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前言
目前在各種影像壓縮技術(shù)的高度發(fā)展之下，在保全監(jiān)控、影音多媒體產(chǎn)品及網(wǎng)絡(luò)影音信息上隨處可見(jiàn)透過(guò)影像壓縮方式所產(chǎn)生的各類(lèi)多媒體數(shù)據(jù)。同時(shí)在科技的快速發(fā)展及人類(lèi)對(duì)實(shí)時(shí)信息的需求下

透過(guò)網(wǎng)絡(luò)上傳及下載實(shí)時(shí)信息成為時(shí)下最為快速有效的信息傳輸管道，但在因特網(wǎng)普及化及駭客橫行的同時(shí)，遭受不法擷取多媒體數(shù)據(jù)的機(jī)率也相對(duì)的增加，因此使得多媒體數(shù)據(jù)傳輸?shù)膽?yīng)用，在其安全性及保密性方面顯得更加重要。

為了達(dá)到有效阻隔某些未經(jīng)授權(quán)的人或者不法人士擷取傳輸中的多媒體數(shù)據(jù)，也為了防止更多不肖業(yè)者對(duì)于多媒體產(chǎn)品的復(fù)制或者破解它并加以修改后重新再出版，因此，文獻(xiàn)上出現(xiàn)了許多應(yīng)用于數(shù)據(jù)安全上，各式各樣的加密技術(shù)及數(shù)字水印技術(shù)。而這些數(shù)據(jù)加密技術(shù)，不但可以使未經(jīng)授權(quán)的人或者是不法人士，在不法的擷取到多媒體數(shù)據(jù)后看不到數(shù)據(jù)內(nèi)容，更可以將其應(yīng)用于保護(hù)目前市面流通的DVD及有線電視臺(tái)所傳送的數(shù)字視訊內(nèi)容。而使用數(shù)據(jù)加/解密或數(shù)字水印的技術(shù)，不但不會(huì)破壞原先作者的創(chuàng)作，更可以在人們看得到數(shù)字訊號(hào)的同時(shí)，在其中隱含著作者的訊息，保護(hù)創(chuàng)作者的著作權(quán)。因應(yīng)此多媒體數(shù)據(jù)保護(hù)趨勢(shì)，我們于本文中提出一個(gè)新的數(shù)據(jù)加解密系統(tǒng)，并將其應(yīng)用在遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)傳輸?shù)谋Ｗo(hù)上。

影像壓縮技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用
從早期的單張靜態(tài)影像編碼，發(fā)展至今日的連續(xù)畫(huà)面動(dòng)態(tài)影像編碼，影像編譯碼技術(shù)發(fā)展已有一段歷史。如眾所熟知的MPEG-1、MPEG-2和MPEG-4即由MPEG所制定的標(biāo)準(zhǔn)，其中MPEG為Moving Picture Experts Group的略稱(chēng)，隸屬在ISO(International Standards Organization；國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì))及IEC (International Electro-Technical Commission；國(guó)際電子工業(yè)委員會(huì))之下，是專(zhuān)門(mén)制定動(dòng)態(tài)影像與音效編碼標(biāo)準(zhǔn)的組織。又如H.261、H.26L、H.263和H.264即由ITU-T (International Telecommunication Union-Telecommunication Standardization Sector，國(guó)際電信聯(lián)合令電信標(biāo)準(zhǔn)化部門(mén))所制定的標(biāo)準(zhǔn)。就應(yīng)用領(lǐng)域而言，由ITU-T所制定的標(biāo)準(zhǔn)已成為ISDN及PSTN視訊會(huì)議的傳輸標(biāo)準(zhǔn)，而ISO及IEC所制定的標(biāo)準(zhǔn)則成為廣播視訊、數(shù)字監(jiān)控保全系統(tǒng)、消費(fèi)性多媒體產(chǎn)品與網(wǎng)絡(luò)多媒體信息的影音壓縮標(biāo)準(zhǔn)。目前就MPEG所制定的連續(xù)動(dòng)態(tài)影像壓縮編碼標(biāo)準(zhǔn)，我們可以從表(1)簡(jiǎn)略的分析發(fā)現(xiàn)其差異與優(yōu)缺點(diǎn)。

*GOP (Group Of Picture) – 由I、P、B三類(lèi)(Intra、Predictive、Bi-directional)畫(huà)面組合而成

