流媒体传输加密技术研究.docVIP

PAGE  PAGE 5 流媒体传输加密技术研究 　　摘 要：本文主要研究的方向是流媒体网络传输过程中数据的加密保护的算法。在AES加密算法（高级加密标准Advanced Encryption Standard）的基础上针对变换方法进行优化，从而开发出新的算法逻辑。该算法逻辑利用高复杂读的算法实现了高可靠性的数据传输。并且能够通过算法逻辑解决加密过程中由于转发解扰字导致的数据泄露问题。同时一定程度上对算法逻辑的执行效率进行优化，实现与数据下载同步的实时解密，并保证在连续性数据传播的过程中可以不间断的完成加解密任务。最终根据加密算法的特点对执行效率和适用范围进行初步分析。 　　关键词：流媒体；加密技术；变换方法 　　中图分类号： TP309.7 文献标识码： A 文章编号： 1673-1069（2016）36-189-2 　　0 引言 　　流媒体是网络中传输的可以实时获取实时解析的一种媒体格式。这种类型的媒体文件可以实现上传、下载与播放的同步。目前传统有线电视的直播功能就是应用的这种媒体格式实现的。随着网络功能不断进步，网络资源与有线资源的竞争不断恶化，近年内已经发生多起数据盗窃转发案件。为了保证数据安全，维护网络秩序，优秀的数据加密技术成为其中的关键因素。 　　1 加密与破解 　　目前我国在密码加密技术的应用研究方面与国外还有一定的差距，实际应用方面与国外的差距较大，还没有自己的算法、标准和体系[1]。国际最通用的加密技术是AES加密技术。AES加密技术是美国联邦政府采用的一种区块加密标准。这个标准用来替代原先的DES，已经被多方分析且广为全世界所使用。经过五年的甄选流程，高级加密标准由美国国家标准与技术研究院（NIST）于2001年11月26日发布于FIPS PUB197，并在2002年5月26日成为有效的标准。2006年，高级加密标准已然成为对称密钥加密中最流行的算法之一[2]。目前主要有2种加密体系：对称密钥加密和非对称密钥加密[3]。AES属于对称加密技术，这种加密技术不仅可以保证数据的安全，还可以通过硬件实现快速的数据加解密。 　　将网络传输中的流式媒体信息进行加密的目的是使非授权阅读人员无法读取该信息，???为该信息在网络上的实时传输提供高度的机密性、完整性、非否定性和真实性。即使攻击者中途截获，也不能攻击和破译[4]。但是人们往往能从一项技术中找出漏洞。 　　由于加密技术的运算方法是固定的。转发解扰字的方法就可以在已知加密方法的情况下破解绝大多数的加密方式。无论采用的加密算法多么复杂，一但方法被知道，解扰字被知道，就很难对数据再进行保护。而要实现数据的安全，唯有算法本身的运算方式也在不断变换，而且这种变化是没有规律的才能高强度的保护数据。 　　流媒体的数据长度可以是无限的。在加密时不可能将一个文件整个都加密完成再进行传输。加密通常都是针对一小段等长数据的，每段数据称为一组。在一个分组内，总的变换结果是有限的。假设分组长度为Nk，即分组数有2进制Nk位。如果把每一个数的位置关系计算在内，那么变换的最终结果有Nk！×2Nk种。AES的位置变换关系是固定的，因此AES相当于只是取了其中的2Nk种变换。如果能将Nk！×2Nk种变换无规律的替换，数据保护强度将会进一步增加。 　　2 变换方式参考量 　　分组变换方式有Nk！×2Nk种，那么表示一个分组长度变换的2进制位数为log2Nk！×2Nk。假设Nk=128，那么表示分组变换种类的2进制位数为845位。把这个数据作为变换方式参考量。这是一个相当大的数。为了使得这845位2进制数能清晰的表示每一种变换。可以将数据分为128位和717位两个部分。128位表示参数本身是否发生变化，717位表示参数移动的位置。根据移动位置的特性，一个数占据了这个位置则另一个数不能与之占用同一个位置则有： 　　3 参考量的同步 　　授权用户解密时变换方式参考量必须与加密时所用的一致。而这个同步可以分两次进行。第一次同步在用户授权的同时，服务器与客户端完成参数移动的位置部分的同步。第二次同步在加密数据发送的同时，服务器与客户端完成数据变换参数部分的同步。这样数据变换参数部分可以在短期内变换多次。同时数据变换参数可以使用如下传送方式保证解密的连续性。 　　在密文R1传递的前半段，可以收到S0、S1两个解密参数。S0用于上一密文文件解密S1用于当前文件解密，当密文传输过半时S0被S2替换准备下一段密文S2的解密进入到R2接收阶段后S1并不消失而是等到R2过半时换成S3准备R3密文的解密。这样的传输方式可以保证在解密前已经有解密参数传递到客户端，并完成解密的准备工作。 　　如此交替变换的方式可以保证正在解密的参数在异或参数变换时不受影响，同时可以保证客户端