13537

13537

استفاده از الگوريتم رمزنگاري AES سبك وزن جهت بهبود امنيت ويدئو و تصاوير متحرك در كاربردهاي بلادرنگ و سريع

كارشناسي ارشد

برق - فناوري اطلاعات - مخابرات امن

آبان ماه 1393

آبان ماه 1393

دكتر ابوالفضل فلاحتي

چكيده كدك ويدئويي H.264/AVC يكي از پيشرفته‌ترين استانداردهاي فشرده‌سازي ويدئو مي‌باشد كه عملكرد فشرده‌سازي و نرخ بيت فشرده شده را نسبت به استانداردهاي پيشين مانند MPEG2 و MPEG4 به خوبي بهبود داده است. لذا در اين پايان‌نامه با توجه به اهداف پروژه، يك الگوريتم رمزنگاري سريع و سبك وزن بر روي بيت‌هاي انتخاب شده از جريان بيت H.264/AVC جهت محافظت از دنباله ويدئويي اعمال شده است. روش‌هاي رمزنگاري گزينشي زيادي بر روي استانداردH.264/AVCارائه شده است ولي محدوديت اكثر اين روش‌ها عدم حفظ خاصيت سازگاري با فرمت و عدم سرعت بالا براي كاربردهاي سريع و بلادرنگ مي‌باشد. در مقاله مرجع اول براي حفظ خاصيت سازگاري با فرمت دو پارامتر از جريان بيت استاندارد H.264/AVC جهت رمز انتخاب شده و به طور مستقيم با استفاده از الگوريتم AES رمز شده‌اند. در مقاله مرجع دوم سه پارامتر از جريان بيت H.264/AVC جهت رمز انتخاب شده و با استفاده از يك عمليات XOR ساده با يك دنباله شبه تصادفي رمز شده‌اند. در اين پايان‌نامه يك روش رمزنگاري گزينشي براي انتخاب اطلاعات مهم از جريان بيت ويدئوييمعرفي شده استبه گونه‌اي كه خاصيت سازگاري با فرمتِ جريان بيت رمز شده نيز حفظ مي‌گردد. در روشي ديگر از يك عمليات جابجايي جهت رسيدن به تخريب بيشتر استفاده مي‌گردد.در روش‌هاي رمزنگاري گزينشي پيشنهاد شده،چهار پارامتر از جريان بيت H.264/AVC استخراج شده و سپس الگوريتم رمزنگاري پيشنهادي بر روي آنها اعمال مي‌شود. در روش دوم علاوه بر رمز نمودن چهار پارامتر بالا، از يك عمليات جابجايي در حين فشرده‌سازي استفاده مي‌شود كه اين جابجايي تأثير بسيار كم حدود 7/0 درصد بر عملكرد فشرده‌سازي دارد كه قابل چشم‌پوشي است. مقدار ميانگينPSNR مربوط به 10 فريم رمز شده توسط دو روش پيشنهادي به ترتيب برابر با(dB)81/14 و(dB)62/13 و مقدار ميانگين SSIM نيز برابر با 35/0 و 33/0 مي‌باشد. نتايج نشان مي‌دهند كه الگوريتم رمزنگاري استفاده شده در اين پايان‌نامه داراي امنيت و سرعت اجرائي بالايي مي‌باشد و از الگوريتم رمزنگاري AES براي توليد كليدهاي مورد استفاده‌ي اين الگوريتم استفاده شده كه موجب افزايش امنيت بيشتر آن گرديده است. واژه‌هاي كليدي:الگوريتم رمزنگاري سبك وزن، استاندارد H.264/AVC، رمزنگاري گزينشي، CAVLC