和视频文件均需要进行处理，以获得多个中间文件，每个中间文件可以是指一个中间音频文件或一个中间视频文件。对于加密前后，文件的描述信息并不会改变，即加密中间文件的描述信息与中间文件的描述信息可以是一样的。同理，加密中间文件包括加密中间音频文件和加密中间视频文件。

第二客户端通过将摄像头拍摄的最大分辨率图像以一定格式，例如MJPEG、YUV422，YUV420，YUV444等格式从驱动中抓拍下来，然后将其传输到服务器，服务器根据视频通话质量需要，针对视频图像帧，将图像帧转码成目标格式和目标分辨率的图像帧并临时缓存下来；(注意：上述步骤也可以在第二客户端中执行，并且可以合并成一步，这取决于摄像头硬件是否支持，及其驱动能否直接从硬件中提取出目标格式和分辨率的图像帧，这里列出了所有可能的软件及硬件操作过程)。例如，本发明中，可以针对不同用户及网络状况的需要，将图像帧转码成一种目标格式YUV420和三种目标分辨率(320，720，1080)的图像帧并分类缓存下来。也可以转为其它目标格式或分辨率，本发明不作限定。

服务器对图像帧进行压缩编码，例如，本发明中，为适应网络传输视频压缩率的需要，我们使用成熟的VP8/VP9编码方案对图像帧进行压缩编码，也可以采用其它编码进行压缩，本发明不作限定。生产端根据目标格式和分辨率针对上述编码压缩后的图像帧进行NDNData数据包封装，为防止数据包大小超出NDN协议栈标准，以及实时通信视频数据量过大进行分片会导致链路层堵塞，我们将一幅图像(一个视频帧)分割成多个NDN Data数据包，一幅编码图像具体分割成多少块，由编码压缩后的图像数据量决定，不同分辨率分割产生的Data数据包数量不同，本发明不作具体限定。

参照图3，图3为本发明视频帧分割的示意图，一个视频帧被分割成了3个块，每个块被封装成了一个NDN Data数据包，图像帧的帧头部字段定义如下，主要用于通信双方交互时传递帧级控制信息，用户也可以根据需要进行扩展，以包含其它信息，本发明不作详细限定：CurrentSampleRate：当前图像帧产生的速率，即采样率，CurrentTimeStamp：当前图像帧产生时的时间戳。

图3中数据包的Data头部字段定义如下，主要用于通信双方交互时传递包级控制信息，用户也可以根据需要进行扩展，以包含其它信息，本发明不作详细限定：TotalSegments：总的包数目，Nonce：当前数据包的一个随机数，InterestArriveTimedelay：收到对应的interest包的延时(相对于发送的时间)，GenerationTimeDelay：当前此数据包从硬件生成的图像帧到封装此数据包产生的延时。

此时，获得的一个视频文件对应的NDN Data数据包即为一个中间文件(中间视频文件)。同时，该基于中间视频文件的描述信息(与本发明中所描述的加密中间视频文件的描述信息相同)和第一预设规则进行命名，如下：

/NDN(命称根：NDN)/PCL(生产端名称：PCL)/STREAM/CAM0(本地摄像头编号：可选的编号递增CAM1、CAM2…)/HI1080(分辨率1080P，可选项：HI1080、HI720、HI320)/FRAME_I(帧类型，可选项：FRAME_I、FRAME_P、FRAME_B、FRAME_V帧，其中FRAME_V帧仅用于音频)/FRAMENUMBER_0(帧编号)/DATA(数据类型，可选项：DATA、CHECK，其中DATA表示图像数据本身，CHECK表示图像校验数据)/％00(Data数据包编号，即segment_number)。

其中，CHECK图像校验数据是通过里德-所罗门编码(Reed-Solomon code)根据DATA图像数据计算所得到的校验数据。基于上文的描述，第一预设规则即是指在加密中间视频文件中添加了额外信息，不在赘述。同时，第一预设规则户也可以根据所选的编码标准进行定义，并告知通信的另一方，以上仅作为本发明限定的一个实例。

