最近の注目のビデオ暗号化ドメイン知識、暗号化は多くの人々を助け、したがって、みんなと一緒に、ここと共有再現知りたい方のために、この記事を参照してください。この記事では、一般的な導入することであるビデオ暗号化アルゴリズムの原則とプロセスだけでなく、それぞれのアプローチの長所と短所を。
1.すべての暗号化（ナイーブアルゴリズム）
すなわち、暗号化ビデオストリーム全体（DESなど）の標準的な暗号化方式を使用して。特別なポストビデオ圧縮データストリームを使用することなく、従来のテキストデータと同様に処理されたビデオビットストリーム。このアプローチは、明らかにコンピューティングの膨大な量である、リアルタイムの映像伝送を確保することは困難です。
2.選択的暗号化（選択的アルゴリズム）
選択的暗号化は、次のカテゴリに分けることができ、ソースビデオの暗号化機能、の主方向に基づいています。
（1）基本的なアルゴリズムは、選択的暗号化IPBビデオフレーム構造に基づいています。最も代表的な暗号化方式や暗号化を提案する最初のうちだけIフレームです。しかし、阿木及びためのフレームと、主にI-ブロックPおよびBフレームにゴングショーのみIフレームが良好密集を達成することができない暗号化方式、暗号化されていません。したがって、Iフレームは、暗号化ブロックPB Iフレームを暗号化する必要がある一方であることが示唆されました。しかし、これは計算量が増加し、ビデオ画像内の動きの情報が暗号化されていない、プライバシーはまだ良い十分ではありません。
したがって、この方法は、セキュリティ分類を改善するために、暗号化されたコンテンツを改善し、周波数の利用率を高めるために、ビデオシーケンスのIフレームを提案されています。ビデオ圧縮率を削減しながら、しかし、これは明らかに、大幅に計算量を増やす、データ暗号化の量が増加します。
（2）のみが暗号化されたヘッダ情報方法：MPEG、H26X配列組織画像データは特定の構造に係ります。例えば、等ピクチャ、ピクチャ（フレーム）、スライス・グループ、スライス、マクロブロックグループ、マクロブロックのグループは、画像データの組に続くヘッダから成ります。エンコードされたビデオデータは、特定の構造配置組織Yaoan正しく原映像を復元するために、標準構造を復号同じ受信者に、標準所定。
このアルゴリズムの原理は、他のデータと混合し、ランダムシーケンスに、[データ暗号化ヘッダ情報、映像情報及びデータ構造情報データからキー区別できないを知ることなく、受信側では、データは知ることはより困難ですコンテンツの特定のデータ構造は、元の符号化されたビデオデータは、暗号化の目的を達成するために、受信されたデータ構造、原画像が得られないことを復号することは困難です。
暗号化アルゴリズムは、ヘッダ情報、より安全です。コーディング標準に従ってため、固定位置及び内容のヘッダ情報が、それは少量の情報、暗号化されたほとんど意味を含んでいます。長いヘッドは情報と映像データとを区別することができるようにように、ビデオ画像を復元することができ、公知の、鍵と暗号化アルゴリズム一度ヘッダ情報を解読することは非常に簡単でもあります。実際には、MPEG、比較的固定H26x映像データ構造およびその他の標準に基づいて、ビデオデータ自体が強力な機能を持って、この暗号化方式は、比較的容易に解読することです。
このアルゴリズムは、圧縮率を低下させません。計算量を増加させると、小さな、または標準的なビデオデータの圧縮符号化された画像の種々のためのものです。
暗号化アルゴリズムは、映像データの共通データ構造情報、すべてのランダムな配列をコード化されていません後。唯一の他の設定情報を暗号化し、部分的に、追加または元の同期情報を保持するために暗号化同期情報を受信し、正当な受信者を容易にします。構造は、暗号化情報の誤りに非常に困難である場合には、正当な受信者は、ビデオ画像を復元します。
（3）マイヤーとGadegastはSECMPEGと呼ばれる新しいMPEGビットストリーム、のように設計しました。両方の標準DESおよびRSA暗号化アルゴリズムを使用するSECAMは、セキュリティ分類の異なるレベルを達成することができます。しかしSECMPEGは、標準のMPEG、特殊なコーデックを設計する必要との互換性はありません。
第一段階：すべての暗号化されたヘッダ情報（ヘッダ）
第二段階：すべての暗号化されたヘッダ情報（ヘッダ）I-ブロックとDCとAC係数
第三段階：暗号化Iフレームと、すべてのI-ブロックPBフレーム
4年生：すべてのデータを暗号化
