CN1750652A - 一种具有加密功能的网络摄像装置及其加密方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种具有加密功能的网络摄像装置，包括：视频采集模块，用于获取图像；视频处理模块，用于对所述图像进行相关处理；网络接口，用于所述网络摄像装置与网络之间的通信；控制模块，用于控制所述网络摄像装置中的各个模块；其特征在于，还包括：加密模块，用于对所述视频处理模块发来的图像进行加密，之后数据被传送到网络接口输出。本发明还公开了一种网络摄像装置图像内容的加密传输方法。该装置和方法可以广泛应用于视频通信领域，可以加强网络摄像装置通过网络传输的数据的安全性。
Description
技术领域
本发明涉及视频通信领域，尤其涉及一种具有加密功能的网络摄像装置及其加密方法。
背景技术
随着数字技术的发展，应用于视频通信和监控领域的摄像装置正从传统的模拟装置向数字装置逐步转变。
电脑摄像头(用于PC机)将摄像单元和视频捕捉单元集成在一起，通过PC机上的USB接口，可以实现即插即用，进行视频通信和视频监控；继电脑摄像头的普及之后，网络摄像头(IP Camera)开始出现，它可以不经PC机而是直接通过自带的网络接口连入网络与远端进行通信。
网络摄像头的基本结构如1所示，包括：视频采集模块，用于获取视频数据；视频处理模块，用于处理视频数据；控制模块，用于控制整个装置的运行；网络接口，用于网络摄像装置与网络之间的连接。
目前，只有少数厂家采用了通过服务器认证和密码认证等机制来对用户进行认证，从而达到为用户保密的目的，但是目前的网络摄像头在网络上进行的视频传输，基本上没有加密机制，因此传输的数据很有可能被窃取，这就给用户带来了较大的安全隐患。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的之一，就是提供一种具有加密功能的网络摄像装置；
本发明的另一个目的在于就是提供一种对网络摄像装置所传输的视频数据进行加密的方法；
为了达到上述目的，本发明提供了一种具有加密功能的网络摄像装置，包括：
视频采集模块，用于获取图像；
视频处理模块，用于对所述图像进行相关处理；
网络接口，用于所述网络摄像装置与网络之间的通信；
控制模块，用于控制所述网络摄像装置中的各个模块；
优选地，还包括：
加密模块，用于对所述视频处理模块发来的图像进行加密，之后数据被传送到网络接口输出。
优选地，所述装置中还包括音频采集模块，用于获取音频数据，同时还相应地包括音视频处理模块，用于对所述音频和视频数据进行同步处理。
优选地，所述加密模块工作与否是可选择的，如果选择对数据进行加密，则音频或视频数据必须经过加密模块加密后才可由网络接口输出，否则不经过加密模块直接通过网络接口输出。
本发明还提供了一种网络摄像装置图像内容的加密传输方法，包括以下步骤：
a、视频采集模块获取视频数据；
b、视频处理模块处理视频数据；
c、加密模块对视频数据进行加密，形成密文；
d、网络接口将密文上传给网络。
优选地，步骤c中所述的加密过程，其算法具体步骤为：
c1)、对图像数据，即对明文组执行一个初始置换后，将数据分为左半部分和右半部分；
c2)、用函数对所述数据的左右两个部分进行多次迭代的乘积变换；
c3)、将经过多次迭代乘积变换后的左右两部分连接起来，经过一个初始逆置换，得到密文，加密算法结束。
优选地，明文组长度，密钥长度和迭代次数都可预先设定。
优选地，所述明文组长度为32、64或128。
优选地，所述迭代次数为12或12以上。
优选地，所述加密过程是可选的，可以选择执行加密过程或不执行加密过程。
本发明通过在现有的网络摄像装置中设置加密模块，对视频数据进行加密后再通过网络进行传输，使得用户在传输视频等数据时拥有了更好的安全保证。
附图说明
图1所示为现有网络摄像头的原理框图；
图2所示为本发明具有加密功能的网络摄像装置的原理框图；
图3所示为本发明具有加密功能且具有音视频功能的网络摄像装置的原理框图；
图4所示为本发明具有加密功能的网络摄像装置的工作流程；
图5所示为本发明加密方法的流程。
具体实施方式
首先简单介绍一下有关加密的名词：
密码：是一组含有参数的变换；
明文：需要加密的原始信息；
加密算法：变换函数；
密文：明文经加密后得到的变换结果；
密钥：参与变换的参数。
下面结合附图说明本发明具有加密功能的网络摄像装置。
如图2所示，为本发明具有加密功能的网络摄像装置的基本原理框图，
包括视频采集模块，用于获取视频数据，其中包括镜头、图像传感器；
视频处理模块，用于处理视频数据，如对图像数据进行压缩、降噪等处理；
控制模块，用于控制各个模块的工作；
加密模块，用于对视频数据进行加密，所述加密模块可以用硬件实现，也可以用软件实现，如果用软件实现，其就是控制模块中固件中的一个加密单元；
网络接口，用于网络摄像装置和网络之间的通信。
如图3所示的一个实施例中，也可以在图2的基础上增加音频采集模块，用于获取音频数据，所述音频采集模块可以为一个麦克风；与此相应地，由音视频处理模块代替图2中原有的视频处理模块，用于同步处理音频采集模块和视频采集模块输出的数据；加密模块对所述音视频数据进行加密后，由网络接口将密文上传给网络，控制模块负责控制整个装置的运行。
另外，在图2或图3的基础上可以增加存储模块，用于存储音、视频数据。所述存储模块受控于控制模块，用户可以事先选择所存储的数据来源，可以来自音、视频处理模块的明文或者来自加密模块的密文。所述存储模块可以是CF卡、SD卡、SM卡、MMC卡、SMMC卡、MC卡或微硬盘等。
也可以增加云台控制模块或报警信号输入接口等，进一步完善本发明所述装置的功能。
