[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

说明书

一种基于区块链的视频帧数据双认证与分级加密方法；通过公钥、哈希算法(比如SM2、SM3)生成视频帧数据数字签名；通过基于相对大小的编码在频率域上嵌入数字签名，实现离线验证；通过将数字签名保存至区块链实现在线验证；通过对位平面的控制实现视频帧数据的分级加密。本发明能够对H.264编码的视频进行分级加密，数字签名嵌入与验证；本发明只需保存一个文件，可以实现视频多种清晰度的解密效果。利用本发明，可以对视频文件进行加密，保护内容隐私，同时提供预览功能，不同权限等级可解密得到不同清晰度的视频。双认证机制(在线验证、离线验证)提供视频文件的真实性和完整性检测。

技术领域

本发明属于视频认证，视频加密，区块链及信息安全技术领域，具体涉及视频帧数据认证、视频加密方法。

背景技术

在如今信息飞速发展的时代，智能监控摄像头因其能够远程监控、录制视频等功能，便成了许多行政机构、公司和家庭保障安全的不二选择；因此，智能监控摄像头在智能监控、实时视频通信和视频动态认证等领域应用越来越广泛，随之而来的视频数据安全问题也日趋严重[1]。

目前，视频流数据安全问题愈演愈烈，其中主要包括:网络视频监控系统远程传输的不安全性，即传输过程中数据的完整性、可用性和机密性存在被破坏或篡改的可能[2,3]。此外视频监控后端系统存储的监控视频数据易被窃取，未被加密的用户个人隐私信息可被任意查看；而被加密后的视频内容无法识别，难以分类管理。对于用户隐私信息的保护和视频后台监管的平衡已成为一个迫在眉睫的问题。

视频加密最初是为了保护涉及政治、军事和经济等敏感应用中的视频数据，随着科技的发展，视频加密的应用领域扩展到多媒体商业服务中，如数字电视、视频点播、视频会议等。视频加密技术的应用领域主要有：

(1)多媒体数据保密通信：随着互联网的发展，多媒体在网络中的传输越来越普遍。对视频数据先进行加密再传输就能保证多媒体数据在传输过程中的安全保密性。

(2)多媒体数据安全存储：视频加密算法可以应用于对多媒体数据库的安全存储中，例如视频聊天录像、视频会议录像、视频监控数据和医学图像库等。

(3)多媒体内容访问控制：在视频点播、数字电视和网络远程教育等系统中，通过视频加密算法不仅可以保护数据安全的在信道中进行传输，而且可以通过设定分级加密和不同的密钥来限制用户的访问权限。这样，拥有正确密钥的用户才可以查看数据内容；用户根据不同权限的等级也只能收看其权限范围内的内容。

现有的视频加密技术可大致分为完全加密、信源数据加密、压缩域加密、基于熵编码的加密和码流域加密。

完全加密算法不必考虑视频编码格式，将视频数据看作普通的二进制数据加密。也就是使用标准加密方法(比如DES)加密整个视频流。将视频比特流同传统的文本数据同样对待，没有利用视频压缩后数据流的特殊结构。这种方法因为加解密计算量大，会带来延迟，很难保证视频的实时传输。

信源数据加密算法直接加密视频数据，以使视频数据混乱而不能被理解。它的优点是计算复杂度低，实时性好，但是置乱过程中改变了像素间的关系，一般适用于不需要压缩编码的场合中[4]。