KR20190036328A - Frame selective encryption method for video data - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a frame selective encryption method for a video which elastically adjusts an encryption degree of an I frame by adapting to the amount of data of a P frame and a B frame while selecting only the I frame as an encryption target to encrypt with an image puzzling scheme for a video having the I frame, the P frame, and the B frame after compression coding. After a size of an image fragment and the number of times of shuffling are set to appropriately adjust a time required for encryption, the encryption degree of the I frame is further adjusted in accordance with the amount of added information of the P frame and the B frame which are dependent on the I frame.

Description

프레임 선별적 동영상 암호화 방법{FRAME SELECTIVE ENCRYPTION METHOD FOR VIDEO DATA}FIELD OF THE INVENTION [0001] The present invention relates to a method of encrypting a frame,

본 발명은 압축 코딩하여 I 프레임, P 프레임 및 B 프레임을 갖는 동영상에 대해서, I 프레임만을 암호화 대상으로 선별하여 이미지 퍼즐화 방식으로 암호화하되, P 프레임 및 B 프레임의 데이터량에 적응하며 I 프레임의 암호화 정도를 탄력적으로 조절하는 프레임 선별적 동영상 암호화 방법에 관한 것이다.The present invention compresses and encodes a moving picture having an I frame, a P frame, and a B frame so that only an I frame is selected as an encryption target and encrypted by an image puzzling method, And more particularly, to a frame selective video encryption method for flexibly adjusting the degree of encryption.

이미지를 비롯한 다양한 형식의 데이터를 암호화하는 방식으로서, 행렬 형태의 배열을 갖거나 또는 행렬 형태의 배열을 갖게 재열한 데이터를 복수의 서브블록으로 분할한 후 서브블록의 배열 위치를 랜덤하게 변경하여 암호화하는 기술이 있다. A method of encrypting data in various formats including images is divided into a plurality of subblocks by dividing the rewritten data into an array having a matrix form or a matrix form, .

본 발명의 발명자는 이러한 퍼즐화 방식의 암호화 기술을 개량하기 위해서 서브블록의 크기 및 서블블록의 위치 변경 횟수(즉, 셔플링 횟수)를 사용자가 임의로 변경하게 하여서 보안을 강화한 기술을 창안하였고, 등록특허 제10-1112157호로 특허 등록을 받았다.The inventor of the present invention invented a technique for enhancing security by allowing a user to arbitrarily change the size of a sub-block and the number of times of changing the position of a free block (i.e., the number of shuffling) in order to improve the encryption technique of the puzzling method, Patent No. 10-1112157.

그런데, 이러한 암호화 기술은 서브블록의 크기 및 셔플링 횟수를 적절하게 선정하여야만 보안을 강화할 수 있는 데, 이미지 프레임의 연속적인 연결에 의해 구현되는 동영상 데이터(즉, 비디오 데이터)에 적용하는 경우, 암호화에 소요되는 시간이 문제가 될 수 있다.However, this encryption technique can secure security by appropriately selecting the size of the sub-block and the number of shuffling times. When applied to moving picture data (i.e., video data) implemented by continuous connection of image frames, This can be a time consuming problem.

즉, 예를 들어 HD, FULL HD, UHD 등의 서로 다른 해상도 및 15, 20, 30, 60 등의 서로 다른 프레임 레이트를 갖고 있어서 지원하는 화질의 차이가 있는 동영상 데이터에 대해서 서브블록의 크기 및 셔플링 횟수를 일률적인 값으로 선정 사용하거나, 임의적으로 선정 사용하면, 동영상을 신호처리하는 데 암호화 소요 시간만큼 지연되고, 예를 들어 실시간 스트리밍 서비스를 제공할 시에 문제가 될 수 있다.That is, for video data having different resolutions such as HD, FULL HD, and UHD and having different frame rates such as 15, 20, 30, and 60, and supporting different image qualities, If the number of rings is selected as a uniform value or arbitrarily selected and used, it may be delayed by an amount of time required for encryption to process a moving image, for example, when providing a real-time streaming service.

한편, 동영상 데이터는 통상적으로 I 프레임, P 프레임 및 B 프레임으로 갖게 압축 코딩하여 사용하며, 이때, I 프레임만 온전한 이미지를 갖고 있다.On the other hand, the moving image data is typically compressed and coded using an I frame, a P frame, and a B frame, and at this time, only the I frame has a full image.

등록특허 제10-0732056호에 따르면, 이러한 압축 코딩 구조를 고려하여, I 프레임만을 암호화한다. 이에 따라, 암호화 소요 시간을 단축할 수 있고, 오버헤드(overhead)도 감소시킬 수 있다.According to the registration number 10-0732056, only the I frame is encrypted in consideration of this compression coding structure. Thus, the time required for encryption can be shortened and the overhead can be reduced.

그렇지만, 동영상 데이터가 지원하는 화질의 차이에 따라 암호화 소요 시간의 편차가 심하게 나타나고, 적절한 암호화를 보장하기도 어려우며, 동영상 처리를 안정적으로 처리하지 못하는 경우도 발생할 수 있다.However, the time required for the encryption varies greatly depending on the difference in image quality supported by the moving image data, it is difficult to ensure proper encryption, and the moving image processing can not be stably handled.

KR 10-1112157 B1 2012.01.27.KR 10-1112157 B1 Jan 21, 2012. KR 10-0732056 B1 2007.06.19.KR 10-0732056 B1 2007.06.19.

따라서, 본 발명은 지원하는 화질의 차이가 있는 동영상에 대해서도 암호화 과정을 탄력으로 가변 운용하되, 암호화 정도를 데이터량에 따라 조절하여 보안성을 강화한 프레임 선별적 동영상 암호화 방법을 제공하는 데 목적을 둔다.Therefore, the object of the present invention is to provide a frame selective video encrypting method in which the encryption process is flexibly operated even for a moving picture with a difference in image quality supported, and the degree of encryption is adjusted according to the amount of data to enhance security .

