CN117793415A - 一种基于元宇宙的在线视频保护系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于元宇宙的在线视频保护系统，包括一种基于元宇宙的在线视频保护方法，所述该方法包括以下步骤：步骤一：在元宇宙中基于区块链技术和云技术，将在线视频的原始数据进行上传和保存；步骤二：基于服务端和客户端进行在线视频的加密中心建立；步骤三：基于在线视频的持续性数据使用维度，进行编码的多阶段选择性加密；步骤四：结合数字水印进行基于加密的原始在线视频的双重保护；步骤五：用户端进行加密的在线视频解密操作，针对在线视频的三个阶段进行编码加密，再结合数字水印技术实现多重加密，提高了在线视频的加密安全性，本发明，具有增强视频敏感信息保护和多阶段加密的特点。

Description

一种基于元宇宙的在线视频保护系统

技术领域

本发明涉及在线视频保护技术领域，具体为一种基于元宇宙的在线视频保护系统。

背景技术

元宇宙是基于扩展现实技术提供沉浸式体验，基于数字孪生技术生成现实世界的镜像，基于区块链技术搭建经济体系，将虚拟世界与现实世界在经济系统、社交系统、身份系统上密切融合，并且允许每个用户进行内容生产和世界编辑，视频行业作为我们大众文化生活的主要载体，也是元宇宙中一个很重要的区块，保护视频安全成为现在行业发展的刚需，而视频盗版商正是看准了这一点，以更低廉的价格赚取更多的流量以获得巨大的利润。

目前市面上的在线视频企业客户中，基于在线视频的保护防盗链效果有限，大部分加密停留在传输层视频防盗链，这种方式在url有效验证期内仍能继续访问并且下载，而传统采用MP4/FLV格式的视频加密方式，加密方式较为简单，进行单一编码阶段的语法元素较少，对在线视频的敏感信息保护较弱。因此，设计增强视频敏感信息保护和多阶段加密的一种基于元宇宙的在线视频保护系统是很有必要的。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于元宇宙的在线视频保护系统，以解决上述背景技术中提出的问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种基于元宇宙的在线视频保护系统，包括一种基于元宇宙的在线视频保护方法，所述该方法包括以下步骤：