バーラトバルガヴァら、動きベクトルMV記号によって提示別の主要な方向（4）選択的に暗号化された暗号化DCTシンボル。DCT符号ビットのみ暗号化方式と呼ばれるIフレームVEAアルゴリズム[5]。暗号化方法の他のIフレーム秒だけでなく、暗号化DCT符号ビットと動きベクトルMV MVEAアルゴリズムのシンボルビットは、PBフレームと呼ばれます。第三の方法の相対的な秘密は、DCT係数の符号ビットまたはMVベクター運動を暗号化する暗号鍵の暗号化アルゴリズム（例えば、DESまたはIDEA）を使用することがはるかに優れて、著者らはRVEAアルゴリズムを呼び出します。
特定の方法に応じてプライバシー選択的な暗号化は計算量は、一般に、選択的に暗号化されず、典型的には（I除くフレーム周波数選択的暗号化アルゴリズムを変更する）ストリーム・サイズを増加させないものに応じて使用されます。
3.ジグザグスクランブルアルゴリズム（ジグザグ置換アルゴリズム）
ジグザグのアルゴリズムをスクランブル基本的な考え方：代わりに1×64ベクターに各8×8つのDCT係数をマッピングするためにジグザグスキャン順序のランダムスクランブルシーケンスを使用して。
基本的なアルゴリズムは、次の3つの手順は、次の手順で構成されています。
（1）配列表64スクランブル塩基を生成します。
（2）DC係数の数を2つのより小さい値に変換します。DCバイナリ数を想定d7d6d5d4d3d2d1d0であり、それは2〜d7d6d5d4 d3d2d1d0の数に分割され、それらは範囲[0,15]です。DC係数は、その後d7d6d5d4に設定されて、元のは、最後のAC係数d3d2d1d0に設定されています。（この分離プロセスは以下の2点に基づいている：（1）それは通常DC係数値AC係数の値よりもはるかに大きいので、分離が小さいAC係数から区別することが困難になった後、容易に同定することがスクランブル;（2）最も。通常0、それはD3D2D1D0を格納してもよいACの端はほとんど影響を係数、回復は、画質に影響を与え、データの量を増加させることなくない、0の値をとります。）
（3）ランダムスクランブリングシーケンステーブルと分離プロセスによって、8×8ブロックは、1×64配列（ベクトル）にマッピングされます。
自身が指摘したアルゴリズムの設計者は、上記の基本的なアルゴリズムクリブは、このようなアルゴリズム（セキュリティ）のセキュリティを強化するために、2つの追加メソッドを提供し、壊れやすいです。
方法1：その後、ブロックに分割8ブロックそれぞれ、DC係数一緒8（8各係数のために、わずか64ビット）、およびDES暗号化を使用します。暗号化の結果は、各カオス的ブロック暗号化プロセスとセット分離のための（上記のステップ1〜3に従って）、次いでバック8バイトブロックマッピングされ、そして。
方法2：各8×8ブロックコイントス、逆表1、表2陽性、二つの異なるスクランブリングシーケンス（表1及び表2）を生成します。正と負のシーケンスとの2つの表は、パスワードのように製造コインを投げます。
ジグザグスクランブルアルゴリズムは、深刻なセキュリティ上の問題[1]を持っています。[1]このアルゴリズムは、2つの方法が割れてもよい提供します。ジグザグスクランブルアルゴリズムは非常に速く、リアルタイム映像伝送には影響を与えませんされています。ただし、暗号化されたビデオストリームの後の圧縮コードサイズが大幅に増加します。非順次ジグザグ1×64ベクトルに8×8ブロックを、大幅それによって圧縮比を低下させる、連続するゼロの数を減少させるの。マッピングを使用するため [1]ビデオストリームが46％までの増加したサイズ（テーブル内の最大値）によって暗号化されていることを示しています。MPEGビデオストリームのデータ量が膨大で考えると、このサイズの増加がひどく耐えました。
4。アルゴリズムを変更するには、ハフマン符号表
ハフマン符号テーブルを変更するビデオ暗号化アルゴリズムの原理は、エントロピー符号化規格ハフマン符号化映像を使用してコーディングするために、特別なキーとして、修正ハフマン符号テーブルを変更し、一般的なハフマン符号テーブルを使用します。不正受信機は、そのような特別なコード表ではなく、できない復号ビデオ（画像）情報が正しいです。
アルゴリズムのセキュリティは定数、変数空間（コード領域）ハフマンコード表の前提の下で圧縮比を維持するに依存します。[8]定量分析を行います。