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은 암호화장치(10)가 입력받는 동영상의 프레임 이미지를 복수의 이미지 조각으로 분할한 이후, 2개의 이미지 조각을 랜덤하게 선택하여 위치 교환하는 셔플링(shuffling) 과정의 반복에 의해 암호화된 동영상으로 출력시키는 프레임 선별적 동영상 암호화 방법에 있어서, 이미지 조각의 크기 및 셔플링 횟수를 설정하는 동작 조건 설정 단계(S20); 동영상에서 I, P, B 프레임 중에 I 프레임을 추출하고, P 프레임 및 B 프레임에 대해서는 데이터량을 획득하여 P 프레임과 B 프레임의 합산 데이터량에 따라 셔플링 횟수를 증가되게 재설정하는 I 프레임 추출 단계(S30); 추출한 I 프레임의 이미지를 설정한 이미지 조각의 크기 및 재설정한 셔플링 횟수에 따라 암호화한 퍼즐화 I 프레임을 생성하는 암호화 단계(S40); 및 퍼즐화 I 프레임을 동영상에 삽입 대치하여 출력하는 I 프레임 대치 단계(S50);을 포함한다.In order to accomplish the above object, the present invention provides a shuffling process of dividing a frame image of a moving picture received by the encryption apparatus into a plurality of image fragments, then randomly selecting two image fragments and performing position exchange The method of claim 1, further comprising the steps of: (S20) setting an image size and a number of shuffling times; An I frame extracting step of extracting an I frame among the I, P and B frames in the moving image and obtaining the amount of data for the P frame and the B frame and resetting the number of shuffling according to the sum data amount of the P frame and the B frame, (S30); An encrypting step (S40) of generating an encrypted puzzled I frame in accordance with the size of the image fragment in which the image of the extracted I frame is set and the number of shuffling times that have been reset; And an I frame replacement step (S50) of inserting and replacing the puzzled I frame into the moving image.

본 발명의 상기 I 프레임 추출 단계(S30)에서 셔플링 횟수의 재설정은 P 프레임과 B 프레임의 합산 데이터량이 많을수록 셔플링 횟수의 증가 횟수를 많게 한다.In the I frame extracting step (S30) of the present invention, the number of shuffling times is increased as the amount of data to be summed in the P frame and the B frame increases.

본 발명의 상기 I 프레임 추출 단계(S30)에서 셔플링 횟수의 재설정은 P 프레임과 B 프레임의 합산 데이터량에 따른 셔플링 횟수의 증가 횟수를 미리 정한 상한선을 넘지 아니하도록 제한한다.In the I frame extracting step (S30) of the present invention, the number of times of shuffling according to the sum data amount of the P frame and the B frame is limited so as not to exceed the predetermined upper limit.

아울러 상기 동작 조건 설정 단계(S20)는 암호화할 동영상의 I 프레임 이미지 픽셀수 및 프레임 레이트에 따라 이미지 조각의 크기 및 셔플링 횟수를 가변하여 암호화 소요 시간을 조절한다.In addition, the operation condition setting step (S20) adjusts the encryption required time by varying the size of the image piece and the number of shuffling according to the number of pixels of the I frame image and the frame rate of the moving picture to be encrypted.

상기한 바와 같이 이루어지는 본 발명은 P 프레임 및 B 프레임의 정보량에 따라 I 프레임의 보안성을 강화함으로써, 정보량이 많은 GOP일수록 보안성을 높일 수 있고, 일률적으로 보안성을 높이는 경우보다 암호화 소요 시간을 줄일 수 있다.According to the present invention as described above, the security of the I frame is enhanced according to the amount of information of the P frame and the B frame, so that the security can be improved as the GOP having a large amount of information increases, Can be reduced.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 프레임 선별적 동영상 암호화 방법을 적용한 동영상 송수신 시스템의 구성도.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 프레임 선별적 동영상 암호화 방법의 순서도.
도 3은 프레임 선별적 동영상 암호화 방법을 도식적으로 보여주는 도면.
도 4는 셔플링(shuffling)을 반복함에 따라 변동하는 이미지를 보여주는 이미지 도면.
Brief Description of Drawings FIG. 1 is a block diagram of a moving image transmission / reception system to which a frame selective moving picture encryption method according to an embodiment of the present invention is applied.
2 is a flowchart of a frame selective video encryption method according to an embodiment of the present invention;
3 is a diagram schematically illustrating a frame selective moving picture encryption method;
Figure 4 is an image drawing showing a varying image as it repeats shuffling.

본 발명에 따른 프레임 선별적 동영상 암호화 방법은 I 프레임, P 프레임 및 B 프레임으로 구성된 코딩(coding) 구조를 갖는 동영상을 입력받아 I 프레임만 암호화하여 대치한 후 출력한다.The frame selective moving picture encryption method according to the present invention receives a moving picture having a coding structure composed of an I frame, a P frame and a B frame, encrypts only the I frame, and outputs the encrypted moving picture.

여기서, 암호화는 프레임의 데이터 영역에 있는 이미지를 복수의 이미지 조각으로 분할하고, 2개의 이미지 조각을 랜덤(random)하게 선택하여 2개 이미지 조각의 위치를 교환하는 셔플링(shuffing) 과정을 소정 횟수 반복하여서 퍼즐화된 이미지를 갖게 함으로써, 분할한 이미지 조각의 크기, 랜덤 시퀀스 및 셔플링 횟수를 알아야만 원 이미지로 복원할 수 있는 암호화를 실현한다.Here, the encryption includes a shuffling process of dividing an image in a data area of a frame into a plurality of image fragments and randomly selecting two image fragments to swap positions of two image fragments a predetermined number of times By providing a puzzle-like image repeatedly, encryption can be restored to the original image by knowing the size of the divided image fragments, the random sequence, and the number of shuffling.

본 발명에 따르면, P 프레임과 B 프레임의 합산 데이터량에 따라 셔플링 횟수의 횟수 증가량을 가감함으로써, 정보량이 많은 GOP(Group of Picture)일수록 보안을 강화한다.According to the present invention, the increase in the number of times of shuffling is increased or decreased according to the sum data amount of the P frame and the B frame, thereby enhancing the security of a group of pictures (GOP) having a large amount of information.

본 발명의 일 실시 예에 따르면, 암호화 소요 시간을 좌우하는 이미지 조각의 크기 및 셔플링 횟수를 I 프레임의 픽셀수에 따라 가변적으로 설정 사용함으로써, 해상도(resolution)가 상이한 동영상에 대해서 암호화 소요 시간의 차이가 나지 않거나 또는 그 차이를 줄일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, by setting the size and the number of shuffling times of the image piece that determines the required time for encryption to be variable according to the number of pixels of the I frame, There is no difference or the difference can be reduced.

본 발명의 일 실시 예에 따르면, 동영상의 프레임 레이트(frame rate)에 따라 이미지 조각의 크기 및 셔플링 횟수를 재설정 사용함으로써, 프레임 레이트가 상이한 동영상에 대해서 암호화 소요 시간의 차이가 나지 않거나 또는 그 차이를 줄일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, by using the size and shuffling frequency of the image fragments in accordance with the frame rate of the moving image, it is possible to prevent the difference in the time required for encryption for the moving images having different frame rates from each other, .