步骤一：在元宇宙中基于区块链技术和云技术，将在线视频的原始数据进行上传和保存；

步骤二：基于服务端和客户端进行在线视频的加密中心建立；

步骤三：基于在线视频的持续性数据使用维度，进行编码的多阶段选择性加密；

步骤四：结合数字水印进行基于加密的原始在线视频的双重保护；

步骤五：用户端进行加密的在线视频解密操作。

根据上述技术方案，所述将在线视频的原始数据进行上传和保存的步骤，包括：

将网络中客户端用户产生的视频数据及包括视频名称，产生的时间、地点的视频的元数据打包发送至云中；

将在线视频数据的摘要数据值经哈希加密后上传至区块链进行存储。

根据上述技术方案，所述在线视频的加密中心建立的步骤，包括：

服务端使用视频转码拉取存储在区块链中的一段在线视频协议流并转码为原始H.264文件；

原始H.264文件由视频加密中心进行加密形成加密H.264文件；

用两个不同初始密钥的混沌映射生成两个可更新密钥序列；

编码和加密交替进行。

根据上述技术方案，所述进行编码的多阶段选择性加密的步骤，包括：

基于在线视频的编码和解码同步问题，利用H.264视频编码标准进行在线视频的编码；

基于帧内预测阶段的帧内预测部分进行异或加密；

进行酋变换加密；

基于嫡编码阶段对拖尾系数的符号、非零系数的幅值后缀的异或加密。

根据上述技术方案，所述结合数字水印进行加密的的步骤，包括：

利用编解码器提供统一的接口进行各种视频格式的编解码；

通过命令调用添加数字水印；

基于多阶段加密后的在线视频，将数字水印图片与视频的原始图像叠加，得到新的视频帧。

根据上述技术方案，所述用户端进行加密的在线视频解密操作的步骤，包括：

用户端的用户从持久化存储设备中读取密文数据密钥和加密视频；

用密文数据密钥和KID请求服务端得到明文数据密钥；

服务端通过密文数据密钥和KID解密得到明文数据密钥并返回给用户端；

用户端用户在视频解密中使用明文数据密钥解密加密视频得到原始视频。

与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：本发明，通过设置有在线视频数据模块和多阶段加密保护模块，在针对在线视频的加密保护方面，针对在线视频的三个阶段进行编码加密，采用加密密钥和帧内预测模式进行异或操作修改帧内预测模式，而在变换阶段采用新酋变换方式实现加密过程，并通过加密密钥对新酋变换方式进行选择，在嫡编码阶段，选择加密密钥对拖尾系数的符号、非零系数的幅值后缀的异或操作实现加密，最后再结合数字水印技术实现多重加密，相比于单一阶段的选择性加密，基于H.264编码标准的多阶段视频加密方法，提高了在线视频的加密安全性。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为本发明实施例一提供的一种基于元宇宙的在线视频保护系统的运行方法步骤流程图；

图2为本发明实施例二提供的一种基于元宇宙的在线视频保护系统的模块组成示意图。

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做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。

实施例一：

图1为本发明实施例一提供的一种基于元宇宙的在线视频保护方法步骤流程图，本实施例可应用视频保护的场景，该方法可以由本实施例提供的一种基于元宇宙的在线视频保护系统来执行，如图1所示，该方法具体包括以下步骤：

步骤一：在元宇宙中基于区块链技术和云技术，将在线视频的原始数据进行上传和保存；

在本发明实施例中，将网络中客户端用户产生的视频数据及包括视频名称，产生的时间、地点的视频的元数据打包发送至云服务器中，利用云服务器在系统中注册云存储节点，通过云存储节点存储产生的在线视频数据，并同步接收保存产生的实时视频源文件，根据访问权限管理保存原始在线视频数据，将在线视频数据的摘要数据值经哈希加密后，上传至区块链，数据摘要在区块链网络中进行完全公开，使所有节点均可查看，并通过智能合约完成区块链中的节点注册、数据存储和视频数据查看的多种数据交易；

示例性的，用户节点在系统中注册成自主节点，获取属于自己的唯一对应的公私钥，每个用户节点拥有自己的服务器，利用服务器收集用户的原始在线视频数据，将原始数据上传至云服务器中，服务器将接收到的原始数据压缩成数据摘要，将数据摘要和收集到的元数据按一定的格式上传至区块链中；

示例性的，通过云存储节点接收来自用户的原始在线视频数据，每当接收到其他节点的数据查看申请时向区块链网络发送验证信息，验证通过才会将数据发送给申请节点，审计节点可向云节点申请数据查看，当收到数据后完成数据审计，审计完成后，审计节点将审计证据传送到区块链中供客户端的后续查看。

步骤二：基于服务端和客户端进行在线视频的加密中心建立；

在本发明实施例中，视频加密中心获取到实时视频流后采用用户密钥对视频流进行加密传输，只有拥有密钥的人员才能进行解密观看，而非法人员截获到的视频流仍为加密视频流无法正常观看，基于服务端和客户端建立在线视频的加密中心，服务端使用视频转码拉取存储在区块链中的一段在线视频协议流并转码为原始H.264文件，原始H.264文件由拥有用户密钥的视频加密中心进行加密形成加密H.264文件；

示例性的，用两个不同初始密钥的混沌映射生成两个可更新密钥序列，第一个密钥序列用于决定是否加密，第二个密钥序列用于对在线视频进行加密操作，通过两个秘钥生成器分别作为两个混沌流发生器，第一个生成器用作判断加密模块是否加密过程，而第二个生成器用于生成模块加密所需的随机比特位，编码和加密交替进行直到结束。

步骤三：基于在线视频的持续性数据使用维度，进行编码的多阶段选择性加密；

在本发明实施例中，基于在线视频的编码和解码同步问题，利用H.264视频编码标准进行在线视频的编码，编码过程中针对三个部分进行加密操作，第一部分是基于帧内预测阶段的帧内预测部分的异或加密，第二部分是酋变换部分的加密，最后一部分是是基于嫡编码阶段对拖尾系数的符号、非零系数的幅值后缀的异或加密；

示例性的，基于帧内预测阶段的帧内预测部分的异或加密，根据当前视频帧内相邻宏块和之前解码的相邻宏块的相邻边缘的差异值进行编码，这些差异值代表着预测模式，H.264编码标准对于4*4的亮度块，采用了9种预测模式，对于16*16的亮度块和8*8的色度块，采用了4种预测模式，由2比特编码表示，针对4*4的亮度块有9种预测模式，用4比特表示，包括1位标志位和3位定长码，相邻宏块之间的预测方向往往具有一定的相似性，标志位表示是否与前面的预测模式相同，如果当前预测模式与前面宏块的预测模式相同，仅用标志位是“1”的1比特表示预测模式。否则标志位是“0”，用剩下3比特定长码表示预测模式，针对标志位是“0”的情况，从密钥序列key中取出相应3比特秘钥，对定长码进行加密，针对16*16的亮度块和8*8的色度块，从密钥序列中取出2比特作为秘钥进行加密；

