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视频流网络保密通讯关键技术研究

(理学院应用物理系应用物理学专业周仁锋)
(学号 1999145207)

内容提要:本文研究基于视频流的网络保密通讯中的关键技术问题,用 VC++实现其中
的实时视频采集、压缩、加密和网络传输四大关键模块,重点研究基于二维超混沌模型的视
频加密算法,采用二维超混沌系统产生的序列作为加密流,对视频流的每一个字符进行异或
加密,采用 或 MPEG-4 视频压缩标准和用户数据包网络传输协议 UDP,通过 Socket
编程实现了一个基于 点对点的视频传输软件模型。并把混沌加密模块和 USB 摄像
头实时采集视频流模块做成了动态链接库,以便于嵌入到各种需要信息加密和视频采集的应
用场合。
关键词:视频加密;视频压缩;混沌;USB 接口;UDP;DLL;Socket
教师点评:本文研究视频流在网络上的保密通讯关键技术用 Visual C++编程实现了实时
视频采集、压缩、加密和网络传输等关键技术模块,特别是基于二维超混沌模型的视频加密
算法,有创新价值。该生勤奋好学,通过毕业设计实践锻炼,独立分析问题和解决问题的能
力有显著提高。论文层次分明,论述严谨,重点突出,研究工作既有较深的理论价值,又有
较强的实际应用价值,是一篇优秀的毕业论文水平。(点评教师:李雄军职称:副教授)

一、引言
目前,信息安全中的主流加密技术主要有常规加密私钥系统和公钥加密系统两大类,前
者的特点是计算开销小,但加密强度不高;后者虽加密强度高但计算开销巨大,因此研究一
种安全保密性高、计算速度快的信息加密算法和信息安全软件系统既有深远的理论意义又有
广阔的应用前景。
鉴此,本文针对视频流的网络保密通讯中的关键技术问题,主要研究与实现其中的视频
采集、压缩、加密和传输模块,重点研究基于二维超混沌模型的视频加密算法。

图 1 双方视频保密通讯示意图
二、相关理论与技术
1、基于二维超混沌系统的图象加密技术
提出了一种基于二维超混沌系统的数字图象加密新方法。针对目前一维混沌序列用于加
密时密钥空间小及其平凡混沌加密易被破解等缺点做了改进,设计和研究了若干个形式简
单、生成序列速度快的二维超混沌模型,把它们生成的混沌序列仿射变换成加密因子序列,
采用双向逐位模 2 加运算来加密、解密图象。

提供可用于加密的部分二维超混沌模型:
二维离散方程参数值 Lyapunov 指数
2
 xn + 1 = a 4 yn + a 5 yn a 4 = , a 5 = −
a) 
+ = + = −=
 yn 1 a 8 xn a10 yn a 8 , a10
1
2
 xn + 1 = a 5 yn a 5 =
b) 
+ = + + = −= = −
 yn 1 a 7 a 8 xn a10 yn a 7 a 8 , a10
xn + 1 = a2xn + a4 yn
 a 2 = −, a 4 =
c) 
+ = + 2 + = −= =