服务器对第二客户端的初始的音频文件相对较短，服务器将多个音频数据包合成为一个NDN Data数据包，基于WEB-RTC等类似开源工具，服务器将PMCU G722或OPUS编码音频打包成RTP包，并生成RTCP数据，同时将多个RTP和RTCP封装成一个独立的NDN Data数据包(这个封装获得NDN Data数据包的步骤也可以由第二客户端执行，以提高数据的处理效率)。

参照图4，图4为本发明音频分割的示意图；服务器对第二客户端的初始的音频文件进行压缩编码，上图4中3个RTP或RTCP包被封装成了一个NDN Data数据包(多少个RTP/RTCP包封装成一个Data数据包，由具体应用场景决定，本发明不作限定)，帧头部字段定义如下，主要用于通信双方交互时传递帧级控制信息，用户也可以根据需要进行扩展，以包含其它信息，本发明不作详细限定：CurrentSampleRate：当前音频帧产生的速率，即采样率。CurrentTimeStamp：当前音频帧产生时的时间戳。

上图4中包头字段定义如下，主要用于通信双方交互时传递包级控制信息，用户也可以根据需要进行扩展，以包含其它信息，本发明不作详细限定：IsRTP：区分当前是RTP包还是RTCP包。上图4中音频Data数据包也基于中间音频文件的描述信息(与本发明中所描述的加密中间音频文件的描述信息相同)和第一预设规则进行命名，如下：

/NDN(命称根：NDN)/PCL(第二客户端名称：PCL)/STREAM/MIC0(本地麦克风MIC编号：可选的编号递增MIC1、MIC2…)/PMCU_G722(编码类型，可选PMCU_G722或PMCU_OPUS)/FRAME_V(帧类型)/FRAMENUMBER_0(帧编号)/DATA(数据类型,只有DATA类型，表示音频数据本身)/％00(Data数据包编号，即segment_number)。

基于上文的描述，第一预设规则即是指在加密中间音频文件中添加了额外信息，不在赘述。同时，第一预设规则户也可以根据所选的编码标准进行定义，并告知通信的另一方，以上仅作为本发明限定的一个实例。通常，第一预设规则添加的额外信息可以是指/NDN/PCL/STREAM/MIC0/。

上述方式对中间文件进行命名即是指：根据多个所述加密中间文件的描述信息和所述第一预设规则，生成多个所述加密中间文件对应的多个音视频文件标识的步骤，基于上文描述加密中间文件与中间文件的描述信息相同，因此，根据多个所述加密中间文件的描述信息和所述第一预设规则，生成多个所述加密中间文件对应的多个音视频文件标识的步骤可以指：根据多个所述中间文件的描述信息和所述第一预设规则，生成多个所述加密中间文件对应的多个音视频文件标识。其中，音视频文件标识包括音频文件标识和视频文件标识，均是按照上述过程获得。

在获得中间文件之后(上述方式获得的中间视频文件和中间音频文件)，需要利用目标密钥进行加密，获得加密中间文件，并将加密中间文件和对应的音视频文件标识添加到预设多媒体资源库，以便于利用获取请求中的需求音视频文件标识，确定出匹配(与需求音视频文件标识相同)的加密中间文件——第一加密文件。

对于每一个第一加密文件，解密后，对应一个解密后的音视频文件，将多个第一加密文件解密后，获得多个解密后的音视频文件，然后在进一步获得结果音视频文件。

在本发明中，获取请求是以兴趣包的形式发送，每发送一个兴趣包，获取一个对应的第一加密文件。基于上述的描述，多个加密文件方可组成完整的视频帧和音频，因此，对多个所述第一加密文件进行解密，获得多个解密后的音视频文件，然后多个解密后的音视频文件按照上述分割的方式反向操作，获得对应的视频帧和音频——结果音视频文件，然后即可由第一客户端播放结果音视频文件。

同理，第二客户端也按照此方式播放第一客户端的结果音视频文件，实现第一客户端和第二客户端的基于NDN网络的视频通话。

在本发明中，第一客户端和第二客户端视频通话过程中，可以只对应一个目标密钥。由于，产生的第一加密文件会包括很多，可以每500个第一加密文件对应一个目标密钥，以便于提高视频通话的安全性。

