KR101331242B1 - 검색가능 이미지 암호화 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 검색가능 이미지 암호화 시스템에 관한 것으로서, 등록된 사용자 단말기로부터 요청된 업로드 동영상 데이터에 대해 암호화하여 저장되게 처리하고, 동영상 데이터의 암호화시 적용한 비밀키 정보를 사용자 단말기를 통해 제공하는 이미지 암호화 관리서버와, 이미지 암호화 관리서버에 제어되며 암호화된 동영상 데이터가 저장된 데이터 베이스를 구비하고, 이미지 암호화 관리서버는 업로드 요청된 동영상 데이터에 대해 인접된 이미지 프레임간 상관도를 산출하고, 산출된 상관도가 설정된 기준 상관도를 초과하는 이미지 프레임을 경계로 기준 상관도 이내의 이전 이미지 프레임들을 부분 스토리 영역으로 분할하고, 부분 스토리 영역내에서 검색용으로 제공할 수 있도록 이미지 프레임을 포스터용 이미지로 발췌하여 대응되는 부분 스토리 영역 이미지들과 매칭되게 데이터 베이스에 저장하고, 사용자 단말기로부터 비밀키를 이용하여 검색요청신호가 수신되면 부분 스토리 영역에 각각 대응되는 포스터용 이미지들을 검색용으로 제공한다. 이러한 검색가능 이미지 암호화 시스템에 의하면, 동영상 데이터에 대해 이미지 프레임간 상관도를 반영하여 구분한 부분 스토리 영역별로 포스터용 이미지를 검색가능하게 제공할 수 있어 암호화가 가능하면서도 검색을 용이하게 지원할 수 있는 장점을 제공한다.

Description

검색가능 이미지 암호화 시스템{searchable image encryption system of streaming service based on cloud computing}
본 발명은 검색 가능 이미지 암호화 시스템에 관한 것으로서, 상세하게는 동영상 데이터를 검색가능하게 암호화 하여 저장 및 검색을 지원하는 클라우드 컴퓨팅 기반의 검색 가능 이미지 암호화 시스템에 관한 것이다.
최근 클라우드 컴퓨팅(cloud computing) 기술의 발달과 더불어 인터넷을 통해 자료를 공유할 수 있는 클라우드 기반 스토리지(storage) 서비스가 주목받고 있다. 스토리지 서비스를 통해 사용자들은 사용자 단말기들을 통해 공공의 서버에 자신의 자료를 업로드 하고, 관심있는 자료를 다운로드 받을 수 있다.
그런데, 공공의 서버를 통한 자료의 공유는 사용자 단말기의 자료 저장부담을 완화시키는 편리성을 향상시킨 반면, 프라이버시가 보호되지 않는 취약점이 있다.
공공의 서버에 저장된 자료는 사용자 단말기가 아닌 서비스 제공자에 의해 관리되기 때문에 신뢰할 수 없는 서비스 제공자에 의한 데이터 노출은 단순한 접근 통제만으로 해결하기 어렵다.
한편, 신뢰할 수 없는 서비스 제공자에 대한 데이터 노출을 막기 위해서 데이터를 암호화하여 저장할 수도 있으나, 데이터 암호화는 검색의 효율을 급격하게 저하시킨다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여 대칭키(symmetric key) 기반 및 공개키(public key) 기반으로 키워드를 이용하여 암호화된 문서를 검색하는 연구가 활발히 진행되고 있고, 국내 공개특허 제10-2012-0002729호에는 암호화 문서에 대한 다자간 검색 시스템 및 그 방법이 개시되어 있다.
