基于混沌理论的多安全级别视频加密算法研究与应用

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1、Ｎｏｒｔｈｅａｓｔｅｒｎ＾ｕＡ１＾；Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ硕士学位论文ＴＨＥＳ＇ＳＤＥＧＲＥＥＩＳＦＯＲＭＡＳＴＥＲ论文题目基于混沌理论的多安全级别视频加密算法研究与应用作者张长富学院软件学院专业软件工程指导教师朱志良教授高红杰高级工程师备注二零一六年十二月分类号密级ＵＤＣ学位论文基于混沌理论的多安全级别视频加密算法研究与应用作者姓名：张长富指导教师：朱志良教授东北大学软件学院高红杰高级工程师沈阳榕基信息技术有限公司申请学

2、位级别：硕士学科类别：专业学位学科专业名称：软件工程：２０１６年１２月论文答辩日期论文提交日期：２０１６年１２月学位授予日期：答辩委员会主席：李丹程评阅人：于海刘向东东北大学２０１６年１２月ＡＴｈｅｓｉｓｉｎＳｏｆｔｗａｒｅＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＲｅｓｅａｒｃｈａｎｄＡｌｉｃａｔｉｏｎｏｆＭｕｌｔｉｌｅＳｅｃｕｒｉｔｙｐｐｐＬｅｖｅｌｓＶｉｄｅｏＥｎｃｒｔｉｏｎＡｌｏｒｉｔｈｍｓＢａｓｅｄｏｎｙｐｇＣｈａｏｓＴｈｅｏｒｙＢＺｈａｎＣｈａｎｇｆｕｙｇＳｕｅｒｖｉｓ

3、ｏｒ：ＰｒｏｆｅｓｓｏｒＺｈｕＺｈｉｌｉａｎｐｇＳｅｎｉｏｒＥｎｇｉｎｅｅｒＧａｏＨｏｎｇｉｅｊＮｏｒｔｈｅａｓｔｅｒｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙＤｅｃｅｍｂｅｒ２０１６独创性声明。本人声明，所呈交的学位论文是在导师的指导下完成的论文中取得的研宂成果除加以标注和致谢的地方外，不包含其他人己经发表或撰写过的一研究成果，也不包括本人为获得其他学位而使用过的材料。与我同工作的同志对本研宂所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者签名：ｍ曰期中学位论文版权使用授权书本学位论文

4、作者和指导教师完全了解东北大学有关保留？、使用学位论？文的规定．即学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人同意东北大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索、交流。作者和导师同意网上交流的时间为作者获得学位后：半年口一年口一年半□两年＾学位论文作者签名：涨ｊ（霧导师签名：多＼签字曰期：签字曰期：－Ｉ－东北大学硕士学位论文．摘要基于混沌理论的多安全级别视频加密算法研究与应用摘要随着互联网技术的快速发展和硬件设备的不断升级，数字视频作为信

5、息传播的重要媒介己经被广泛应用于社会生活的各个方面。在大多数应用场景中，数字视频需要在开，这使得数字视频存在被窃取放的网络中传输、篡改等安全问题。而视频加密技术是解一决视频传输安全问题的重要手段之。Ｈ．２６４视频编码标准是当前应用最广泛的视频编解码标准，其视频加密算法也成为了当前视频加密领域研究的热点。与此同时，混沌系统由于其不可预测性、遍历性、参数和初值敏感性等特点被广泛应用于信息安全领域。因此，基于混沌理论的Ｈ．２６４视频加密算法研宄具有重要的理论意义与广阔的应用前景。４本文在分析Ｈ．２６编码框架中关键语法元素特性的

6、基础上，结合语法元素编码流程、的特点，提出了基于量化系数、帧内预测模式运动矢量残差的加解密方法。并针对不同视频应用场景中差异化的安全性需求，提出了多安全级别视频加密算法。此外，结合，在分析二维Ｈｅｎｏｎ混沌映射系统特性和安全性问题的基础上Ｆｅｉｇｅｎｂａｕｍ超越方程的特性，利用Ｆｅｉｇｅｎｂａｕｍ超越方程对原始Ｈｅｎｏｎ混纯映射的扰动，提出了改进的Ｈｅｎｏｎ混沌映射。基于这种新的映射，设计了随机序列生成方案并提出了Ｉ帧视频加密算法。仿真实验结果表明，多安全级别加密算法能够满足不同视频应用场景的安全性要求。算法在保证格

7、式兼容性的同时一，在加密效率、压缩比致性方面有良好表现。改进的Ｈｅｎｏｎ混沌映射表现出超混沌特性并在密钥空间、遍历性、初值敏感性、系统复杂性方面优于原始的Ｈｅｎｏｎ混沌映射。基于改进Ｈｅｎｏｎ映射设计的随机序列生成方案能够产生具有良好随机性和低相关性的伪随机序列。此外，基于这种新的伪随机序列提出的Ｉ帧视频加密算法充分利用了密文扩散作用，具有良好的加密效果。关键词：Ｈ２６４．视频加密；混沌；多安全级别；－－ＩＩ东北大学颂士学位论文ＡｂｓｔｒａｃｔＲｅｓｅａｒｃｈａｎｄＡｌｉｃａｔｉｏｎｏｆＭｕｌｔｉｌｅＳｅ

8、ｃｕｒｉｔｐｐｐｙＬｅｖｅｌｓＶｉｄｅｏＥｎｃｒｙｐｔｉｏｎＡｌｇｏｒｉｔｈｍｓＢａｓｅｄｏｎＣｈａｏｓ