进一步的，所述目标密钥包括多个，一个中间文件对应的一个目标密钥；所述利用所述目标密钥对多个所述中间文件进行加密，获得多个加密中间文件的步骤，包括：利用每个所述目标密钥对每个所述目标密钥对应的中间文件进行加密，获得多个第二加密文件；将每个所述目标密钥添加到每个所述第二加密文件中，以获得多个加密中间文件；所述将多个所述第一加密文件发送至所述第一客户端，以使所述第一客户端利用目标密钥，对多个所述第一加密文件进行解密，获得多个解密后的音视频文件的步骤，包括：将多个所述第一加密文件发送至所述第一客户端，以使所述第一客户端从多个所述第一加密文件中，提取出多个目标密钥，利用多个所述目标密钥，对多个所述第一加密文件进行解密，获得多个解密后的音视频文件。

在该实施例中，每一个加密中间文件对应一个目标密钥，因此在预设多媒体资源库中获取的每一个第一加密文件对应一个目标密钥，目标密钥存储于第一加密文件中，在其中提取出对应的目标密钥，然后进行解密操作。

在该实施例中，每个第一加密文件对应一个目标密钥，保证目标密钥的不同，进而提高了视频通话的安全性。同时，目标密钥是在第一加密文件中，不需要对目标密钥进行单独传输，提高了传输效率，保证了视频通话的及时性。

通常，目标密钥可以是对称加密密，常用对称加密算法如AES、SM4普遍使用128比特的密钥可以满足现实安全。

无论目标密钥以上述何种形式传递给第一客户端，对称加密密钥在第一加密文件中都是被加密过的，例如被固定保密密钥加密或被公钥加密过，公钥可以提前通过发行证书的方式获取，并存储与第一客户端，以先对第一加密文件中的被加密的目标密钥进行解密，获解密后的目标密钥，再进行第一加密文件的解密，获得对应的解密后的音视频文件。

进一步的，所述利用所述目标密钥对多个所述中间文件进行加密，获得多个加密中间文件的步骤之前，所述方法还包括：基于多个所述中间文件的描述信息和第二预设规则，生成需求密钥信息，所述需求密钥信息包括需求密钥标识；将所述需求密钥信息发送至密钥服务器，以使所述密钥服务器返回密钥标识与所述需求密钥标识匹配的所述目标密钥，所述目标密钥的密钥标识是基于多个所述中间文件的描述信息和所述目标密钥，按照第二预设规则生成；将所述目标密钥发送至所述第一客户端，以使所述第一客户端存储所述目标密钥。

其中，第二预设规则即是指根据中间文件的描述信息和目标密钥，添加特殊的额外信息，获得对应的密钥标识。中间文件包括中间音频文件和中间视频文件，对于中间视频文件，获得的密钥标识如下：/NDN(命称根：NDN)/PCL(第二客户端名称：PCL)/STREAM/CAM0(本地摄像头编号：可选的编号递增CAM1、CAM2、…)/HI1080(分辨率1080P，可选项：HI1080、HI720、HI320)/FRAME_I(帧类型，可选项：FRAME_I、FRAME_P、FRAME_B、FRAME_V帧，其中FRAME_V帧仅用于语音)/FRAMENUMBER_0(帧编号)/DATA(数据类型，可选项：DATA、CHECK，其中DATA表示图像数据本身，CHECK表示图像校验数据)KEY。相对于上文的音视频标识，会多出来密钥“Key”的字眼、

同理，对于中间音频文件，获得的密钥标识如下：/NDN(命称根：NDN)/PCL(第二客户端名称：PCL)/STREAM/MIC0(本地麦克风MIC编号：可选的编号递增MIC1、MIC2、…)/PMCU_G722(编码类型，可选PMCU_G722或PMCU_OPUS)/FRAME_V(帧类型)/FRAMENUMBER_0(帧编号)/DATA(数据类型,只有DATA类型，表示语音数据本身)/KEY。

密钥服务器即是指与服务器连接的用于进行目标密钥管理的服务器，密钥服务器还可以生成上文所述的公钥。密钥服务器还可以存储其他客户端的通话过程对应的各个公钥和密钥。密钥服务器中的密钥标识均是基于一个音视频文件和对应的密钥，利用第二预设规则生成的。