由表(1)可以發(fā)現(xiàn)影像壓縮的標(biāo)準(zhǔn)皆朝向高壓縮比適合網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)姆较騺?lái)發(fā)展，但在此同時(shí)多媒體信息在網(wǎng)絡(luò)上傳輸時(shí)其安全性及智財(cái)權(quán)的被侵犯機(jī)率等問(wèn)題亦隨之而來(lái)。

因此不論是就廣播視訊、數(shù)字監(jiān)控保全系統(tǒng)、消費(fèi)性多媒體產(chǎn)品與網(wǎng)絡(luò)多媒體信息的應(yīng)用領(lǐng)域，凡是涉及 – 機(jī)密安全/隱私、智能財(cái)產(chǎn)權(quán)及使用者付費(fèi)機(jī)制等因素之多媒體信息，在上傳網(wǎng)絡(luò)之前對(duì)于數(shù)據(jù)作加密便成為一道絕對(duì)必要的自我防護(hù)機(jī)制。

資料加/解密技術(shù)的發(fā)展
就目前公開(kāi)的技術(shù)文獻(xiàn)所提出的資料加密技術(shù)中，我們可以將其歸納為三個(gè)主要的方法：即對(duì)數(shù)據(jù)的位置重新排列、對(duì)數(shù)據(jù)作值的轉(zhuǎn)換，以及結(jié)合上面兩種做法的組合方法。

n 數(shù)據(jù)位置重新排列法
以對(duì)數(shù)據(jù)的位置重新排列方法，如圖1.1所示，假設(shè)其中的一個(gè)子圖皆為一張檔案大小5*7的圖文件，則在”位置重新排列”的方法中，其先對(duì)檔案數(shù)據(jù)作左右方向位置的調(diào)換，如圖1.1(a)；再將經(jīng)過(guò)左右方向轉(zhuǎn)換的檔案數(shù)據(jù)，作上下方向位置的調(diào)換，如圖1.1(b)；再將經(jīng)過(guò)左右方向與上下方向轉(zhuǎn)換的檔案數(shù)據(jù)，作右上左下方向位置的調(diào)換，如圖1.1(c)；最后在將經(jīng)過(guò)前三個(gè)方向轉(zhuǎn)換的檔案數(shù)據(jù)，作左上右下方向位置的調(diào)換，如圖1.1(d)。因此，其對(duì)于每一張圖檔都在四種方位上對(duì)數(shù)據(jù)作位置上的對(duì)調(diào)，如此才完成一張圖檔的加密過(guò)程。并且在任何一個(gè)方向上，對(duì)數(shù)據(jù)作轉(zhuǎn)換的方向與點(diǎn)數(shù)都是不固定的，其完全依照隨機(jī)的方式，并有產(chǎn)生隨機(jī)方向與點(diǎn)數(shù)的機(jī)制。此種方法，僅針對(duì)檔案中的數(shù)據(jù)調(diào)換位置，即將數(shù)據(jù)位置作重新排列，此舉并不會(huì)改變到檔案中每一個(gè)數(shù)據(jù)內(nèi)容的值。

圖1.1 數(shù)據(jù)的位置重新排列方法示意圖

數(shù)據(jù)值轉(zhuǎn)換法
對(duì)數(shù)據(jù)作”值的轉(zhuǎn)換”的方法，其意思為：對(duì)要加密的檔案中的每一筆數(shù)據(jù)，對(duì)它的內(nèi)容值作轉(zhuǎn)換。舉例而言，如果要加密的數(shù)據(jù)為一個(gè)圖文件，則此方法會(huì)對(duì)每一個(gè)像素作處理，并改變每一個(gè)像素的值。首先，其對(duì)每一個(gè)字節(jié)(byte)的值，拆開(kāi)成為binary的形式，如式(1.1)所示，其中g(shù)(n)表示要加密檔案中的一個(gè)字節(jié)，其中n=0, 1, 2, ……。

(1.1)

(1.2)

(1.3)

(1.4)

經(jīng)過(guò)這一連串的運(yùn)算，將每一個(gè)位bi的值改變之后，也就是將g(n)的值作了改變，而再將檔案數(shù)據(jù)中的每一筆g(n)的值都作過(guò)加密的運(yùn)算后，就表示檔案數(shù)據(jù)完成加密。