그런데, 이러한 암화화 지원 검색시스템은 워드로 작성된 문서에 제한되고 있어, 동영상 파일에 대해서는 적용할 수 없는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하기 위하여 창안된 것으로서, 동영상 데이터의 암호화 및 검색을 지원할 수 있는 검색가능 이미지 암호화 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 검색가능 이미지 암호화 시스템은 통신망을 통해 접속되는 사용자 단말기로부터 요청된 사용자 등록과정을 수행하고, 사용자 등록과정에서 수신된 사용자 식별정보를 저장처리하고, 상기 사용자 단말기를 통해 요청된 업로드 동영상 데이터에 대해 암호화하여 저장되게 처리하고, 상기 동영상 데이터의 암호화시 적용한 비밀키 정보를 상기 사용자 단말기를 통해 제공하는 이미지 암호화 관리서버와; 상기 이미지 암호화 관리서버에 제어되며 암호화된 동영상 데이터가 저장된 데이터 베이스;를 구비하고, 상기 이미지 암호화 관리서버는 상기 사용자 단말기로부터 업로드 요청된 동영상 데이터에 대해 인접된 이미지 프레임간 상관도를 산출하고, 산출된 상관도가 설정된 기준 상관도를 초과하는 이미지 프레임을 경계로 기준 상관도 이내의 이전 이미지 프레임들을 부분 스토리 영역으로 분할하고, 부분 스토리 영역내에서 검색용으로 제공할 수 있도록 이미지 프레임을 포스터용 이미지로 발췌하여 대응되는 부분 스토리 영역 이미지들과 매칭되게 상기 데이터 베이스에 저장하고, 상기 사용자 단말기로부터 상기 비밀키를 이용하여 상기 데이터 베이스에 저장된 동영상 이미지 데이터에 대한 검색요청신호가 수신되면 상기 부분 스토리 영역에 각각 대응되는 포스터용 이미지들을 검색용으로 제공한다.
바람직하게는 상기 이미지 암호화 관리서버는 상기 부분 스토리 영역에 해당하는 이미지 프레임들에 대해 부분 스토리 영역 내의 이미지 프레임 들의 그레이 스케일 또는 컬러 스케일의 평균값에 가장 가까운 하나의 이미지 프레임 또는 적, 녹, 청색의 색상이 차지하는 컬러공간 영역에 대해 상관도가 기준 상관도 이내인 프레임 화면들 중에서 화면 중앙값에 위치되는 이미지 프레임을 상기 포스터용 이미지로 발췌한다.
또한, 상기 이미지 암호화 관리서버는 검색용으로 제공된 상기 포스터용 이미지들 어느 하나를 선택하는 신호가 상기 사용자 단말기로부터 수신되면 선택된 포스터용 이미지에 대응되는 부분 스토리 영역에 해당하는 이미지들을 상기 사용자단말기로 제공되게 스트리밍 서비스 한다.
여기서, 상기 상관도는 이미지 프레임의 그레이 스케일 값 또는 컬러 스케일값으로부터 산출하거나, 적, 녹, 청색이 각각 차지하는 컬러 공간 영역 상호간의 프레임 내에서의 위치 및 점유영역 크기의 비교에 의해 산출하도록 구축될 수 있다.
또한, 상기 이미지 암호화 관리서버는 상기 부분스토리 영역별로 제1비밀키에 의해 암호화하여 상기 데이터 베이스에 저장하고, 상기 동영상 데이터에 속하는 상기 부분 스토리 영역별로 추출된 상기 포스터용 이미지들을 함께 제2비밀키에 의해 암호화 하여 상기 데이터 베이스에 저장하고, 상기 제1비밀키 및 상기 제2비밀키는 상기 사용자 단말기에 제공하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 검색가능 이미지 암호화 시스템에 의하면, 동영상 데이터에 대해 이미지 프레임간 상관도를 반영하여 구분한 부분 스토리 영역별로 포스터용 이미지를 검색가능하게 제공할 수 있어 암호화가 가능하면서도 검색을 용이하게 지원할 수 있는 장점을 제공한다.
