[发明专利]一种基于区块链的视频帧数据双认证与分级加密方法

权利要求书

1.一种基于区块链的视频帧数据双认证与分级加密方法，包括如下步骤：

第1.视频帧数据离线认证，包括数字签名的生成、嵌入和提取；

第1.1.数字签名的生成

(1)将H.264编码的MP4视频进行解码，采用通用开源编解码库，得到每一帧的帧数据；选取其中所有的n个关键帧数据frame₁，frame₂，...，frame_n；

(2)采用密码杂凑算法，对第2至第n关键帧数据计算其哈希值Hash；

(3)采用公钥加密算法，随机产生一对公私钥对，用私钥对得到的哈希值进行加密，即可得到视频帧数据的数字签名Sign；

第1.2.数字签名的嵌入

(1)将第一个视频关键帧数据解析为YUV三个颜色编码矩阵，其中Y代表灰度矩阵；

(2)对Y矩阵进行8*8分块，并对每个分块作DCT变换；

(3)将视频文件对应的数字签名转换为二进制；

(4)在每个8*8分块中嵌入1bit信息；选取每个分块的对角线8个元素，自右上至左下依次编号为P₀，P₁，...，P₇，用前四位与后四位的和之差来表示嵌入信息，同时将它们的差值强化至16，增强嵌入信息的鲁棒性，即：

表示嵌入1

表示嵌入0

第1.3.数字签名的提取

(1)将第一个视频关键帧数据解析为YUV三个颜色编码矩阵；

(2)对Y矩阵进行8*8分块，并对每个分块作DCT变换；

(3)选取每个分块的对角线8个元素，自右上至左下依次编号为P₀，P₁，...，P₇，用前四位与后四位的和之差来提取嵌入信息，即：

表示1

表示0

(4)将提取出的二进制信息转换为十六进制数字签名；

第2.视频帧数据在线认证，包括数字签名的生成、保存和验证；

第2.1.数字签名的生成方式同第1.1步；

第2.2.将视频数字签名、用户信息、可信时间戳保存至区块链，区块链返回唯一的视频ID；

第2.3.数字签名的在线验证

(1)根据区块链返回的视频ID从区块链上取出数字签名sign；

(2)用户使用公钥和原视频的关键帧数据frame₁，frame₂，...，frame_n，对视频数据完整性进行验证；

第3.视频帧数据的分级加密

(1)将视频所有关键帧数据解析为YUV三个颜色编码矩阵，提取其中所有Y矩阵；

(2)Y矩阵中每个像素点用8位二进制数表示，随机生成一个高级密钥和一个低级密钥；高级加密对于每个像素点低M位进行加密操作，低级加密对于每个像素点低N位进行加密操作，其中0＜N＜M≤8。

2.根据权利要求1所述的基于区块链的视频帧数据双认证与分级加密方法，其特征在于，第1.1步中，对视频进行解码时采用X264通用开源编解码库；采用SM3或SHA-256密码杂凑算法对第2至第n关键帧数据计算其哈希值Hash；采用SM2公钥加密算法，随机产生一对公私钥对，进而得到视频帧数据的数字签名Sign，

Hash＝SM3(frame₂||frame₃||frame₄||...||frame_n)#(1)

sign＝SM2_Sk(Hash)#(2)。