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 당해 분야에 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 설명한다. 본 발명의 실시 예를 설명함에 있어서, 관련된 공지의 기능 또는 공지의 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS In the following description of the embodiments of the present invention, detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 프레임 선별적 동영상 암호화 방법을 적용하여 실시하기 위한 동영상 송수신 시스템의 구성도이다.FIG. 1 is a configuration diagram of a moving picture transmission / reception system for implementing a frame selective moving picture encryption method according to an embodiment of the present invention.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 프레임 선별적 동영상 암호화 방법의 순서도이다.FIG. 2 is a flowchart of a frame selective moving picture encryption method according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, I(Intra) 프레임, P(Predictive) 프레임 및 B(Bi-directionary predictive)으로 구분되는 프레임을 갖도록 코딩된 동영상을 통신모듈(1a)을 통해 전송하는 제1 단말(1) 내에 암호화 장치(10)를 설치 운용함으로써, 본 발명의 실시 예에 따른 프레임 선별적 동영상 암호화 방법에 의해 암호화된 동영상을 전송할 수 있다.Referring to FIG. 1, a first terminal 1 for transmitting a moving picture coded with a frame divided into I (Intra) frame, P (Predictive) frame and B (Bi-directional predictive) The moving picture encrypted by the frame selective moving picture encryption method according to the embodiment of the present invention can be transmitted.

여기서, I 프레임, P 프레임 및 B 프레임은 연속적인 각 프레임이 정지동영상 이미지로 된 동영상 데이터에 대해 GOP(Group of Picture) 단위로 압축하여 얻는 프레임으로서, 공지의 압축 코딩 기술에 의해 얻어지므로, 상세한 설명은 생략하고 본 발명의 이해를 위해서 도 3에 도시한 동영상 데이터의 코딩 구조를 참조하며 간략하게 설명한다.Here, the I frame, the P frame, and the B frame are obtained by compressing the consecutive frames in the GOP (Group of Pictures) unit on the moving picture data of the still moving picture image, and are obtained by a known compression coding technique. Description will be omitted and a coding structure of moving picture data shown in Fig. 3 will be briefly described for the sake of understanding of the present invention.

I 프레임은 코딩 이전 GOP에서 취하여 얻는 프레임으로서, 일반 이미지처럼 취한 프레임 내의 모든 이미지 데이터를 그대로 갖고 있는 독립적인 프레임이 되며, GOP 내에서 기준 프레임이 된다. 이러한 I 프레임은 정지영상처럼 예를 들어 DCT 변환하여 압축 사용할 수 있다.An I frame is a frame obtained from a GOP before coding, and is an independent frame having all image data in a frame taken like a normal image, and becomes a reference frame in a GOP. Such an I frame can be compressed and used as a still image, for example, by DCT conversion.

P 프레임과 B 프레임은 I 프레임을 참조하여 모션 벡터라는 변환값을 갖는 프레임으로서, I 프레임에 종속적이다. The P frame and the B frame refer to the I frame and have a conversion value called a motion vector, which is dependent on the I frame.

구분하여 설명하면, P 프레임은 기준이 되는 I 프레임과의 차이점만을 보충하여 재생할 수 있게 코딩한 프레임으로써, 그 다음에 재생할 P 프레임의 기준이 되기도 한다.In other words, a P frame is a frame that is coded so as to be reproduced by supplementing only the difference from a reference I frame, and may be a reference of a P frame to be reproduced next.

B 프레임은 앞 프레임, 뒷 프레임 또는 앞뒤 프레임 모두를 참조하여 코딩한 프레임으로서, I 프레임과 P 프레임의 사이, 또는 P 프레임과 다음 P 프레임 사이에 배치된다. The B frame is a frame coded with reference to the previous frame, the latter frame, or both of the front and back frames, and is disposed between the I frame and the P frame, or between the P frame and the next P frame.

또한, I, P, B 프레임은 적어도 프레임 종류를 식별하기 위한 코드를 기록하는 헤더(header)를 갖고 있다.The I, P, and B frames have a header for recording a code for identifying at least a frame type.

따라서, I, P, B 프레임 중에 I 프레임이 가장 많은 데이터량을 갖게 되고, 온전한 이미지를 갖고 있어서, 보안을 위해 I 프레임만을 암호화하더라도, I 프레임에 종속적인 P 프레임 및 B 프레임만으로는 동영상 복원이 거의 불가능하다.Therefore, even if only I frames are encrypted for security reasons, I frame, P frame and B frame, which are dependent on the I frame, can restore almost all of the videos impossible.

이러한 이유로, I, P, B 프레임을 헤더로 구분하여 식별한 후 I 프레임만을 암호화함으로써, 암호화 소요 시간을 단축하고 암호화장치를 효율적으로 운용할 수 있다.For this reason, it is possible to shorten the time required for encryption and effectively operate the encryption apparatus by encrypting I frames only after I, P, and B frames are identified by distinguishing them by a header.

도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 프레임 선별적 동영상 암호화 방법은 I 프레임만을 암호화하기 위해서 I 프레임 추출 단계(S30), 암호화 단계(S40), 및 I 프레임 대치 단계(S50)를 수행하고, 이를 위한 암호화 장치(10)에는 암호화부(11)를 구비하지만, 동영상의 화질 또는 P 프레임 및 B 프레임의 데이터량에 따라 적응적으로 암호화하여 탄력적으로 운용하기 위해서, 암호화 여건 획득 단계(S10) 및 동작 조건 설정 단계(S20)를 먼저 수행하고, 이를 위해서 암호화 장치(10)에는 암호화 여건 획득부(12) 및 동작 조건 설정부(13)를 더욱 구비한다. Referring to FIG. 2, in the frame selective moving picture encryption method according to the present invention, an I frame extracting step (S30), an encrypting step (S40), and an I frame replacing step (S50) are performed to encrypt only I frames, The cryptographic apparatus 10 for encryption includes a cryptographic condition acquisition step S10 and an operation step S11 in order to adaptively encrypt and adaptively operate according to the image quality of the moving picture or the data amount of the P frame and the B frame, The encryption device 10 further includes a cryptographic condition acquisition unit 12 and an operation condition setting unit 13 for performing the condition setting step S20 first.

또한, 암호화부(11)에 의해 수행되는 암호화 단계(S40)는 암호화 수준이 조절 가능한 이미지 퍼즐화 방식으로 암호화하기 위해서, 동영상에서 I 프레임만을 추출한 후 I 프레임 이미지를 복수의 이미지 조각으로 분할하며, 2개 이미지 조각을 랜덤하게 선택하고 2개 이미지 조각을 자리 바꿈(즉, 위치 교환)하는 셔플링(shuffling) 과정을 반복함으로써, 이미지 조각의 배열 변경에 의해 퍼즐화된 이미지로 암호화한다.The encryption step S40 performed by the encryption unit 11 extracts only I frames from the moving image and divides the I frame image into a plurality of image fragments in order to encrypt the image with an image puzzling method capable of adjusting the encryption level, The image is encrypted with the puzzle image by changing the arrangement of the image fragments by repeating the shuffling process of selecting two image fragments at random and swapping two image fragments (i.e., exchanging positions).