示例性的，在线视频图像经过帧间预测和帧内预测后，为了进一步消除空间冗余性，采用变换编码将图像的空间域信息转化到频域上，在编码过程中使用基于密钥的替代酋变换实现离散余弦变换阶段的加密，根据密钥信息从多个酋变换中选择一个酋变换达成加密效果，再进行变换系数的量化、嫡编码，按顺序分别取出密钥序列中2比特作为秘钥1和秘钥2，进一步将二进制码中的秘钥1和秘钥2转换为十进制中的0、1、2和3，用0、1、2和3分别对应四种变换过程，根据秘钥1为所有行选择一个变换，根据秘钥2为所有列选择一个变换，完成该块的变化后对下一块做重复的变换步骤；

示例性的，针对嫡编码阶段对拖尾系数的符号、非零系数的幅值后缀的异或加密，通过确定像素块中的非零系数数目和拖尾系数数目并进行编码，且当拖尾系数数目超过三个时，仅把所有拖尾系数中最后三个当做拖尾系数，通过查表获取编码，进一步对所有的拖尾系数符号以及非零系数幅值的前缀和后缀和个数进行编码。

步骤四：结合数字水印进行基于加密的原始在线视频的双重保护；

在本发明实施例中，利用编解码器提供统一的接口进行各种视频格式的编解码，通过命令调用添加数字水印，基于多阶段加密后的在线视频，将数字水印图片与视频的原始图像叠加，得到新的视频帧。

步骤五：用户端进行加密的在线视频解密操作。

在本发明实施例中，用户端的用户从持久化存储设备中读取密文数据密钥和加密视频，并用密文数据密钥和KID请求服务端得到明文数据密钥，服务端通过密文数据密钥和KID解密得到明文数据密钥，并返回给用户端，用户端用户在视频解密中使用明文数据密钥解密加密视频得到原始视频，即进行原始在线视频的正常观看；

示例性的，在服务端的服务中，用户可以对加密视频进行解密操作，在持久化存储设备中保存了加密视频文件和密文数据密钥的对应关系，由于只有用户本人知道持续性存储中两者对应关系，当有人窃取了加密视频文件和主密钥时，仍然无法解密视频，保证了针对在线视频进行加密的安全性。

实施例二：

本发明实施例二提供了一种基于元宇宙的在线视频保护系统，图2为一种基于元宇宙的在线视频保护系统的模块组成示意图，如图2所示，该系统包括：

在线视频数据模块，用于在元宇宙区块中进行针对在线视频数据的上传和存储；

多阶段加密保护模块，用于针对在线视频数据的多阶段加密保护。

在本发明的一些实施例中，在线视频数据模块包括：

区块链模块，用于在元宇宙中将在线视频数据的摘要数据值经哈希加密后上传至区块链；

云端模块，用于利用云服务器在系统中注册云存储节点，通过云存储节点存储产生的在线视频数据；

原始视频数据模块，用于通过云存储节点接收来自用户的包括视频名称，产生的时间、地点的视频的原始在线视频数据；

摘要数据值模块，用于提取在线视频数据的摘要数据值进行哈希加密；

客户端模块，用于系统中的针对在线视频的上传以及解密使用的用户端；

服务器模块，用于对在线视频数据流进行加密解密操作的服务器端。

在本发明的一些实施例中，多阶段加密保护模块包括：

在线视频数据加密中心模块，用于基于服务端和客户端进行的在线视频加密中心建立；

帧内预测阶段加密模块，用于在加密过程中针对视频的帧内预测阶段进行的加密操作；

变换阶段加密模块，用于在加密过程中针对视频的变换阶段进行的加密操作；

熵编码阶段加密模块，用于在视频加密过程中针对熵编码阶段进行的加密操作；

数字水印结合模块，用于在多阶段加密的基础上结合数字水印技术进行进一步的在线视频保护；

用户端解密模块，用于用户端用户基于系统获取的私钥进行在线视频的编码解码和解密操作。

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、物品或者设备所固有的要素。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种基于元宇宙的在线视频保护方法，其特征在于：所述该方法包括以下步骤：