ハフマン符号テーブルを変更する、圧縮率は、一般的に減少します。ハフマン符号化は、短い符号語に対応するデータストリーム内に現れる高周波ビットパターンであり、長さの符号語に対応する低周波のビットパターンが発生し、平均コードワード、圧縮されたデータオブジェクトを短縮します。ハフマンコード表は、様々なビットパターンが表示されたビットストリームの統計的確率により調製しました。このアルゴリズムは、ハフマン組合せパターンのそれぞれに対応するコードワード変更され、対応するコードワードの長さ、すなわち、不変のオリジナル圧縮比を維持し、また、コードワード長定数に対応する特定の組み合わせパターンが発生する特定の確率を維持し、変わりません。
このアルゴリズムは、追加の計算なしで完全です。様々なビデオ画像とハフマン圧縮符号化規格とアルゴリズムを使用してコーディングに適用されます。欠点は、貧しいセキュリティ（小さなスペースキー）です。
統計的法則に基づいて、ビデオの暗号化アルゴリズム
[1]文献ではVEAアルゴリズムに基づく暗号化アルゴリズムの統計に通常のビデオ（ビデオ暗号化アルゴリズム）を言及しました。圧縮と暗号化の間に共通している[1]、すなわち両方の冗長情報（冗長情報）を削除することを約束しました。特定のランダム性を有するMPEGビットストリームにより圧縮符号化されました。[1]ビットストリームがバイトストリームの単位に分割され、各バイト単位は0〜255の整数です。検定統計量のバイト（バイト単位）、0〜255で符号化されたバイト値の分布をほぼ均一、発生の最高周波数は、0.0178バイト分散10-6よりも低いです。隣接したバイトの最大：出現頻度が10 -4未満である、従って提案以下の仮定（隣接する二つの数字の組をdigrams）：Iフレームは、任意のチャンクで、8または16（典型的には16）のチャンク（チャンク）に分割されています、繰り返しバイトパターンがありません。次VEA提案したアルゴリズムは、この考えに基づいています。
（1）として、チャンクの形式で設定されたIフレームは、以下：A1、A2、A3、A4、···、A2N-1、A2Nを。
（2）奇数キュー奇数バイト（奇数リスト）、偶数バイトキューデュアル構成（でもリスト）の選択を選択します。
（3）は、2つのXOR新しいデータストリーム
（4）（例えば、DES）デュアルキューA2、A4、...、A2Nを暗号化するために、暗号化機能を選択します。結果の暗号文：C1、C2、...、CN、E（A2、A4、...、A2N）。
機能E.に何の繰り返しパターンa2a4が存在しない場合は... A2N（繰り返しパターン）、VEA密な意思決定アルゴリズム：ということを簡単に確認することができ 単純であるがA2、A4、...、A1のA2N、A3、...、A2N-1 XORため、ワンタイムパッドは、機密性の高いと認識された本（ワンタイムパッド）暗号化鍵です。
この方法は、画像データそのものを暗号化し、ヘッダ情報フォーマットのデータ構造を暗号化しません。暗号化すべきデータは、計算速度が改善され、暗号化方法によって半分（機能E）暗号化、および単純なXORと他の半分、従って計算の全体量を減少させる、二等分に分割されています。計算速度は前半E.によって異なります
この方法では、圧縮率には影響を与えません。ビデオ（または画像）符号化データ、及び圧縮が良好な圧縮、暗号化、より良い効果に適用されます。
6.純粋なスクランブルアルゴリズム（純粋な置換アルゴリズム）
前のセクションの統計結果に基づいて、我々はバイトMPEGビデオストリームは、発生頻度が非常に低いバイトを持って知っています。したがって、使用データの通常の周波数は、なしでこのような暗号解読周波数特性をバイト（または少なくとも困難）。
ピュア置換アルゴリズムが浮上：純粋な置換アルゴリズムを簡単にバイトストリームをスクランブルします。コードシーケンスをスクランブリングベースは緻密で動的に可変アプリケーションのニーズです。例えば、我々は、アウト64配列または長さ1/8 Iフレームのスクランブリングシーケンスの数を設定することができます。
純粋な置換アルゴリズムの問題は、それが既知平文攻撃は非常に脆弱であるということです。
比較暗号文と既知のオリジナルフレームデータ一旦、ランダムスクランブリングシーケンスを得る、すべてのフレームが容易に割れします。、既知の平文をランダムスクランブリングシーケンスを見つけるために、我々は、複数のランダム配列の長さの大きさが必要です。しかし、ノートMPEGデータユニティ（単一性）ストリームと同じオーダーのフレームサイズなので、シャノンの定理に基づいて、もし全体のIフレームのランダムシーケンスを復号化するのに十分な既知のデータ。