在生成上述加密中间文件(加密中间视频文件和加密中间音频文件)，并将他们放在服务器上之后，第二客户端定期还将在服务器上存入元信息Data数据包，元信息Data数据包主要包含实时基于NDN网络的视频通话的每种媒体流的流信息，例如第二客户端端当前正在生成的最新媒体数据的segment number、编码器名称、图像I帧的序列号、当前P/B帧的序列号、帧宽和高、图像组大小、码率和打包速率等元信息。元信息Data数据包命名规则(第三预设规则)说明如下：

/NDN(命称根：NDN)/PCL(第二客户端名称：PCL)/STREAM/MIC0(本地麦克风MIC编号：可选的编号递增MIC1、MIC2…)/Meta/Version＝％00(Data数据包版本编号，即Version_number)——音频对应的元信息Data数据包；

/NDN(命称根：NDN)/PCL(第二客户端名称：PCL)/STREAM/CAM0(本地摄像头编号：可选的编号递增CAM1、CAM2…)/Meta/Version＝％00(Data数据包版本编号，即Version_number)——视频对应的元信息Data数据包。

可以理解的是，第二客户端名称PCl是指与本发明第二客户端有相同的作用的客户端名称，即，当第一客户端播放第二客户端的音视频信息时，PCL即为第二客户端的名称，当第二客户端播放第一客户端的音视频信息时，PCL即为第一客户端的名称。

进一步的，所述将所述目标密钥发送至所述第一客户端，以使所述第一客户端存储所述目标密钥的步骤之前，所述方法还包括：从所述密钥服务器获取预设公钥；利用所述预设公钥对所述目标密钥进行加密，获得加密目标密钥；将所述预设公钥发送至所述第一客户端，以使所述第一客户端存储所述预设公钥；所述将所述目标密钥发送至所述第一客户端，以使所述第一客户端存储所述目标密钥的步骤，包括：将所述加密目标密钥发送至所述第一客户端，以使所述第一客户端利用预存的所述预设密钥对所述加密目标密钥进行解密，获得所述目标密钥。

密钥服务器基于用户的需求和第一客户端的设备信息等，生成对应的预设密钥，预设密钥与第一客户端对应，用于第一客户端对加密目标密钥进行解密，获得目标密钥，从而保证目标密钥的安全性。

同理，第二客户端也会对应预设密钥，按照与第一客户端的预设密钥的获得方式，获得对应的预设密钥，以实现第二客户端的加密目标密钥的解密，获得对应的目标密钥。

进一步的，多个所述获取请求为第一数量的获取请求；所述将多个所述第一加密文件发送至所述第一客户端的步骤之后，所述方法还包括：接收所述第一客户端发送的第二数量的新的获取请求，所述第二数量基于第一数量和多个所述第一加密文件的接收时间获得；利用多个所述新的获取请求，更新多个所述获取请求；返回执行所述从所述预设多媒体资源库获取音视频文件标识与多个所述需求音视频文件标识匹配的多个第一加密文件的步骤。

在第一客户端第一加密文件的过程中，第一客户端同时监控相应的第一加密文件包到来的时间，以确定出接收到的间隔或延迟，达到监控网络状态的目的，以控制下次发送的获取请求的数量。本发明中，第一客户端分别监控某种文件(图像或语音)的连续两个第一加密文件到来的时间间隔之差，来控制发送的获取请求(interest兴趣包)数量。例如，果在1000ms内没有收到新第一加密文件(通过连续观察到来的第一加密文件时延差值)，则加倍上次发送获取请求数量(此处的即为第一数量)，否则，减半上次发送的获取请求数量(此处的即为第二数量)。

进一步的，所述将多个所述第一加密文件发送至所述第一客户端的步骤之后，所述方法还包括：接收所述第一客户端发送的补充获取请求，所述补充获取请求包括新的需求音视频文件标识，所述新的需求音视频文件标识是在多个所述第一加密文件中存在缺失音视频文件时，根据所述缺失音视频文件的描述信息和第一预设规则获得；根据所述新的需求音视频文件标识，从所述预设多媒体资源库获取音视频文件标识与所述所述新的需求音视频文件标识匹配的第三加密文件；将所述第三加密文件发送至所述第一客户端，以使所述第一客户端利用目标密钥，对所述第三加密文件进行解密，获得解密补充音视频文件，并对所述多个解密后的音视频文件和所述解密补充音视频文件进行处理，获得新的结果音视频文件，并播放所述新的结果音视频文件。