图4所示为本发明装置的加密流程图，图5为加密算法的流程。下面结合图2、图4和图5说明本发明具有加密功能的装置及其加密方法。
步骤1、视频采集模块获取视频数据；
视频采集模块用于获取视频数据，其中一般包括镜头、图像传感器、A/D转换器，有的图像传感器中本身就集成了A/D转换器，则可以直接将由光信号得到的电信号转换成为数字信号，就不用另外加A/D转换器了。视频采集模块在目前的电路设计中已经比较成熟，在此不予详述。
步骤2、视频处理模块处理视频数据；
视频处理模块对视频数据进行处理，可以包括：降噪、压缩等。在本实施例中，选用中星微电子公司的VC0568图像处理器，将图像压缩为JPEG格式的图像数据。
步骤3、加密模块对图像数据进行加密，形成密文；
加密方法具体如下：
31、对图像数据，即对明文组执行一个初始置换IP后，将数据分为左半部分和右半部分；
图像数据在进入加密模块后，会被分成若干明文组，明文组的长度是可以事先设定的，可以为32、64、128或256等，若分配到一个明文组的数据长度不足设定长度，则以零值补齐，在本例中令明文组长度为64；
该64位数据首先要进行一个初始置换IP，即按照一定的规则将该64位数据变换位置，成为一个新的64位的数组；
之后，将该新的64位数组分为左右两半个部分L0和R0，每部分为32位。
32、用函数对所述数据的左右两个部分进行多次迭代的乘积变换；
函数f是将密钥和数据结合的一个变换，用函数f对L0和R0进行迭代。
密钥长度可以预先设定，密钥长度越长，则解密难度越大，即保密性能越好，在此使用128位的密钥对数据进行加密。
迭代次数可以为0以上数字，次数可以预先设定为合适的值，以有效地实现传输内容的保密，同时也不会耗时太多。一般可以设置为12次以上，因为这样可以具有很好的保密性能，在本例中设其为16次。
33、将步骤b)中经过多次迭代乘积变换后的左右两部分再连接起来，经过一个初始逆置换，得到密文，加密算法结束；将L0和R0连接起来，成为一个数组，再经过一个初始逆转换IP-1，即可得到密文。
34、网络接口将密文上传给网络。
上面所述的装置及方法中只有视频采集模块，而没有音频采集模块。对于图3所示的同时具有音频和视频采集模块的网络摄像装置，要令音视频处理模块对音频和视频数据进行同步处理，然后令加密模块对混合后的音视频数据进行加密，加密过程同上。
在实际使用具有加密功能的网络摄像装置时，用户可能由于种种原因在某些时候不需要给传输的数据加密，那么本发明也可以提供视频数据加密传输和不加密传输两种机制供用户选择。
下面简单介绍一下加密文件的整个传输过程，在此，将网络摄像装置所在的一端，即被监控端称为A端，将接收网络摄像装置数据的远程用户端，即监控端称为B端。当用户选择了数据加密传输模式时，在通信网络的A、B两端，双方会约定一定的密钥。用户在A端输入密钥，具有加密功能的网络摄像装置会用密钥对数据进行加密并形成密文，并将密文通过网络传送给B端用户，该用户对密文解密后可以进行播放、存储等操作。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和变化，这些改进和变化也应视为本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种具有加密功能的网络摄像装置，包括：
视频采集模块，用于获取图像；
视频处理模块，用于对所述图像进行相关处理；
网络接口，用于所述网络摄像装置与网络之间的通信；
控制模块，用于控制所述网络摄像装置中的各个模块；
其特征在于，还包括：
加密模块，用于对所述视频处理模块发来的图像进行加密，之后数据被传送到网络接口输出。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置中还包括音频采集模块，用于获取音频数据，同时还相应地包括音视频处理模块，用于对所述音频和视频数据进行同步处理。
3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述加密模块工作与否是可选择的，如果选择对数据进行加密，则音频或视频数据必须经过加密模块加密后才可由网络接口输出，否则不经过加密模块直接通过网络接口输出。
4.一种网络摄像装置图像内容的加密传输方法，包括以下步骤：
a、视频采集模块获取视频数据；
b、视频处理模块处理视频数据；
c、加密模块对视频数据进行加密，形成密文；
d、网络接口将密文上传给网络。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤43)中所述的加密过程，其算法具体步骤为：
c1)、对图像数据，即对明文组执行一个初始置换后，将数据分为左半部分和右半部分；
c2)、用函数对所述数据的左右两个部分进行多次迭代的乘积变换；
c3)、将经过多次迭代乘积变换后的左右两部分连接起来，经过一个初始逆置换，得到密文，加密算法结束。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，明文组长度，密钥长度和迭代次数都可预先设定。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于所述明文组长度为32、64或128。
8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于所述迭代次数为12或12以上。
9.根据权利要求4所述的方法，其特征在于所述加密过程是可选的，可以选择执行加密过程或不执行加密过程。
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