ارائه روشی جدید در جهت رمزنگاری جزئی ویدئوی 264. H با حفظ کامل فرمت ویدئو
الموضوعات :
سامان رسولی‌فر
1
(دانشگاه فردوسی مشهد)
مرتضی خادمی
2
(دانشگاه فردوسی مشهد)
الکلمات المفتاحية: استاندارد 264.H رمزنگاری جزئی ویدئو رمز دنباله‌ای EGEA LSE.,
ملخص المقالة :
استاندارد فشرده‌سازی 264.H یکی از جدیدترین استانداردهای فشرده‌سازی ویدئویی بوده و کارایی فشرده‌سازی آن در مقایسه با استانداردهای پیشین تا %50 بیشتر است. با توجه به مزایای این استاندارد و استفاده گسترده از آن در کاربردهای مختلف ویدئویی، ارائه راهکارهایی در زمینه ایجاد امنیت برای این استاندارد ویدئویی ضروری به نظر می‌رسد. در این مقاله روشی جدید در جهت رمزنگاری جزئی ویدئوی 264.H با حفظ کامل فرمت ویدئو ارائه شده است. در این روش پارامترهای تأثیرگذارتر بر بافت و محتوای حرکتی ویدئوی 264.H در حین عملیات فشرده‌سازی، رمزگذاری می‌گردند. بدین منظور پارامترهای PredMode4×4Intra، Intra Residual Data، Ref-Index و MVD توسط رمزهای دنباله‌ای رمزگذاری می‌گردند. روش رمزنگاری پیشنهادی از طریق کاهش حجم داده رمزشده، دارای کارایی رمزنگاری بسیار بالایی بوده، ضمن این که از امنیت ادراکی بالایی نیز برخوردار است. علاوه بر این نحوه انتخاب و رمزنگاری پارامترها در این روش به‌گونه‌ای می‌باشد که فرمت ویدئوی رمزشده به‌طور کامل حفظ شده و از این طریق در کاربردهای مختلف نظیر کاربردهای تجاری و تبلیغاتی قابل استفاده می‌باشد.
[1] S. A. Vanstone, A. J. Menezes, and P. C. Oorschot, Handbook of Applied Cryptography, CRC Press, 1996.
[2] R. A. Mollin, An Introduction to Cryptography, CRC Press, 2006.
[3] F. Chiaraluce, L. Ciccarelli, E. Gambi, P. Pierleoni, and M. Reginelli, "A new chaotic algorithm for video encryption," IEEE Trans. on Consumer Electronics, vol. 48, no. 4, pp. 838-844, Nov. 2002.
[4] J. Yen and J. Guo, "A new MPEG encryption system and its VLSI architecture," in Proc. IEEE Workshop on Signal Processing Systems, pp. 430-437, Taipei, Taiwan, Oct. 1999.
[5] C. Shi and B. Bhargava, "An efficient MPEG video encryption algorithm," in Proc. of the 17th IEEE Symposium on Reliable Distributed Systems, pp. 381-386, Indiana, US, Oct. 1998.
[6] C. G. Shi, S. Y. Wang, and B. Bhargava, "MPEG video encryption in real - time using secret key cryptography," in Proc. of the Int. Conf. of Parallel and Distributed Processing Techniques and Applications, pp. 2822-2828, Las Vegas, US, Jun. 1998.
[7] A. Tosum and W. Feng, "Efficient multi - layer coding and encryption of MPEG video streams," in Proc. IEEE Int. Conf. on Multimedia and Expo (I), vol. 1, pp. 119-122, Jul. 2000.
[8] L. Qiao, K. Nahrstedt, and I. Tam, "Is MPEG encryption by using random list instead of zigzag order secure," in Proc. IEEE Int. Symp. on Consumer Electronics, pp. 226-229, Singapore, Dec. 1997.
[9] W. Zeng and S. Lei, "Efficient frequency domain selective scrambling of digital video," IEEE Trans. on Multimedia, vol. 5, no. 1, pp. 118-129, Mar. 2003.