步骤一：在元宇宙中基于区块链技术和云技术，将在线视频的原始数据进行上传和保存；

步骤二：基于服务端和客户端进行在线视频的加密中心建立；

步骤三：基于在线视频的持续性数据使用维度，进行编码的多阶段选择性加密；

步骤四：结合数字水印进行基于加密的原始在线视频的双重保护；

步骤五：用户端进行加密的在线视频解密操作。

2.根据权利要求1所述的一种基于元宇宙的在线视频保护方法，其特征在于：所述将在线视频的原始数据进行上传和保存的步骤，包括：

将网络中客户端用户产生的视频数据及包括视频名称，产生的时间、地点的视频的元数据打包发送至云中；

将在线视频数据的摘要数据值经哈希加密后上传至区块链进行存储。

3.根据权利要求1所述的一种基于元宇宙的在线视频保护方法，其特征在于：所述在线视频的加密中心建立的步骤，包括：

服务端使用视频转码拉取存储在区块链中的一段在线视频协议流并转码为原始H.264文件；

原始H.264文件由视频加密中心进行加密形成加密H.264文件；

用两个不同初始密钥的混沌映射生成两个可更新密钥序列；

编码和加密交替进行。

4.根据权利要求1所述的一种基于元宇宙的在线视频保护方法，其特征在于：所述进行编码的多阶段选择性加密的步骤，包括：

基于在线视频的编码和解码同步问题，利用H.264视频编码标准进行在线视频的编码；

基于帧内预测阶段的帧内预测部分进行异或加密；

进行酋变换加密；

基于嫡编码阶段对拖尾系数的符号、非零系数的幅值后缀的异或加密。

5.根据权利要求1所述的一种基于元宇宙的在线视频保护方法，其特征在于：所述结合数字水印进行加密的的步骤，包括：

利用编解码器提供统一的接口进行各种视频格式的编解码；

通过命令调用添加数字水印；

基于多阶段加密后的在线视频，将数字水印图片与视频的原始图像叠加，得到新的视频帧。

6.根据权利要求1所述的一种基于元宇宙的在线视频保护方法，其特征在于：所述用户端进行加密的在线视频解密操作的步骤，包括：

用户端的用户从持久化存储设备中读取密文数据密钥和加密视频；

用密文数据密钥和KID请求服务端得到明文数据密钥；

服务端通过密文数据密钥和KID解密得到明文数据密钥并返回给用户端；

用户端用户在视频解密中使用明文数据密钥解密加密视频得到原始视频。

7.一种基于元宇宙的在线视频保护系统，其特征在于：所述该系统包括：

在线视频数据模块，用于在元宇宙区块中进行针对在线视频数据的上传和存储；

多阶段加密保护模块，用于针对在线视频数据的多阶段加密保护。

8.根据权利要求7所述的一种基于元宇宙的在线视频保护系统，其特征在于：所述在线视频数据模块包括：

区块链模块，用于在元宇宙中将在线视频数据的摘要数据值经哈希加密后上传至区块链；

云端模块，用于利用云服务器在系统中注册云存储节点，通过云存储节点存储产生的在线视频数据；

原始视频数据模块，用于通过云存储节点接收来自用户的包括视频名称，产生的时间、地点的视频的原始在线视频数据；

摘要数据值模块，用于提取在线视频数据的摘要数据值进行哈希加密；

客户端模块，用于系统中的针对在线视频的上传以及解密使用的用户端；

服务器模块，用于对在线视频数据流进行加密解密操作的服务器端。

9.根据权利要求7所述的一种基于元宇宙的在线视频保护系统，其特征在于：所述阶段加密保护模块包括：

在线视频数据加密中心模块，用于基于服务端和客户端进行的在线视频加密中心建立；

帧内预测阶段加密模块，用于在加密过程中针对视频的帧内预测阶段进行的加密操作；

变换阶段加密模块，用于在加密过程中针对视频的变换阶段进行的加密操作；

熵编码阶段加密模块，用于在视频加密过程中针对熵编码阶段进行的加密操作；

数字水印结合模块，用于在多阶段加密的基础上结合数字水印技术进行进一步的在线视频保护；

用户端解密模块，用于用户端用户基于系统获取的私钥进行在线视频的编码解码和解密操作。