도 1은 본 발명에 따른 검색가능 이미지 암호화 시스템을 나타내 보인 도면이고,
도 2는 도 1의 이미지 암호화 관리서버에 설치된 모듈을 나타내 보인 블록도이고,
도 3은 도 1의 이미지 암화화 관리서버에서 영상 데이터에 대한 부분 스토리 영역 구분 및 포스터용 이미지 프레임 추출과정을 설명하기 위한 도면이고,
도 4는 도 1의 이미지 암호화 관리서버의 영상 데이터 암호화 처리과정을 나타내 보인 플로우도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 검색가능 이미지 암호화 시스템을 더욱 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 검색가능 이미지 암호화 시스템을 나타내 보인 도면이고, 도 2는 도 1의 이미지 암호화 관리서버에 설치된 모듈을 나타내 보인 블록도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 검색가능 이미지 암호화 시스템(100)은 통신망(150)을 통해 접속된 이미지 암호화 관리 서버(110)와 데이터 베이스(DB)(120)를 구비한다.
여기서, 통신망(150)은 유무선 인터넷망이 적용될 수 있고, 사용자 단말기(200)는 통신망(150)을 통해 이미지 암호화 관리서버(110)에 접속할 수 있는 컴퓨터, 휴대통신 단말기 등 공지된 다양한 단말기가 적용될 수 있다.
이미지 암호화 관리서버(110)는 통신망(150)을 통해 접속되는 사용자 단말기(200)로부터 요청된 사용자 등록과정을 수행하고, 사용자 등록과정에서 수신된 사용자 식별정보를 데이터 베이스(120)에 저장처리한다.
또한, 이미지 암호화 관리서버(110)는 사용자 단말기(200)를 통해 요청된 업로드 동영상 데이터에 대해 암호화하여 데이터 베이스(120)에 저장되게 처리하고, 동영상 데이터의 암호화시 적용한 비밀키 정보를 사용자 단말기(200)를 통해 제공한다.
여기서 동영상 데이터는 통상의 영화 파일, 감사카메라를 통해 녹화된 영상 등 다수의 이미지 프레임으로 구성된 영상을 말한다.
데이터 베이스(120)는 이미지 암호화 관리서버(110)에 제어되며 암호화된 동영상 데이터를 분류체계에 따라 분류하여 저장한다. 즉, 동영상 데이터에 부여된 파일에 속하는 부분 스토리 영역 데이터들 및 포스터용 이미지들에 대해서는 설정된 연관체계에 따라 매칭되게 부여된 파일명으로 데이터 베이스(120)에 저장된다.
여기서, 포스터용 이미지는 문서 검색시 적용되는 키워드에 대응되는 것으로서 이미지를 보고 해당 동영상 데이터가 자신이 찾고자 하는 것인지를 시각적으로 판단할 수 있도록 이미지 검색용으로 제공되는 이미지 키워드에 해당한다.
이러한 검색가능 이미지 암호화 시스템(100)에서 이미지 암호화 관리서버(110)는 사용자 관리부(112)와, 이미지 등록/검색지원부(114)를 구비한다.
사용자 관리부(112)는 회원등록 및 등록된 회원에 대한 인증과정을 수행하고, 신규 회원 등록을 위해 통신망(150)을 통해 접속된 사용자 단말기(200)로부터 회원등록을 요청하는 경우 사용자의 아이디(ID: Identification) 및 패스워드를 설정하는 사용자 등록과정을 수행하고, 사용자 등록과정에서 수신된 아이디 및 패스워드를 포함한 사용자 식별정보를 데이터 베이스(120)에 저장 및 처리한다.
또한, 사용자 관리부(112)는 아이디 및 패스워드를 입력하는 로그인 과정을 거친 인증회원에 대해서는 이미지 등록 및 검색을 포함하는 지원되는 기능을 수행할 수 있도록 처리한다.
여기서 이미지 등록은 동영상 데이터 즉, 동영상 파일을 이미지 관리서버(110)를 통해 업로드하여 데이터 베이스(120)에 저장하는 것을 말한다.