[10] C. Wang, H. Yu, and M. Zheng, "A DCT- based MPEG - 2 transparent scrambling algorithm," IEEE Trans. on Consumer Electronics, vol. 49, no. 4, pp. 1208-1213, Nov. 2003.
[11] M. Kankanhalli and T. Guan, "Compressed-domain scrambler/descrambler for digital video," IEEE Trans. on Consumer Electronics, vol. 48, no. 2, pp. 356-365, May 2002.
[12] J. Wen and W. Zeng, "A format - compliant configurable encryption framework for access control of multimedia," in Proc. IEEE Workshop on Multimedia Signal Processing, vol. 12, pp. 435-440, Oct. 2001.
[13] D. Xie and C. Kuo, "Enhanced multiple huffman table (MHT) encryption scheme using key hopping," in Proc. IEEE Int. Symp. on Circuits and Systems, vol. 5, pp. 5533-5536, May 2005.
[14] J. Wang, Y. Fan, T. Ikenaga, and S. Goto, "A partial scramble scheme for H.264 video," in Proc. Int. Conf. on Multimedia Technology, pp. 802-805, Oct. 2007.
[15] Y. Wang, M. Cai, and F. Tang, "Design of a new selective encryption scheme based on H.264," in Proc. IEEE Int. Conf. on Computational Intelligence and Security, pp. 883-887, Dec. 2007.
[16] S. G. Lian, Z. X. Liu, Z. Ren, and H. L. Wang, "Secure advanced video coding based on selective encryption algorithms," IEEE Trans. on Consumer Electronics, vol. 52, no. 2, pp. 621-629, May 2006.
[17] S. Hai-Wei and L. Jin-Ping, "A novel stream cipher for video compressed by H.264," in Proc. Int. Forum on Computer Science - Technology and Applications, vol. 2, pp. 54-56, Dec. 2009.
[18] J. Zhou, O. C. Au, and A. Y. Wu, "Secure exp - golomb coding using stream cipher," in Proc. IEEE Int. Conf. on Acoustics, Speech, and Signal Processing, pp. 1457-1460, Apr. 2009.
[19] H. Z. Yao and Y. T. Jing, "The design of video-conference encryption system based on H.264," in Proc. Int. Conf. on Multimedia Technology, 4 pp., Oct. 2010.
[20] S. K. Yeung, S. Zhu, and B. Zeng, "Partial video encryption based on alternative integer transforms," in Proc. IEEE Int. Symp. on Circuits and Systems, pp. 933-936, May 2010.
[21] "Draft ITU-T recommendation and final draft international standard of joint video specification (ITU - T Rec. H.264/ISO/IEC 14496-10 AVC version 13)," in Joint Video Team (JVT) of ISO/IEC MPEG and ITU-T VCEG, 2010.
[22] T. Wiegand, G. Sullivan, G. Bjontegaard, and A. Luthra, "Overview of the H.264/AVC video coding standard," IEEE Trans. on Circuits and Systems for Video Technology, vol. 13, no. 7, pp. 560-576, Jul. 2003.
[23] G. Sullivan and T. Wiegand, "Video compression - from concepts to the H.264/AVC standard," in Proc. of the IEEE, Special Issue on Advances in Video Coding and Delivery, vol. 93, no. 1, pp. 18-31, Jan. 2005.
[24] J. Ahn, H. Shim, B. Jeon, and I. Choi, "Digital video scrambling method using intra prediction method," in Proc. PCM2004, vol. 3333 of LNC, pp. 386-393, Nov. 2004.
[25] S. Lian, J. Sun, G. Liu, and Z. Wang, "Efficient video encryption scheme based on advanced video coding," Multimedia Tools and Applications, vol. 38, no. 1, pp. 75-89, May 2007.
[26] I. E. G. Richardson, H.264/MPEG-4 Part 10, Oct. 2002, http://www.vcodex.com.
[27] N. Masuda, G. Jakimoski, K. Aihara, and L. Kocarev, "Chaotic block ciphers: from theory to practical algorithms," IEEE Trans. on Circuits and Systems-I: Regular Papers, vol. 53, no. 6, pp. 1341-1352, Jun. 2006.
[28] S. G. Lian, Multimedia Content Encryption, CRC Press, 2008.
