21445

21445

رمزنگاري انتخابي جريان ويدئوي كدگذاري شده در استاندارد AVC

كارشناسي ارشد

برق و مخابرات

1395

1398/07/02

دكتر سيد علي اصغر بهشتي شيرازي

برق

امروزه گسترش روزافزون ارتباطات اينترنتي، رسانه‌هاي پخش عمومي و محيط‌هاي اشتراك‌گذاري اطلاعات، ايجاد محيطي با امنيت بالا براي تبادل اطلاعات را امري ضروري ساخته است. رمزنگاري داده ها در بستر ويدئوي فشرده‌ شده بدون نياز به پهناي باند بيشتر مي‌تواند در دستگاه‌هاي نظارتي، در ايجاد لايه‌اي امن بين گيرنده و فرستنده، بدون تغيير در محتواي ويدئوي اصلي و حفظ اصالت اثر و موارد بيشمار ديگر، مورد استفاده قرار گيرد. استاندارد فشرده‌سازي H.264 يكي از انواع استانداردهاي كدگذاري ويدئو است كه در سال 2003 معرفي‌ شده است و در سال‌هاي اخير جايگزين استانداردهاي پيشين در ارتباطات اينترنتي و محيط‌هاي پخش عمومي است. با شناخت كامل بخش‌هاي مختلف استاندارد فشرده‌سازي H.264 و فرصت‌ها و مكان‌هاي مناسبي كه اين استاندارد به ‌منظور پياده‌سازي الگوريتم رمزنگاري در اختيار قرار مي‌دهد، مي‌توان به اهداف رمزنگاري ويدئو دست ‌يافت. همچنين، الگوريتم‌هاي رمزنگاري پيشنهاد شده بايد سازگار با فرمت ويدئوي اصلي، داراي امنيت ادراكي و سرعت ‌بالاي رمزنگاري باشند و علاوه بر پيچيدگي محاسباتي كم، نسبت فشرده‌سازي ويدئو را در قبل و بعد از رمزنگاري ثابت نگه ‌دارند. هدف از ارائه اين پايان‌نامه پياده‌سازي دو روش الگوريتم رمزنگاري ضرايب تبديل DCT پس از اعمال مرحله‌ پله‌اي سازي و ضرايب آرايه‌ها بعد از مرحله‌ مرتب‌سازي آرايه‌ها است. در روش اول، ضرايب تبديل DCT پله‌اي سازي شده بلوك‌هاي 4×4 و 8×8 و در روش دوم، ضرايب غيرصفر و بيت‌هاي علامت، در مؤلفه‌هاي روشنايي فريم‌هاي I رمز مي‌شوند. اين الگوريتم هاي پيشنهادي با يكديگر و با الگوريتم هاي رمزنگاري پيشين مقايسه شده اند و سعي شده تا با انتخاب مكان‌هاي صحيح به ‌منظور پياده‌سازي اين الگوريتم‌ها، معيارهاي بيان‌ شده در بالا بهينه شوند. بر همين اساس، مكان‌ها و فرصت‌هايي كه استاندارد H.264 براي رمزنگاري ويدئو در اختيار مي‌گذارد، به‌ صورت كامل مورد بررسي قرار گرفته است. نتايج طراحي هر دو الگوريتم رمزنگاري، بر اساس پياده‌سازي در كدك آزمايشگاهي JM در محيط ويندوز، در قالب جدول و نمودارهاي مختلف ارائه‌ شده است. هر دو الگوريتم رمزنگاري پيشنهادي، جديد و نتايج حاصل ‌شده از آن‌ها‌، بهبود عملكرد پارامترهاي مورد نياز در رمزنگاري ويدئوي H.264 را به دنبال داشته است.

1398/09/24

selective Encryption Encoded Video Straem in AVC Standard

12/15/2019 12:00:00 AM

According to increased development of communication on the Internet, media broadcasting, and information sharing environments, creation of a high-secure environments for the communication is essential. Video encryption on a compressed video platform without the need for extra bandwidth can be used in surveillance devices to create a secure layer between the receiver and the transmitter, information without altering the original video content, and preserving the authenticity of the work and many more. The H.264 compression standard is one of the types of video coding standards introduced in 2003 and has in recent years replaced previous standards in Internet communications and public broadcasting environments. By perfect recognition the different parts of the H.264 compression standard and the opportunities and locations that this standard provides for the implementation of the encryption algorithm as a cover file (host), video encryption objectives can be achieved. Because the proposed encryption algorithms have to be compatible with the original video format, have high perceptual security and high encryption speed, and in addition to low computational complexity, keep the video compression ratio constant before and after the encrypting. The purpose of this thesis is to implement two methods of DCT conversion coefficient encryption algorithm after quantization and array values after reordering step. In the first proposed method, a certain number of stepped DCT conversion coefficients of 4 × 4 and 8 × 8 blocks and in the second proposed method, non-zero coefficients and sign bits are encrypted in the I-frame of the luminance components and We have tried to optimize the quantities stated above by choosing the right places to implement the algorithms. Accordingly, the locations and opportunities provided by the H.264 standard for video encryption are fully explored. The design results of both encryption algorithms, based on the implementation of the JM refrence codec in the Windows environment, are presented in various charts and graphs. Both the new proposed encryption algorithm and the performance enhancement required parameters in H.264 video encryption.