이미지 등록/검색지원부(114)는 인증과정을 거친 사용자 단말기(200)로부터 업로드 요청된 동영상 데이터에 대해 인접된 이미지 프로세스과정을 통해 이미지 프레임간 상관도를 산출하고, 산출된 상관도가 설정된 기준 상관도를 초과하는 이미지 프레임을 경계로 기준 상관도 이내의 이전 이미지 프레임들을 부분 스토리 영역으로 분할하고, 부분 스토리 영역내에서 검색용으로 제공할 수 있도록 하나의 이미지 프레임을 포스터용 이미지로 발췌하여 대응되는 부분 스토리 영역 이미지들과 매칭되게 분류하여 데이터 베이스(120)에 저장한다.
이러한 이미지 등록/검색 지원부의 동영상 데이터 암호화 처리과정을 도 3 및 도 4를 함께 참조하여 설명한다.
먼저, 도 3에 도시된 바와 같이 이미지 등록/검색지원부(114)는 다수의 이미지 프레임으로 이루어진 암호화 대상 동영상 데이터에 대해 인접된 이미지 프레임간의 상관도를 산출한다(단계 310).
상관도는 이미지 프레임의 그레이 스케일 값 또는 컬러 스케일값으로부터 산출한다. 여기서, 이미지 프레임의 그레이 스케일 값 또는 컬러 스케일 값은 이미지 프레임 내의 각 화소별 단위 그레이 스케일 값 또는 적(R), 녹(G), 청(B) 색의 단위 스케일 값을 화소별로 누적한 다음 프레임 전체화소로 나눈 값을 말한다.
그리고, 상관도는 인접된 비교대상 이미지 프레임에 대해 첫번째 이미지 프레임에 대한 그레이 스케일 또는 컬러 스케일값과 다음 이미지 프레임의 그레이 스케일 또는 컬러 스케일값의 차값을 말한다. 기준 상관도 값은 이미지 변화가 급격하게 일어날 때에 해당하는 상관도 값을 적절하게 설정하여 적용하면 된다.
또 다르게 상관도는 이미지 프레임 내에서 적, 녹, 청색이 각각 차지하는 컬러 공간 영역 상호간의 프레임 내에서의 위치 및 점유영역 크기의 비교에 의해 산출한다. 이 경우 어느 한가지 색상만을 이용하여 비교할 수도 있고, 일 예로서, 적색이 차지하는 크기의 공간 영역이 다음 프레임과 크기 차이가 설정된 기준크기값 이내이며 중심위치의 이동이 20픽셀 간격 이내인 경우 미세한 움직임으로 의한 유사 이미지로 판단하고, 20픽셀 간격을 벗어나거나 크기차이가 기준크기값을 벗어나면 비유사한 것으로 판단하도록 구축되는 방식이 적용될 수 있다. 여기서, 기준 상관도는 기준크기값 및 중심위치 기준 이격거리를 적용하면 된다.
다음은 상관도가 기준 상관도를 초과하는지를 판단하고(단계 320), 기준 상관도를 초과하지 않으면 다음 순서의 이미지 프레임과 이전 이미지 프레임을 비교하는 단계 310 과정을 반복한다.
이와는 다르게 상관도가 기준 상관도를 초과하는 경우 부분스토리 영역으로 분할하고, 포스터용 이미지를 추출한다(단계 330).
즉, 도 3에서 암호화 대상 동영상 데이터에 대해 인접 프레임간에 대해 산출된 상관도가 기준 상관도 이내인 이미지 프레임들이 P1으로 표기된 구간까지이고, P2의 시작 이미지 프레임과 P1의 마지막 이미지 프레임간의 상관도가 기준 상관도를 초과하는 경우 동영상 데이터에 대해 P1에 해당하는 이미지 프레임들을 부분 스토리 영역으로 분할하고, 부분 스토리 영역의 이미지 프레임중에서 하나의 이미지프레임을 포스터용 이미지(i1)로 추출한다.