其中，视频通话过程中，各个第一加密文件均是具有编号的(根据第一命名规则获得的音视频标识)，基于第一加密文件的编号，确定出缺少的第一加密文件(或者传输失败的第一加密文件)——缺失音视频文件，同理缺失音视频文件的缺失音视频文件标识按照上文方式生成，不再赘述。然后继续按照上述方式重新获得缺失音视频文件——第三加密文件，以对所述第三加密文件进行解密，获得解密补充音视频文件，并对所述多个解密后的音视频文件和所述解密补充音视频文件进行处理，获得新的结果音视频文件，并播放所述新的结果音视频文件，从而保证播放的新的结果音视频文件播放完整，不残缺。

需要说明的是，多个所述第一加密文件中存在缺失音视频文件时，对多个所述第一加密文件解密后，获得多个解密后的音视频文件不进行处理，需要等待第三加密文件解密后，获得对应的解密补充音视频文件，然后在统一进行处理，获得新的结果音视频文件。

所述从预设多媒体资源库获取与所述获取请求匹配的目标加密音视频文件的步骤，包括：若所述第一客户端是处于自治区以内的客户端，则从预设多媒体资源库获取与所述获取请求匹配的第一加密文件。

同时，所述接收第一客户端发送的获取请求的步骤之后，所述方法还包括：若所述第一客户端是处于自治区以外的非自治区的客户端，则在预设地址转换表中确定出与所述第一客户端对应的非自治服务器地址；通过所述非自治服务器地址，将所述获取请求发送至与所述非自治服务器地址对应的非自治服务器，以使所述非自治服务器从新的预设多媒体资源库获取与所述新的获取请求匹配的第四加密文件，并返回所述第四加密文件，其中，所述第四加密文件是对新的初始音视频文件进行加密获得，所述新的初始音视频文件从所述第二客户端获取；将所述第四加密文件发送至所述第一客户端，以使所述第一客户端利用目标密钥，对所述第四加密文件进行解密，以获得所述新的初始音视频文件，并播放所述新的初始音视频文件。

对于不在同一自治域下的客户端，消费端通过Overlay或隧道的方式，经过类似NAT的名称翻译进行远程连接其它自治域的媒体服务器进行内容检索获取。在所在自治域的入口节点服务器或路由器上的构造一个NAT表(所述地址转换表)，其用于建立NDN媒体视频服务前缀“/NDN/CN/AC/PCL/Video”与入口服务器IP地址“172.xxx.xxx.xxx”之间的映射关系[/NDN/CN/AC/PCL/Video:172.xxx.xxx.xxx]，并通过IP多播的方式或人工配置的方式通知其它自治域的入口节点服务器或路由器在本地NAT表中添加此映射，同时建立相应的路由表项。

需要注意的是，服务器收到第一客户端发送过来的获取请求后，将其转发至第一客户端对应的非自治服务器，由非自治服务器通过最长命名配比的方式来搜索数据库获得Data数据包——第四加密文件，并通过服务器发送至第一客户端，如果非自治服务器没有数据包，则回应NACK包响应。

对于不在同一自治域下的第一客户端，即接收到的获取请求名称不在本自治域，服务器通过地址转换表进行查询，找到相应的其它自治域入口服务器或路由器的IP地址——非自治服务器地址，通过非自治服务器地址对应的非自治服务器转发该获取请求(这里通过隧道的方式发送，即通过将interest请求包封装在IP数据包的内部发送给对非自治服务器，格式：IP头+UDP/TCP头+可扩展选项+interest请求/Data数据包)。

本发明技术方案提出了一种基于NDN网络的视频通话方法，通过接收第一客户端发送的获取请求，所述获取请求基于所述第一客户端对第二客户端发送的视频呼叫操作获得，所述第一客户端与所述第二客户端通过NDN网络通信；从预设多媒体资源库获取与所述获取请求匹配的第一加密文件，所述第一加密文件是对初始音视频文件进行加密获得，所述初始音视频文件从所述第二客户端获取；将所述第一加密文件发送至所述第一客户端，以使所述第一客户端利用目标密钥，对所述第一加密文件进行解密，以获得所述初始音视频文件，并播放所述初始音视频文件。