프레임 선별적 동영상 암호화 방법의 순서도를 도시한 도 2와, 동영상 데이터의 구조 및 예시적 이미지를 첨부하여 프레임 선별적 동영상 암호화 방법을 도식적으로 보여주는 도 3과, 셔플링(shuffling)을 반복함에 따라 변동하는 이미지를 보여주는 도 4를 참조하여 구체적으로 설명한다.FIG. 2 showing a flow chart of the frame selective video encrypting method, FIG. 3 schematically showing a frame selectable video encrypting method with the structure of the moving picture data and the exemplary image attached thereto, and FIG. 3 showing shuffling Will be described in detail with reference to FIG.

상기 암호화 여건 획득 단계(S10)는 암호화하려는 동영상에서 화질에 관련된 정보를 미리 획득한다.The encryption condition acquiring step (S10) acquires information related to image quality in the moving image to be encrypted in advance.

본 발명의 실시 예에 따르면, 획득하는 화질 관련 정보는 동영상의 해상도를 나타내는 I 프레임 이미지의 픽셀수와, 1초당 프레임 개수를 나타내는 프레임 레이트(frame rate)이다.According to the embodiment of the present invention, the image quality related information to be acquired is the number of pixels of the I frame image indicating the resolution of the moving image and the frame rate indicating the number of frames per second.

여기서, I 프레임 이미지의 픽셀수는 암호화 소요 시간을 좌우하고, 프레임 레이트는 암호화하는 데 허용되는 시간에 영향을 주므로, 암호화하기 이전에 암호화 여건으로서 획득하여서, 하기의 동작 조건 설정부(12)에서 암호화 동작 조건에 반영하는 것이다.Here, since the number of pixels of the I frame image affects the time required for encryption, and the frame rate affects the time allowed for encryption, it is obtained as an encryption condition before encryption, And reflects the encryption operation condition.

상기 동작 조건 설정 단계(20)는 상기 암호화 여건 획득 단계(S10)에서 획득한 I 프레임 이미지의 픽셀수 및 프레임 레이트(frame rate)에 따라 이미지 조각의 크기 및 셔플링 횟수를 가변적으로 설정한다.The operation condition setting step 20 variably sets the size of the image fragment and the number of shuffling according to the number of pixels and the frame rate of the I frame image obtained in the encryption condition acquiring step (S10).

이미지 조각의 크기 및 셔플링 횟수는 상호 상관성을 가질 뿐만 아니라, I 프레임의 암호화에 소요되는 시간을 좌우하며, 이에, 암호화 소요 시간을 적정 수준으로 맞추기 위해서 I 프레임 이미지의 픽셀수 및 프레임 레이트(frame rate)에 따라 가변적으로 설정하는 것이다.The size and the number of shuffling of the image fragment have not only correlation with each other but also determine the time required for encrypting the I frame. In order to set the encryption required time to an appropriate level, the number of pixels of the I frame image and the frame rate rate).

도 3에 도시한 I 프레임 이미지를 참조하며 설명하면, 동영상에서 추출한 I 프레임 이미지를 a X b 픽셀 크기를 갖는 이미지 조각으로 분할한 후, 2개 이미지 조각을 랜덤하게 선택하여 셔플링하는 과정을 반복할 시에, 셔플링 횟수를 충분히 하여야만 가시적으로서 어떤 이미지인지 알아볼 수 없게 하고, 데이터로서 원 이미지 데이터로 복원하기 어렵게 한다.Referring to the I frame image shown in FIG. 3, an I frame image extracted from a moving image is divided into image fragments having a size of a X b pixel, and then a process of randomly selecting two image fragments and shuffling is repeated At the time of shuffling, the number of shuffling must be sufficiently large to make it impossible to recognize what image is visible and to make it difficult to restore original image data as data.

그런데, 이미지 조각의 크기를 작게 할수록 분할하여 얻는 이미지 조각의 개수는 많아지고, 이미지 조각의 개수가 많아지면 셔플링 횟수도 많아져야 한다. However, the smaller the size of the image fragment, the larger the number of image fragments obtained by division, and the larger the number of image fragments, the larger the number of shuffling.

본 발명의 발명자는 이미지 개수와 적정 셔플링 횟수 사이의 상관관계를 나타내는 아래의 수학식1의 결과를 확률에 대한 수학적 이론을 이용하여 얻을 수 있었고, 분할 이미지 조각의 개수 N을 달리하며 퍼즐화하여 얻는 이미지로부터 상관관계를 검증하였다. 그리고, 수학식의 결과를 적절하게 가감하여 이미지 조각의 개수가 많을수록 셔플링 횟수를 많아지게 하는 규칙 또는 데이터테이블을 마련함으로써 이미지 크기에 따라 적정 셔플링 횟수를 설정할 수 있었다.The inventor of the present invention could obtain the result of the following equation (1) showing the correlation between the number of images and the appropriate shuffling number by using a mathematical theory on probability, and by puzzling the number N of divided image pieces The correlation was verified from the images obtained. By appropriately adding and subtracting the results of the mathematical expressions and providing a rule or a data table for increasing the number of shuffling as the number of image fragments is increased, the appropriate shuffling frequency can be set according to the image size.

Figure pat00001
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수학식 1에서, k는 적정 셔플링 회수이고, N은 분할 이미지 조각의 개수이고, β는 셔플링 과정을 반복함에 따라 어느 하나의 특정 이미지 조각이 확률적으로 분할 위치에 관계없이 균일 확률로 존재할 수 있는 정상 분포(stationary distribution)로의 수렴도(convergence rate)이다.In Equation 1, k is an appropriate shuffling number, N is the number of divided image fragments, and? Is a probability that a specific image fragment is stochastically present at uniform probability regardless of the dividing position as the shuffling process is repeated Is the convergence rate to the stationary distribution.

또한, 암호화 단계(S40)를 수행하기 위한 프로그램의 수행 시간을 보면, 이미지 조각의 크기가 클수록 분할 이미지 조각의 개수는 적어져서, 1회 셔플링에 소요되는 시간은 길어지는 반면에 셔플링 횟수를 줄여도 되어 셔플링 횟수의 감소에 따른 시간 절약은 가능하다. In addition, the execution time of the program for performing the encrypting step (S40) is as follows. The larger the size of the image fragment, the smaller the number of divided image fragments, and the longer the time required for one-time shuffling, It is possible to save time by reducing the number of shuffling.