여기서, 이미지 등록/검색 지원부(114)는 부분 스토리 영역에 해당하는 이미지 프레임들에 대해 부분 스토리 영역 내의 이미지 프레임 들의 그레이 스케일 또는 컬러 스케일의 평균값에 가장 가까운 하나의 이미지 프레임을 포스터용 이미지로 발췌하거나, 적, 녹, 청색의 색상이 차지하는 컬러공간 영역에 대해 상관도가 기준 상관도 이내인 프레임 화면들 중에서 화면 중앙값에 위치되는 이미지 프레임을 포스터용 이미지로 발췌하도록 도록 구축되는 것이 바람직하다.
도시된 예에서 P2, P3, P4는 동영상 데이터를 유사 이미지 프레임끼리 분할하여 구획하는 부분 스토리 영역을 각각 나타내며, 참조부호 i1 내지 i4는 각 부분 스토리 영역에서 포스터용 이미지로 발췌된 것을 표시한다.
이후 단계 340에서 이미지 프레임간 상관도를 비교하는 과정이 완료됐는지를 판단하고, 완료되지 않았으면 단계 310으로 복귀한다.
이와는 다르게 단계 340에서 이미지 프레임간 상관도를 비교하는 과정이 완료된 것으로 판단되면, 분할된 부분 스토리 영역 별 및 포스터용 이미지들에 대해 암호화처리하여 데이터 베이스(120)에 저장한다(단계 350).
즉, 이미지 등록/검색 지원부(114)는 이러한 상관도 산출과정을 통해 유사한 이미지들끼리 분할하여 그룹핑된 부분 스토리 영역별로 구분되게 암호화를 수행하여 데이터 베이스(120)에 저장처리하고, 동일 동영상 데이터에 속하는 부분 스토리 영역별로 추출된 포스트용 이미지들을 검색시 일괄 제공할 수 있도록 함께 암호화 하여 데이터 베이스에 저장한다. 즉, 도 3을 예로하면, P1, P2, P3, P4 각각의 부분 스토리 영역에 해당하는 이미지 프레임들에 암호화 하고, 참조부호 Ec로 표기된 포스터용 이미지들을 함께 암호화 하여 저장한다.
여기서, 부분 스토리 영역들에 대해서는 제1비밀키로 암호화하고, 포스터용 이미지들에 대해서는 제1비밀키와는 다른 제2비밀키로 암호화하고, 제1비밀키 및 제2비밀키는 사용자가 검색시 및 검색된 포스터용 이미지에 대응되는 부분 스토리 영역 이미지를 제공받고자 할 때 이용할 수 있도록 사용자 단말기(200)에 제공하도록 구축될 수 있다.
한편, 이미지 등록/검색지원부(114)는 인증과정을 거친 사용자 단말기(200)로부터 비밀키 즉, 제2비밀키를 이용하여 데이터 베이스(120)에 저장된 동영상 이미지 데이터에 대한 검색요청신호가 수신되면 부분 스토리 영역에 각각 대응되는 포스터용 이미지들을 검색용으로 사용자 단말기(200) 제공한다. 즉, 도 3의 Ec로 표기된 포스터용 이미지들을 사용자 단말기(200)를 통해 시각적으로 확인할 수 있도록 제공한다.
또한, 이미지 등록/검색 지원부(114)는 검색용으로 제공된 포스터용 이미지들 어느 하나를 선택하는 신호가 사용자 단말기(200)로부터 수신되면, 비밀키 입력창을 제공하고, 비밀키 입력창을 통해 미리 부여한 제2비밀키와 일치된 비밀키가 수신되면, 선택된 포스터용 이미지에 대응되는 부분 스토리 영역에 해당하는 이미지들을 암호 해제하여 사용자단말기(200)로 다운로드 되어 제공되게 스트리밍 서비스 한다.
이상에서 설명된 검색가능 이미지 암호화 시스템(100)에 의하면, 동영상 데이터에 대해 이미지 프레임간 상관도를 반영하여 부분 스토리 영역별로 구분하여 암호화 하고, 부분 스토리 영역을 대표하는 포스터용 이미지들을 검색가능하게 제공할 수 있어 암호화가 가능하면서도 시각적인 이미지 검색을 용이하게 지원할 수 있다.