綜合以上的方法，有關(guān)對(duì)數(shù)據(jù)作”位置重新排列”的方法，也就是依照一個(gè)既定的算法，將原始數(shù)據(jù)的位置重新排列，這種方法較為簡(jiǎn)單，因此其在對(duì)數(shù)據(jù)的保密程度上，也顯得較為不足。對(duì)于對(duì)數(shù)據(jù)作”值的轉(zhuǎn)換”的方法，也就是將原始數(shù)據(jù)的內(nèi)容，直接依照既定的算法改變之，此種方法的計(jì)算復(fù)雜度較低，且其設(shè)計(jì)之后的硬件成本也較低。最后，有關(guān)結(jié)合兩者，對(duì)數(shù)據(jù)”位置重新排列”與對(duì)數(shù)據(jù)作”值的轉(zhuǎn)換”的方法，則對(duì)數(shù)據(jù)的保密方面具有較高保密性。

TDCEA數(shù)據(jù)加/解密技術(shù)

我們依據(jù)上面所提到的三種做法，提出一個(gè)新的數(shù)據(jù)加解密系統(tǒng)，其結(jié)合了”對(duì)數(shù)據(jù)位置重新排列”與”對(duì)數(shù)據(jù)作值的轉(zhuǎn)換”兩種方法提出一個(gè)二維數(shù)據(jù)加解密算法 (2-D Circulation Encryption Algorithm, TDCEA)，其計(jì)算復(fù)雜度為O(N)。

圖2.1所示為我們所提出的TDCEA數(shù)據(jù)加解密系統(tǒng)示意圖，我們可將此系統(tǒng)分為主要的兩個(gè)部分，一為圖中上半部的加密端，另一為圖中下半部的解密端。其中加密端的主要加密算法為 ，而解密端的主要解密算法則為 �；�于這兩個(gè)動(dòng)作前后互換的算法，再藉由圖中的Chaotic Binary Sequence Generator (CBSG)，分別在加密端跟解密端產(chǎn)生相同的兩個(gè)不規(guī)則二元數(shù)列來(lái)控制兩個(gè)主要算法的動(dòng)作，進(jìn)而達(dá)到在加密端將輸入的明文數(shù)據(jù)做完加密的動(dòng)作后，在解密端可以正確的將加密后的密文數(shù)據(jù)做解密而得到原始的明文數(shù)據(jù)。

圖2.1 TDCEA數(shù)據(jù)加解密系統(tǒng)示意圖

TDCEA具有兩個(gè)很好的特征。(1) 加密過(guò)后的影像，不論以人類(lèi)的視覺(jué)直接觀看，或計(jì)算其碎形維度D (Fractal Dimension)，都顯示影像達(dá)到完全混亂的程度。(2) 加密后的影像，對(duì)參數(shù)μ與x(0)的微小變動(dòng)是極為敏銳的。

針對(duì)TDCEA數(shù)據(jù)加解密系統(tǒng)我們以C語(yǔ)言對(duì)其作仿真, 在C語(yǔ)言的仿真下，我們對(duì)多張大小為256*256像素的圖做加密后再做解密，如圖3.1所示，其為我們仿真的四張樣本，其中圖3.1(a)、圖3.1(b)、圖3.1(c)及圖3.1(d) 為原始的檔案，其分別為”Cman”、”Aero”、”P(pán)epper”及”Lenna”，并且圖3.1(a’)、圖3.1(b’)、圖3.1(c’)及圖3.1(d’)，分別為其加密完的圖片影像，又圖3.1(a’’)、圖3.1(b’’)、圖3.1(c’’)及圖3.1(d’’)，分別為加密后再解密的圖片影像。由圖3.1我們可以發(fā)現(xiàn)，經(jīng)由TDCEA加密再解密后的圖片影像完全不失真。再者，我們以人類(lèi)的視覺(jué)系統(tǒng)，直接觀看經(jīng)由TDCEA加密后的圖片影像，發(fā)現(xiàn)其完全無(wú)法得知它是哪一張圖片加密后的結(jié)果，也就是說(shuō)，經(jīng)由TDCEA加密后的圖片影像，其混亂程度已經(jīng)達(dá)到一定的值。另外，對(duì)于加密后圖片影像的混亂程度，我們也利用計(jì)算圖片影像其碎形維度(Fractal Dimension)的值，以量化方式，以作為保密性之客觀判斷。一般而言，大多數(shù)的圖片其本身都有某一程度上的關(guān)聯(lián)性，不管是其本身的自然結(jié)構(gòu)，或者是圖片上的噪聲都有這樣的特點(diǎn)。對(duì)于這一些復(fù)雜但有秩序的結(jié)構(gòu)，雖然我們無(wú)法用人類(lèi)的視覺(jué)系統(tǒng)作出適當(dāng)?shù)拿枋�，但碎形維度卻可以為此提供一種量測(cè)與描述。