利用本发明的方法，第一客户端与第二客户端通过NDN网络连接，第一客户端接收到第二客户端的初始音视频文件对应的第一加密文件之后，利用第一加密文件，获得最终的初始音视频文件，然后播放初始音视频文件，实现了基于NDN网络的视频通话。

参照图5，图5为本发明基于NDN网络的视频通话装置第一实施例的结构框图，所述装置用于服务器，基于与前述实施例相同的发明构思，所述装置包括：

接收模块10，用于接收第一客户端发送的获取请求，所述获取请求基于所述第一客户端对第二客户端发送的视频呼叫操作获得，所述第一客户端与所述第二客户端通过NDN网络通信；

获取模块20，用于从预设多媒体资源库获取与所述获取请求匹配的第一加密文件，所述第一加密文件是对初始音视频文件进行加密获得，所述初始音视频文件从所述第二客户端获取；

发送模块30，用于将所述第一加密文件发送至所述第一客户端，以使所述第一客户端利用目标密钥，对所述第一加密文件进行解密，以获得所述初始音视频文件，并播放所述初始音视频文件。

需要说明的是，由于本实施例的装置所执行的步骤与前述方法实施例的步骤相同，其具体的实施方式以及可以达到的技术效果都可参照前述实施例，这里不再赘述。

以上所述仅为本发明的可选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种基于NDN网络的视频通话方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

接收第一客户端发送的获取请求，所述获取请求基于所述第一客户端对第二客户端发送的视频呼叫操作获得，所述第一客户端与所述第二客户端通过NDN网络通信；

从预设多媒体资源库获取与所述获取请求匹配的第一加密文件，所述第一加密文件是对初始音视频文件进行加密获得，所述初始音视频文件从所述第二客户端获取；

将所述第一加密文件发送至所述第一客户端，以使所述第一客户端利用目标密钥，对所述第一加密文件进行解密，以获得所述初始音视频文件，并播放所述初始音视频文件。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一加密文件包括多个获取请求对应的多个第一加密文件，每个所述获取请求包括按照第一预设规则命名的需求音视频文件标识；所述从预设多媒体资源库获取与所述获取请求匹配的第一加密文件的步骤之前，所述方法还包括：

在获取到所述初始音视频文件时，对所述初始音视频文件进行分割，获得多个中间文件；

利用所述目标密钥对多个所述中间文件进行加密，获得多个加密中间文件；

根据多个所述加密中间文件的描述信息和所述第一预设规则，生成多个所述加密中间文件对应的多个音视频文件标识；

将多个所述加密中间文件和多个所述加密中间文件对应的多个音视频文件标识添加到所述预设多媒体资源库；

所述从预设多媒体资源库获取与所述获取请求匹配的第一加密文件的步骤，包括：

从所述预设多媒体资源库获取音视频文件标识与多个所述需求音视频文件标识匹配的多个第一加密文件；

所述将所述第一加密文件发送至所述第一客户端，以使所述第一客户端利用目标密钥，对所述第一加密文件进行解密，以获得所述初始音视频文件，并播放所述初始音视频文件的步骤，包括：

将多个所述第一加密文件发送至所述第一客户端，以使所述第一客户端利用目标密钥，对多个所述第一加密文件进行解密，获得多个解密后的音视频文件，并对所述多个解密后的音视频文件进行处理，获得结果音视频文件，并播放所述结果音视频文件。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述目标密钥包括多个，一个中间文件对应的一个目标密钥；所述利用所述目标密钥对多个所述中间文件进行加密，获得多个加密中间文件的步骤，包括：

利用每个所述目标密钥对每个所述目标密钥对应的中间文件进行加密，获得多个第二加密文件；

将每个所述目标密钥添加到每个所述第二加密文件中，以获得多个加密中间文件；

所述将多个所述第一加密文件发送至所述第一客户端，以使所述第一客户端利用目标密钥，对多个所述第一加密文件进行解密，获得多个解密后的音视频文件的步骤，包括：

将多个所述第一加密文件发送至所述第一客户端，以使所述第一客户端从多个所述第一加密文件中，提取出多个目标密钥，利用多个所述目标密钥，对多个所述第一加密文件进行解密，获得多个解密后的音视频文件。

