[发明专利]一种基于Blowfish算法的H.264视频编码方法及传输加密系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于Blowfish算法的H.264视频编码方法及传输加密系统，属于数据安全技术领域。

背景技术

随着计算机技术和网络技术的迅猛发展，网络多媒体服务成为网络服务中新的应用领域。但是由于网络的开放性和匿名性，使得网络上传输的多媒体内容很容易遭受攻击。而传统的视频加密算法不能满足不同网络多媒体服务的要求，如何设计满足不同应用需求的视频加密算法，以保护视频内容的安全性十分重要。H.264是当前最流行的视频编码标准之一，与传统的视频编码标准相比，H.264能在同等视频质量的情况下获得更低的码率，但以大幅增加的计算复杂度为代价。由于视频本身的一些特性(如数据量大、实时性要求高、存储格式多样等)，用DES算法对视频流进行加密效率较低，而Blowfish算法的加密性能优于DES算法，其具有加密速度快、紧凑、密钥长度可变、可免费使用等特点。

H.264是当前最新的视频编码标准，它因为具有良好的网络特性和高效的编码效率，在各种网络视频传输中得到广泛应用。国内外学者针对H.264视频加密领域做了大量的研究工作，其中选择加密算法成了视频加密的主要研究方向。这类算法要求加密过程与视频数据的格式相结合，并且可以根据安全性要求的不同，选择加密不同的敏感数据，这类算法通常具有较低的计算复杂度，具有较强的数据可操作性，适合更广泛的应用。

对称密钥密码系统具有加解密速度快,安全度高的优点。序列密码通过组合运用组合网络及其他序列方法,产生更复杂的网络,以求实现较复杂的序列,序列密码从理论上讲比较难控制,且大多数需要由硬件实现,且速度没对称密钥的快。Blowfish是1994年发展起来的,也称河豚算法,是一种对称分组加密算法,密钥长度可变,其安全性很高,目前还没有被破解。该算法仅使用了一些简单的运算:基于32位的加、异或和查表,算法运行仅需4K多内存甚至更少。代码长度比较短,对ROM的需求也不大。该算法具有加密速度快、紧凑、密钥长度可变、可免费使用等特点。在WSN上的几组实验表明,相对于其他几种对称加密算法,Blowfish在加解密时间和输出上都有优越性。

发明内容

为解决现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种基于Blowfish算法的H.264视频传输加密方法，用Blowfish算法对基于H.264编码的视频进行加解密，达到视频传输实时应用、安全的需求。

为了实现上述目标，本发明采用如下的技术方案：

一种基于Blowfish算法H.264视频编码方法，其特征在于，包括密钥预处理和信息加密两个过程，具体如下：

1.1密钥预处理

子密钥由Blowfish计算得来，步骤如下:

①由π的十六进制字符串初始化P数组和S盒；

②P1和密钥的第一个32位异或，P2和第二个，以此类推；密钥循环使用，直到整个P数组都被替换；

③用Blowfish加密全0串，子密钥为第2步中描述的子密钥；

④第3步输出替换P1和P2；

⑤用Blowfish加密第3步输出，子密钥为修改之后的；

⑥第5步输出替换P3和P4；

⑦重复这个过程，直到P数组被完全替换，然后用连续变换的Blowfish输出结果顺序替换S盒；

1.2信息加密

信息加密用BlowfishEncipher()实现；首先，用2n个字节序列a₁,a₂,…,a_2n来表示一个I帧，然后将此序列分成两部分a₁,a₃,…,a_2n-1和a₂,a₄,…,a_2n，一个为奇序列，一个为偶序列；对这两个n字节序列进行异或运算得到序列C＝c₁,c₂,…,c_n；这时使用BlowfishEncipher()，对奇序列加密，将奇序列从左向右顺序每64位为一组，每一组序列被分成两半，XL和XR各为32bit，加密过程是一个16层的Feistel网，加密一个64位的明文需要迭代16次，在迭代的过程中使用上面生成的子密钥key_pbox[i]，生成64位的密文；最后将加密后的奇序列和序列C进行拼接。

一种基于Blowfish算法的H.264视频传输加密方法，其特征是，包括终端模块、RTSP代理模块、视频源注册和数据服务器模块；