[发明专利]一种基于超混沌的网络视频加密传输方法

说明书

本发明公开了一种基于超混沌的网络视频加密传输方法，属于视频加密技术领域，包括以下步骤：S1：摄像头采集视频信息；S2：发送端输入加密密钥；S3：对视频数据进行超混沌加密；S4：加密后的视频数据通过以太网传输；S5：接收端接收加密后的数据并输入解密密钥；S6：接收端显示解密后的视频。本发明以Qi超混沌系统产生的伪随机序列为基础，采用FPGA硬件方式实现网络视频的加密传输，加密后的视频传输流畅，占用资源少，加密耗用时间短，加密效果良好。

技术领域

本发明涉及视频加密的技术领域，尤其涉及到一种基于超混沌的网络视频加密传输方法。

背景技术

随着互联网和多媒体技术的发展，网络视频的使用随处可见，因而视频信息的安全也变得尤为重要，尤其是在一些特殊的场合，比如视频会议、安防监控、数字视频相关业务等，对于数据有较高的安全需求，这就要求对采集的视频数据进行加密处理。

以混沌为基础的加密是近20年来新兴的一种加密方式，但目前现有的混沌加密中多存在运用的混沌系统较为简单，且多存于理论验证阶段，具体的实现方式较少，在对视频加密时运算速度较慢，难以满足视频的实时性要求。而超混沌系统较一般的混沌系统具有更强的随机性和不可预测性，因此也更适用于混沌加密技术。而FPGA具有灵活、并行运算速度快、存储量大，在线可重构等突出特点，在视频图像处理领域具有独到的优势。故本发明在前人的理论基础上利用FPGA这种硬件处理方式来完成一种基于超混沌的网络视频加密传输方法，该方法不仅能够满足视频的实时性要求，还能对视频做出有效的加密，保证视频信息的安全性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于超混沌的网络视频加密传输方法，解决以往对混沌视频加密技术中混沌系统简单以及视频加密的安全性不足等问题。

为达到上述目的，本发明的技术方案是：一种基于超混沌的网络视频加密传输方法，如图1所示，包括如下步骤：

S1：摄像头采集视频信息：利用OV5640摄像头采集有效的视频信息。

S2：发送端输入加密密钥：利用UART串口通信协议，使FPGA与摄像头进行通信，在通信上位机界面将加密的密钥发送到FPGA上。

S3：对视频数据进行超混沌加密：通过FPGA接收的密钥来赋予超混沌系统初值，使Qi超混沌系统产生有效的伪随机序列，利用伪随机序列与摄像头采集的视频信息进行超混沌加密。

S4：加密后的视频数据通过以太网传输：将加密后的数据通过以太网进行传输，其中以太网利用的是UDP/IP协议，该协议可以快速地将视频数据进行传输。

S5：接收端接收加密后的数据并输入解密密钥：接收端接收到视频数据后先进行缓存，再由网络串口的上位机界面输入解密密钥，最终将加密的视频数据还原为原始视频数据。

S6：接收端显示解密后的视频：将解密的视频数据与接收端的显示上位机连接，连接方式是通过输入发送端的以太网IP地址，点击上位机上的连接按钮。连接成功后视频数据正常显示在计算机上。

进一步的，所述步骤S3中，超混沌系统具体是指Qi超混沌系统，

所述的Qi超混沌系统方程用式(1)表示：

式中a，b，c，d，e，f是系统方程的控制参数，x₁，x₂，x₃，x₄是系统方程的状态变量。

当取参数49≤a≤55，20≤b≤24，c＝13，d＝8，e＝33，f＝30时，系统有两个正的Lyapunov指数，此时系统是超混沌系统。