4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述利用所述目标密钥对多个所述中间文件进行加密，获得多个加密中间文件的步骤之前，所述方法还包括：

基于多个所述中间文件的描述信息和第二预设规则，生成需求密钥信息，所述需求密钥信息包括需求密钥标识；

将所述需求密钥信息发送至密钥服务器，以使所述密钥服务器返回密钥标识与所述需求密钥标识匹配的所述目标密钥，所述目标密钥的密钥标识是基于多个所述中间文件的描述信息和所述目标密钥，按照第二预设规则生成；

将所述目标密钥发送至所述第一客户端，以使所述第一客户端存储所述目标密钥。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述将所述目标密钥发送至所述第一客户端，以使所述第一客户端存储所述目标密钥的步骤之前，所述方法还包括：

从所述密钥服务器获取预设公钥；

利用所述预设公钥对所述目标密钥进行加密，获得加密目标密钥；

将所述预设公钥发送至所述第一客户端，以使所述第一客户端存储所述预设公钥；

所述将所述目标密钥发送至所述第一客户端，以使所述第一客户端存储所述目标密钥的步骤，包括：

将所述加密目标密钥发送至所述第一客户端，以使所述第一客户端利用预存的所述预设密钥对所述加密目标密钥进行解密，获得所述目标密钥。

6.如权利要求2所述的方法，其特征在于，多个所述获取请求为第一数量的获取请求；所述将多个所述第一加密文件发送至所述第一客户端的步骤之后，所述方法还包括：

接收所述第一客户端发送的第二数量的新的获取请求，所述第二数量基于第一数量和多个所述第一加密文件的接收时间获得；

利用多个所述新的获取请求，更新多个所述获取请求；

返回执行所述从所述预设多媒体资源库获取音视频文件标识与多个所述需求音视频文件标识匹配的多个第一加密文件的步骤。

7.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述将多个所述第一加密文件发送至所述第一客户端的步骤之后，所述方法还包括：

接收所述第一客户端发送的补充获取请求，所述补充获取请求包括新的需求音视频文件标识，所述新的需求音视频文件标识是在多个所述第一加密文件中存在缺失音视频文件时，根据所述缺失音视频文件的描述信息和第一预设规则获得；

根据所述新的需求音视频文件标识，从所述预设多媒体资源库获取音视频文件标识与所述所述新的需求音视频文件标识匹配的第三加密文件；

将所述第三加密文件发送至所述第一客户端，以使所述第一客户端利用目标密钥，对所述第三加密文件进行解密，获得解密补充音视频文件，并对所述多个解密后的音视频文件和所述解密补充音视频文件进行处理，获得新的结果音视频文件，并播放所述新的结果音视频文件。

8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述从预设多媒体资源库获取与所述获取请求匹配的目标加密音视频文件的步骤，包括：

若所述第一客户端是处于自治区以内的客户端，则从预设多媒体资源库获取与所述获取请求匹配的第一加密文件。

9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述接收第一客户端发送的获取请求的步骤之后，所述方法还包括：

若所述第一客户端是处于自治区以外的非自治区的客户端，则在预设地址转换表中确定出与所述第一客户端对应的非自治服务器地址；

通过所述非自治服务器地址，将所述获取请求发送至与所述非自治服务器地址对应的非自治服务器，以使所述非自治服务器从新的预设多媒体资源库获取与所述新的获取请求匹配的第四加密文件，并返回所述第四加密文件，其中，所述第四加密文件是对新的初始音视频文件进行加密获得，所述新的初始音视频文件从所述第二客户端获取；

将所述第四加密文件发送至所述第一客户端，以使所述第一客户端利用目标密钥，对所述第四加密文件进行解密，以获得所述新的初始音视频文件，并播放所述新的初始音视频文件。

10.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质上存储有基于NDN网络的视频通话程序，所述基于NDN网络的视频通话程序被处理器执行时实现如权利要求1至9中任一项所述的基于NDN网络的视频通话方法的步骤。

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