즉, 이미지 조각의 크기에 따른 소요 시간은 증가 요인뿐만 아니라 감소 요인도 있다.That is, the time required according to the size of the image fragments is not only an increase factor but also a reduction factor.

그런데, 분할 이미지 조각의 크기를 작게 하여 1회 셔플링의 수행 시간은 상대적으로 짧아지게 하고, 대응되는 셔플링 횟수는 상대적으로 많게 하는 것이 분할 이미지 조각의 크기를 크게 하여 1회 셔플링의 수행 시간은 상대적으로 길어지게 하고, 대응되는 셔플링 횟수는 상대적으로 적게 하는 것보다 퍼즐화(암호화) 소요 시간을 줄일 수 있다. However, by reducing the size of the divided image fragments so that the execution time of the one-time shuffling becomes relatively short and the corresponding number of shuffling times is relatively increased, the size of the divided image fragments is increased, Can be relatively long, and the time required for puzzling (encryption) can be reduced as compared with a case where the number of shuffling operations is relatively reduced.

이는, 상대적으로 큰 분할 이미지 조각을 위치 교환하는 데 필요한 프로그램 코드의 실행이 퍼즐화 소요 시간에 더욱 큰 영향을 주는 것을 의미하며, 본 발명의 발명자가 암호화 프로그램을 작성하여 이미지 조각의 크기를 가변하면서 이미지 조각의 크기에 대해 적절한 셔플링 횟수를 적용하여 암호화 프로그램을 실행시킨 결과, 이미지 크기를 작게 할수록 I 프레임 이미지의 퍼즐화, 즉 암호화에 소요되는 시간이 줄어듬을 확인할 수 있었다. This means that execution of the program code required to exchange positions of a relatively large divided image fragment has a greater influence on the time required for puzzling, and the inventor of the present invention creates an encryption program to vary the size of the image fragment As a result of executing the encryption program by applying the appropriate shuffling frequency to the size of the image fragment, it was confirmed that the smaller the image size, the smaller the time required to encrypt the I frame image, that is, the encryption time.

물론, 프로그램을 작성한 결과, 이미지 조각의 크기를 크게 하여 셔플링 횟수를 줄이는 경우에 암호화 소요 시간을 줄일 수 있다면, 암호화 소요 시간을 줄이기 위해서 이미지 조각의 크기를 키우고, 대신에 이미지 조각의 크기에 대해 상한선을 두면 되지만, 본 발명의 출원인이 확인한 프로그램에 의하면, 이미지 조각의 크기를 작게 할수록 암호화 소요 시간이 줄어든다.Of course, as a result of writing a program, if you can reduce the amount of time required for encryption to reduce the number of shuffling by increasing the size of the image fragments, you can increase the size of the image fragments to reduce the time required for encryption, However, according to the program confirmed by the applicant of the present invention, the smaller the size of the image fragment, the smaller the time required for encryption.

이에, 본 발명의 실시 예에서는 I 프레임 이미지의 픽셀수가 많을수록 증가하는 암호화(퍼즐화) 소요 시간을 줄이기 위해서, I 프레임의 픽셀수가 많을수록 픽셀수가 적은 이미지 조각의 크기를 갖게 설정하는 규칙 또는 룩업테이블을 마련하여 적용하였다. 규칙에 대한 예를 들면, 분할 이미지 조각의 크기는 I 프레임 픽셀수에 반비례하는 규칙을 이용할 수 있다.Accordingly, in the embodiment of the present invention, in order to reduce the time required for the encryption (puzzling) to increase as the number of pixels of the I frame image increases, a rule or a lookup table for setting the size of the image fragment having a smaller number of pixels Respectively. As an example of a rule, the size of a segmented image fragment can use a rule that is inversely proportional to the number of I frame pixels.

그런데, 분할 이미지 조각의 개수가 지나치게 많으면 그만큼 필요한 의사 난수(pseudo random number)도 지나치게 많아져서, 의사 난수 발생기의 성능 및 동작 시간에 의해 영향을 크게 받는다. 그리고, 이미지 조각의 크기가 너무 크면 퍼즐화 과정을 모르는 상황에서도 역퍼즐화가 가능할 수 있다.However, if the number of divided image fragments is excessively large, the necessary pseudo random number becomes too large, which is greatly influenced by the performance and operation time of the pseudo random number generator. If the size of the image fragment is too large, reverse puzzling may be possible even when the puzzling process is not known.

이에, 이미지 조각의 개수에 상한을 두어서 이미지 조각의 크기에 대해 최소치를 정하고, 이미지 조각의 크기에 대해 최대치는 역퍼즐화의 어려움 정도에 따라 적절하게 정하며, 정한 범위 내에서 이미지 조각의 크기를 설정하도록 규칙 또는 룩업테이블을 결정하는 것이 좋다.The maximum value for the size of image fragments is determined according to the degree of difficulty of reverse puzzling, and the size of the image fragments is determined within a predetermined range. It is better to determine the rule or lookup table to set.

또한, 상기 동작 조건 설정 단계(S20)는 I 프레임 이미지의 픽셀수에 따라 설정한 이미지 조각의 크기를 프레임 레이트(frame rate)에 따라 재설정한다.In addition, the operation condition setting step S20 resets the size of the image fragment set according to the number of pixels of the I frame image according to the frame rate.

재설정 방식은 프레임 레이트가 클수록 이미지 조각의 크기를 작게 하는 방식이며, 이에 따라, 프레임 레이트가 상이하더라도 암호화 소요 시간의 차이를 줄일 수 있다. The resetting method is a method of reducing the size of image fragments as the frame rate is larger. Accordingly, even when the frame rate is different, the difference in the time required for encryption can be reduced.

물론, 이미지 조각의 크기를 재설정하면, 재설정한 이미지 조각의 크기에 대응되는 분할 이미지 조각의 개수도 변경되므로, 셔플링 횟수도 그에 맞게 재설정한다.Of course, when the size of the image fragment is reset, the number of divided image fragments corresponding to the size of the reset image fragment is also changed, so the number of shuffling is also reset accordingly.

한편, 일반적으로 사용하는 동영상에 따르면, I 프레임 이미지의 전체 픽셀수(또는 화소수) 및 프레임 레이트가 한정되어 있으므로, I 프레임 이미지의 전체 픽셀수 및 프레임 레이트에 대응되는 이미지 조각의 크기 및 셔플링 횟수를 룩업테이블로 작성하여 사용하는 방식도 좋다.On the other hand, according to a commonly used moving picture, since the total number of pixels (or the number of pixels) of the I frame image and the frame rate are limited, the total number of pixels of the I frame image and the size of the image fragment corresponding to the frame rate, It is also good to use the number of times by using lookup table.