110: 이미지 암호화 관리서버 120: 데이터 베이스
150: 통신망 200: 사용자 단말기

Claims (5)

  1. 통신망을 통해 접속되는 사용자 단말기로부터 요청된 사용자 등록과정을 수행하고, 사용자 등록과정에서 수신된 사용자 식별정보를 저장처리하고, 상기 사용자 단말기를 통해 요청된 업로드 동영상 데이터에 대해 암호화하여 저장되게 처리하고, 상기 동영상 데이터의 암호화시 적용한 비밀키 정보를 상기 사용자 단말기를 통해 제공하는 이미지 암호화 관리서버와;
    상기 이미지 암호화 관리서버에 제어되며 암호화된 동영상 데이터가 저장된 데이터 베이스;를 구비하고,
    상기 이미지 암호화 관리서버는 상기 사용자 단말기로부터 업로드 요청된 동영상 데이터에 대해 인접된 이미지 프레임간 상관도를 산출하고, 산출된 상관도가 설정된 기준 상관도를 초과하는 이미지 프레임을 경계로 기준 상관도 이내의 이전 이미지 프레임들을 부분 스토리 영역으로 분할하고, 부분 스토리 영역내에서 검색용으로 제공할 수 있도록 이미지 프레임을 포스터용 이미지로 발췌하여 대응되는 부분 스토리 영역 이미지들과 매칭되게 상기 데이터 베이스에 저장하고, 상기 사용자 단말기로부터 상기 비밀키를 이용하여 상기 데이터 베이스에 저장된 동영상 이미지 데이터에 대한 검색요청신호가 수신되면 상기 부분 스토리 영역에 각각 대응되는 포스터용 이미지들을 검색용으로 제공하는 것을 특징으로 하는 검색가능 이미지 암호화 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 이미지 암호화 관리서버는 상기 부분 스토리 영역에 해당하는 이미지 프레임들에 대해 부분 스토리 영역 내의 이미지 프레임들의 그레이 스케일 또는 컬러 스케일의 평균값에 가장 가까운 하나의 이미지 프레임 또는 적, 녹, 청색의 색상이 차지하는 컬러공간 영역에 대해 상관도가 기준 상관도 이내인 프레임 화면들 중에서 화면 중앙값에 위치되는 이미지 프레임을 상기 포스터용 이미지로 발췌하는 것을 특징으로 하는 검색가능 이미지 암호화 시스템.
  3. 제2항에 있어서, 상기 이미지 암호화 관리서버는
    검색용으로 제공된 상기 포스터용 이미지들 어느 하나를 선택하는 신호가 상기 사용자 단말기로부터 수신되면 선택된 포스터용 이미지에 대응되는 부분 스토리 영역에 해당하는 이미지들을 상기 사용자단말기로 제공되게 스트리밍 서비스하는 것을 특징으로 하는 검색가능 이미지 암호화 시스템.
  4. 제2항에 있어서, 상기 상관도는 이미지 프레임의 그레이 스케일 값 또는 컬러 스케일값으로부터 산출하거나, 적, 녹, 청색이 각각 차지하는 컬러 공간 영역 상호간의 프레임 내에서의 위치 및 점유영역 크기의 비교에 의해 산출하는 것을 특징으로 하는 검색가능 이미지 암호화 시스템.
  5. 제2항에 있어서, 상기 이미지 암호화 관리서버는 상기 부분스토리 영역별로 제1비밀키에 의해 암호화하여 상기 데이터 베이스에 저장하고, 상기 동영상 데이터에 속하는 상기 부분 스토리 영역별로 추출된 상기 포스터용 이미지들을 함께 제2비밀키에 의해 암호화 하여 상기 데이터 베이스에 저장하고, 상기 제1비밀키 및 상기 제2비밀키는 상기 사용자 단말기에 제공하는 것을 특징으로 하는 검색가능 이미지 암호화 시스템.
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