이와 같이 설정 완료된 이후에는 암호화부(11)에서 동영상 데이터를 입력받으며 I 프레임 추출 단계(S30), 암호화 단계(S40) 및 I 프레임 대치 단계(S50)를 수행하고, 수행 결과에 따라 암호화한 동영상 데이터로 출력시킨다.After the setting is completed as described above, the encryption unit 11 receives the moving image data, performs the I frame extraction step S30, the encryption step S40, and the I frame replacement step S50, .

상기 I 프레임 추출 단계(S30)는 도 3에 도시한 바와 같이 I 프레임을 추출하고, 추출하는 I 프레임에 종속적인 P 프레임 및 B 프레임에 대해서는 각각 데이터량을 추출한 후 P 프레임 및 B 프레임의 합산 데이터량을 얻는다.As shown in FIG. 3, the I frame extracting step (S30) extracts an I frame, extracts a data amount for P frame and B frame, which are dependent on the I frame to be extracted, .

도 3에는 GOP 내의 프레임에 한정하여 압축 인코딩함으로써 I, P, B 프레임을 생성한 closed GOP를 예시하였으므로, 추출한 I 프레임에 이어지면서 GOP 내에 존재하는 P, B 프레임의 데이터량을 추출한다. 그렇지만, open GOP도 지원하게 할 경우에는 추출한 I 프레임 이전에 나타나는 프레임을 포함하도록 범위 조절하며, 다만 open GOP 내에 존재하는 P, B 프레임에 한정하면 된다.3 illustrates a closed GOP in which I, P, and B frames are generated by compressing only a frame within a GOP. Thus, the amount of data of P and B frames existing in the GOP is extracted following the extracted I frame. However, to support open GOP, the range is adjusted to include the frame appearing before the extracted I frame, but it is limited to the P and B frames existing in the open GOP.

그리고, 상기 I 프레임 추출 단계(S30)는 P, B 프레임의 합산 데이터량에 따라 셔플링 횟수를 증가시켜 셔플링 횟수를 재설정한다(S31).The I frame extracting step S30 resets the number of shuffling operations by increasing the number of shuffling operations in accordance with the sum data amount of the P and B frames (S31).

여기서의 셔플링 횟수 재설정은 P, B 프레임의 합산 데이터량이 많을수록 셔플링 횟수의 증가 횟수를 많게 하는 방식으로서, 동상영의 각 GOP에 적응적하여 재설정하는 것이라 하겠다.Here, the re-setting of the number of shuffling is a method of increasing the number of times of increasing the number of shuffling as the amount of data to be summed in the P and B frames is larger, and is to be reset adaptively to each GOP of the screening.

이는, 상기한 바와 같이 분할 이미지 조각의 크기에 따라 셔플링 횟수를 정하였더라도, P, B 프레임의 데이터량이 크면 클수록 셔플링 횟수의 증가량을 더욱 크게 하여서, I 프레임에 대한 보안을 강화하기 위함이다.This is because, even if the number of shuffling is determined according to the size of the divided image fragments as described above, the larger the amount of data of the P and B frames is, the larger the increase in the number of shuffling times is to increase the security for the I frame.

물론, 셔플링 횟수를 직접 조절하였으므로, 설정한 분할 이미지 조각의 크기에 대해서는 수정하지 아니한다.Of course, since the number of times of shuffling is directly controlled, the size of the set divided image piece is not modified.

한편, 셔플링 횟수가 많을수록 암호화 소요 시간이 길어지므로, 셔플링 횟수의 증가 횟수를 미리 정한 상한선을 넘지 아니하도록 제한한다.On the other hand, as the number of shuffling times increases, the time required for encryption becomes longer. Therefore, the number of times of increasing shuffling times is limited so as not to exceed a predetermined upper limit.

또한, 반복적인 GOP 내에서 P, B 프레임 정보량에 적응하며 I 프레임의 암호화시에 셔플링 횟수를 늘리므로, 늘린 횟수만큼 지연 시간이 늘어난다. 이에, 상기 동작 조건 설정 단계(S20)에서 설정하는 셔플링 횟수는 셔플링 횟수의 재설정을 감안하여 수학식 1에 따라 정해지는 값보다 약간 낮춰 설정하는 것이 좋다.Further, since the number of shuffling is increased at the time of encrypting the I frame in accordance with the amount of P and B frame information in the repetitive GOP, the delay time is increased by the number of times of increase. Therefore, it is preferable that the number of shuffling times set in the operation condition setting step (S20) is set to be slightly lower than a value determined according to Equation (1) in consideration of resetting of the number of shuffling times.

상기 암호화 단계(S40)는 도 3에 도시한 바와 같이 추출한 I 프레임을 퍼즐화방식으로 암호화한 퍼즐화 I 프레임을 생성하는 단계로서, 추출한 I 프레임의 데이터 영역에 있는 I 프레임 이미지를 얻어 설정한 분할 이미지 조각의 크기에 따라 격자 형태로 분할한 후 각 이미지 조각에 번호를 매기는 이미지 분할 단계(S41), 매긴 번호를 랜덤하게 선택하여 난수 수열을 생성하되 시이드(seed)에 따라 난수 수열이 결정되는 의사 난수 발생기(pseudo random number generator)를 이용하여 설정 셔플링 횟수의 2배수 난수 수열을 생성하는 난수 생성 단계(S42), 난수 수열의 순서에 따라 2개씩 난수를 취하여 2개의 난수 번호가 매겨져 있는 이미지 조각을 위치 교환하는 셔플링(shuffling) 과정을 설정한 셔플링 횟수만큼 반복하는 퍼즐화 단계(S43), 및 퍼즐화 단계(S43)에 의해 얻은 퍼즐화 I 프레임 이미지를 I 프레임의 데이터 영역에 넣어 퍼즐화 이전 이미지를 대치하게 하고, 시이드 값, 이미지 조각의 크기 및 셔플링 횟수를 I 프레임의 헤더(header)에 기록함으로써 복호화 시에 사용하게 하는 퍼즐화 I 프레임 생성단계(S44)를 포함한다.As shown in FIG. 3, the encrypting step S40 is a step of generating a puzzled I frame obtained by encrypting the extracted I frame by the puzzling method. The I frame image in the data area of the extracted I frame is obtained, An image dividing step (S41) of dividing each image fragment into a grid shape according to the size of the image fragment, and generating a random number sequence by randomly selecting the grid number, wherein a random number sequence is determined according to the seed A random number generation step S42 of generating a random number sequence of double the set shuffling number using a pseudo random number generator, and a random number generation step S42 of taking two random numbers in order of the random number sequence, A purging step S43 for repeating the shuffling process for shifting the image fragments by the number of shuffling times set for the shuffling process, and the purging step S43 obtained by the puzzling step S43 The puzzled I frame image is inserted into the data area of the I frame to replace the image before puzzling, and the seed value, the size of the image fragment, and the number of shuffling are recorded in the header of the I frame to be used for decoding And a puzzled I frame generation step (S44).

여기서, I 프레임의 헤더(header)에 기록하는 시이드 값, 이미지 조각의 크기 및 셔플링 횟수는 수신측 제2 단말(2)에 설치한 복호화 장치(20)와의 사전 약속에 따라 암호화한 설정값 코드로 기록하는 것이 바람직하다.Here, the value of the seed value, the size of the image fragment, and the number of shuffling operations to be recorded in the header of the I frame are the same as the set values encrypted in accordance with the pre-appointment with the decryption apparatus 20 provided in the receiving- It is preferable to record with a code.

분할 이미지 조각의 개수를 63개로 가정하여 예시적으로 도시한 도 4를 참조하여 상기 퍼즐화 단계(S43)에 대해 설명하면, 퍼즐화 이전 I 프레임 이미지(A)를 분할 이미지 조각63개의 이미지 조각으로 분할한 후 각 이미지 조각에 a01, a02, ..., a63의 순번을 매긴 후 셔플링을 반복 수행한다. The puzzling step S43 will now be described with reference to FIG. 4, which is exemplarily illustrated by assuming that the number of divided image pieces is 63. A preexisting I frame image A is divided into 63 divided image pieces After splitting, shuffling is performed repeatedly after assigning order numbers a01, a02, ..., a63 to each image fragment.

셔플링을 할 시에는 2개 이미지 조각을 랜덤하게 선택한 후 위치 교환하며, 이에 따라 셔플링의 반복 횟수가 증가할수록 원 위치에서 다른 위치로 이동하는 이미지 조각의 개수도 증가한다. When shuffling is performed, two pieces of image are randomly selected and then the positions are exchanged. Accordingly, as the number of times of shuffling increases, the number of image pieces moving from one position to another increases.

그리고, 매회 셔플링할 때마다 이미지 조각을 랜덤하게 선택하므로, 셔플링을 반복함에 따라 각 이미지 조각 또는 어느 하나의 특정 이미지 조각이 각 분할 위치에 존재할 수 있는 확률 분포는 분할 위치에 관계없이 균일 확률로 존재할 수 있는 정상 분포(stationary distribution)로 수렴(convergence)하게 된다. 이에, 수학식 1의 수렴도를 적절하게 선택하여, 분할 이미지 조각의 개수에 대응되는 적정 셔플링 횟수를 미리 설정함으로써, 적절하게 퍼즐화할 정도만 셔플링을 반복하게 한다. 물론, 수학식 1을 그대로 적용하는 것보다는 이미지 크기, 분할 개수 등을 상이하게 하며 퍼즐화한 후, 적절한 셔플링 횟수를 갖게 수정 사용하는 것이 좋다.Since the image fragments are randomly selected every time shuffling is performed, the probability distribution that each image fragment or any one specific image fragment can exist at each divided position by repeating shuffling is a uniform probability And converge to a stationary distribution that may exist as a whole. Thus, by appropriately selecting the degree of convergence of Equation (1) and setting the appropriate number of shuffling times corresponding to the number of divided image pieces in advance, the shuffling is repeated so as to appropriately puzzle. Of course, rather than applying Equation 1 as it is, it is preferable to change the image size, the number of divisions, etc., and modify the puzzle to have a proper number of shuffling.

상기 I 프레임 대치 단계(S50)는 생성한 퍼즐화 I 프레임을 동영상 데이터에 삽입하여 퍼즐화 이전 I 프레임을 대치함으로써, I프레임을 암호화한 동영상 데이터를 출력되게 한다.The I frame replacing step (S50) inserts the generated puzzled I frame into the moving image data to replace the I frame before puzzling, thereby outputting the moving image data encrypted with the I frame.

그리고, 동영상 데이터에서 다음 순서의 I 프레임을 암호화하기 위해 상기 I 프레임 추출 단계(S30)로 넘어간다.Then, the process proceeds to the I frame extracting step (S30) in order to encrypt the next I frame in the moving image data.

본 발명의 실시 예 설명에서는 동영상 데이터를 제1 단말(1)에서 통신망의 통신 경로(3)을 통해 제2 단말(2)에 전송하는 동영상 송수신 시스템에 적용하기 위해서, 암호화 장치(10)를 제1 단말(1)에 설치하는 것으로 하였으므로, I 프레임 대치 단계(S50)에 의해 출력되는 암호화 동영상 데이터는 제1 단말(1)의 통신모듈(1a)에 의해 제2 단말(2)에 전송된다.In the description of the embodiment of the present invention, in order to apply the moving picture data to the moving picture transmission / reception system which transmits the moving picture data from the first terminal 1 to the second terminal 2 via the communication path 3 of the communication network, The encrypted moving picture data output by the I frame replacement step S50 is transferred to the second terminal 2 by the communication module 1a of the first terminal 1. [

그리고, 제2 단말(2)은 통신 경로(3)를 통해 전송되는 암호화 동영상 데이터를 통신모듈(2a)로 수신한 후 복호화하기 위한 복호화 장치(20)를 구비한다.The second terminal 2 includes a decryption unit 20 for receiving encrypted video data transmitted through the communication path 3 and then decrypting the received encrypted video data through the communication module 2a.

복호화 장치(20)는 I 프레임만을 추출한 후 헤더에 기록된 시이드 값, 분할 이미지 조각의 크기 및 셔플링 횟수에 따라 I 프레임의 데이터 영역에 있는 퍼즐화 I 프레이미 이미지를 복호화하고, 복호화한 I 프레임을 동영상 데이터에 대치함으로써, 암호화 이전 동영상 데이터를 복원한다.After extracting only the I frame, the decoding apparatus 20 decodes the puzzled I frame image in the data area of the I frame according to the seed value, the size of the divided image fragment, and the number of shuffling operations recorded in the header, and outputs the decoded I By replacing the frame with the moving image data, the moving image data before encryption is restored.

퍼즐화 I 프레임 이미지의 복호화는 암호화 단계(S40)의 순서를 따르되, 퍼즐화 단계(S43) 대신에 역퍼즐화 단계를 수행하는 차이가 있다.The decoding of the puzzled I frame image follows the order of the encrypting step S40, but there is a difference in performing the reverse puzzling step instead of the puzzling step S43.

우선, 분할 이미지 조각의 크기에 따라 퍼즐화 I 프레임 이미지를 격자 형태로 분할한 후 각 이미지 조각에 번호를 매기고, 셔플링 횟수의 2배수 난수 수열을 시이드 값에 따라 생성한다.First, according to the size of the divided image fragment, the puzzle I frame image is divided into a grid shape, each image fragment is numbered, and a random number sequence of two times of the number of shuffling is generated according to the seed value.

다음으로, 난수 수열에서 역순으로서 2개씩 난수를 취하여 2개 난수 번호가 매겨져 있는 이미지 조각을 위치 교환하는 셔플링 과정을 셔플링 횟수만큼 반복함으로써 역퍼즐화한 I 프레임 이미지를 얻는다.Next, in the random number sequence, a shuffling process of taking a random number of two by two in reverse order and exchanging the position of the image pieces having two random numbers is repeated by the number of shuffling times to obtain an inverted puzzle I frame image.

다음으로, 역퍼즐화 I 프레임 이미지를 I 프레임의 데이터 영역에 넣어 퍼즐화 I 프레임 이미지를 대치한 복원한 I 프레임을 얻는다.Next, the restored I frame is obtained by replacing the puzzled I frame image by inserting the inverted puzzled I frame image into the data area of the I frame.

다음으로, 복원한 I 프레임을 수신 동영상 데이터에 대치하여서, 동영상 데이터를 복원한다.Next, the restored I frame is replaced with the received moving image data, and the moving image data is restored.

한편, 본 발명은 동영상 데이터를 암호화하여 저장 매체에 저장하는 단말, 또는 유무선 통신망을 통해 다른 단말에 전송하는 단말 등 다양한 단말에도 적용할 수 있음은 당연하다고 하겠다.Meanwhile, it is natural that the present invention can be applied to various terminals such as a terminal that encrypts moving picture data and stores the moving picture data in a storage medium, or a terminal that transmits to another terminal through a wire / wireless communication network.

또한, 암호화 시에 사용한 이미지 조각의 크기, 셔플링 횟수 및 시이드 값은 I 프레임의 헤더에 기록하지 아니하고, 동영상 데이터의 헤더에 기록하거나 또는 별도의 데이터 패킷으로 전송하게 하여도 좋다.The size, shuffling frequency, and seed value of the image fragment used in the encryption may be recorded in the header of the moving image data or may be transmitted in a separate data packet without being recorded in the header of the I frame.

이상에서 본 발명의 기술적 사상을 예시하기 위해 구체적인 실시 예로 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상기와 같이 구체적인 실시 예와 동일한 구성 및 작용에만 국한되지 않고, 여러가지 변형이 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 한도 내에서 실시될 수 있다. 따라서, 그와 같은 변형도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주해야 하며, 본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의해 결정되어야 한다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, . ≪ / RTI > Accordingly, such modifications are deemed to be within the scope of the present invention, and the scope of the present invention should be determined by the following claims.

1 : 제1 단말 1b : 통신모듈
2 : 제2 단말 2b : 통신모듈
3 : 통신 경로
10 : 암호화 장치 11 : 암호화부
12 : 암호화 여건 획득부 13 : 동작 조건 설정부
20 : 복호화 장치
1: first terminal 1b: communication module
2: second terminal 2b: communication module
3: Communication path
10: Encryption device 11:
12: Encryption condition acquisition unit 13: Operation condition setting unit
20: Decryption device

Claims (4)

암호화장치(10)가 입력받는 동영상의 프레임 이미지를 복수의 이미지 조각으로 분할한 이후, 2개의 이미지 조각을 랜덤하게 선택하여 위치 교환하는 셔플링(shuffling) 과정의 반복에 의해 암호화된 동영상으로 출력시키는 프레임 선별적 동영상 암호화 방법에 있어서,
이미지 조각의 크기 및 셔플링 횟수를 설정하는 동작 조건 설정 단계(S20);
동영상에서 I, P, B 프레임 중에 I 프레임을 추출하고, P 프레임 및 B 프레임에 대해서는 데이터량을 획득하여 P 프레임과 B 프레임의 합산 데이터량에 따라 셔플링 횟수를 증가되게 재설정하는 I 프레임 추출 단계(S30);
추출한 I 프레임의 이미지를 설정한 이미지 조각의 크기 및 재설정한 셔플링 횟수에 따라 암호화한 퍼즐화 I 프레임을 생성하는 암호화 단계(S40); 및
퍼즐화 I 프레임을 동영상에 삽입 대치하여 출력하는 I 프레임 대치 단계(S50);을 포함하는
프레임 선별적 동영상 암호화 방법.
After the encryption device 10 divides the frame image of the moving image input into a plurality of image pieces, the shuffling process of randomly selecting two image pieces and exchanging their positions is output as an encrypted moving image A frame selective video encryption method,
An operation condition setting step (S20) of setting the size and the number of shuffling of the image fragment;
An I frame extracting step of extracting an I frame among the I, P and B frames in the moving image and obtaining the amount of data for the P frame and the B frame and resetting the number of shuffling according to the sum data amount of the P frame and the B frame, (S30);
An encrypting step (S40) of generating an encrypted puzzled I frame in accordance with the size of the image fragment in which the image of the extracted I frame is set and the number of shuffling operations that have been reset; And
And an I frame replacement step (S50) of inserting and replacing a puzzled I frame into a moving image
Frame Selective Video Encryption Method.
제 1항에 있어서,
상기 I 프레임 추출 단계(S30)에서 셔플링 횟수의 재설정은 P 프레임과 B 프레임의 합산 데이터량이 많을수록 셔플링 횟수의 증가 횟수를 많게 하는 프레임 선별적 동영상 암호화 방법.
The method according to claim 1,
In the I frame extracting step S30, the number of shuffling times is increased by increasing the amount of data to be summed in the P frame and the B frame.
제 2항에 있어서,
상기 I 프레임 추출 단계(S30)에서 셔플링 횟수의 재설정은 P 프레임과 B 프레임의 합산 데이터량에 따른 셔플링 횟수의 증가 횟수를 미리 정한 상한선을 넘지 아니하도록 제한하는 프레임 선별적 동영상 암호화 방법.
3. The method of claim 2,
Wherein the number of shuffling times in the I frame extracting step (S30) is limited so that the number of times of increase in the number of shuffling times according to the sum data amount of the P frame and the B frame does not exceed a predetermined upper limit.
제 3항에 있어서,
상기 동작 조건 설정 단계(S20)는 암호화할 동영상의 I 프레임 이미지 픽셀수 및 프레임 레이트에 따라 이미지 조각의 크기 및 셔플링 횟수를 가변하여 암호화 소요 시간을 조절하는
프레임 선별적 동영상 암호화 방법.
The method of claim 3,
The operation condition setting step S20 adjusts the size of the image fragment and the number of shuffling according to the number of pixels of the I frame image and the frame rate of the moving picture to be encrypted,
Frame Selective Video Encryption Method.
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