首先，我們將一個(gè)大小為L(zhǎng)*P像素的平面影像，看成在?3上的平面圖，并且以等式z = f(x, y)描述之。之后，以[19]中的方法來(lái)計(jì)算碎型維度D的值，進(jìn)而得知影像在?3上的平面圖其粗糙程度為何。

要計(jì)算圖片的碎型維度D，要先計(jì)算所有ndi(k)的值，并且k=0, 1, 2, ……，ndi(k)定義為如下式(3.1)所示。

(3.1)

其中f(x1, y1)，f(x2, y2)為圖中距離大于k、小于k+1的任兩點(diǎn)的值，即x1、y1、x2、及y2要符合下列式(3.2)的判斷式。又npn(k)代表的是，圖中所有符合上列條件的點(diǎn)對(duì)數(shù)。

(3.2)

計(jì)算完所有ndi(k)的值后，將所有的點(diǎn) (log(k), log(ndi(k))) 描繪于X-Y平面上，并且以最小平方法(Least-Square)計(jì)算其線性回歸(Linear Regression)，以在我們所描繪的曲線上求得斜率H，如此便可以求得圖片影像的碎性維度D = 3-H。在我們的模擬中，我們將式(3.1)中兩點(diǎn)間的最大距離k設(shè)為60。
在我們對(duì)影像的仿真中，我們給定TDCEA加密算法步驟一中參數(shù)α及參數(shù)β不同值的組合，發(fā)現(xiàn)加密過(guò)后的圖片影像都能達(dá)到一定程度的混亂。因此在此次的模擬中，我們將步驟一參數(shù)α的值設(shè)為2，也將參數(shù)β的值設(shè)為2，對(duì)于步驟二中，x(n) = μ*x(n-1)*(1-x(n-1)) 此一維邏輯表達(dá)式中的參數(shù)μ，我們將其值設(shè)為3.9，而x(0)則設(shè)為0.75。

經(jīng)過(guò)仿真加密過(guò)后的圖片影像誠(chéng)如圖3.1(a’)、圖3.1(b’)、圖3.1(c’)及圖3.1(d’)所示，其能達(dá)到極度的混亂程度。而其原圖的碎性維度與加密過(guò)后影像的碎性維度，計(jì)算之后如表3.1所示

表3.1 圖片原始影像與加密過(guò)后影像之碎性維度 (Fractal Dimension)

目前針對(duì)TDCEA的加/解密的核心技術(shù)，我們除了透過(guò)軟件的形式去印證并已達(dá)到影像數(shù)據(jù)加/解密的功能之外，同時(shí)也開(kāi)始進(jìn)入CMOS制程之單芯片開(kāi)發(fā)研究，初步硬件雛型已經(jīng)可以作到上述所提之影像數(shù)據(jù)完全加/解密功能。

遠(yuǎn)程安全監(jiān)控系統(tǒng)之應(yīng)用

在前文中我們有提到凡是涉及 – 機(jī)密安全/隱私、智能財(cái)產(chǎn)權(quán)及使用者付費(fèi)機(jī)制等因素之多媒體信息，在上傳網(wǎng)絡(luò)之前對(duì)于數(shù)據(jù)作加密便成為一道絕對(duì)必要的自我防護(hù)機(jī)制。筆者會(huì)再次強(qiáng)調(diào)的原因是因?yàn)�，就上述因素而言以機(jī)密安全/隱私的因素為最首要且迫切需要作影像數(shù)據(jù)加密的機(jī)制，尤其是以所謂的遠(yuǎn)程安全監(jiān)控系統(tǒng)更是一個(gè)典型的應(yīng)用。

目前市面上所謂的遠(yuǎn)程數(shù)字安全監(jiān)控系統(tǒng)，無(wú)非就是一套具備網(wǎng)絡(luò)傳輸功能的DVR (Digital Video Recorder)或是所謂的IP 攝影機(jī)，這類(lèi)系統(tǒng)通常會(huì)用軟件/硬件去將攝影機(jī)所取像到的畫(huà)面作壓縮，而后除了在系統(tǒng)上的硬盤(pán)作儲(chǔ)存?zhèn)浞萃庖蔡峁┨囟↖P的影像上傳功能。目前已經(jīng)有許多社區(qū)/大樓、公共場(chǎng)所(機(jī)場(chǎng)/車(chē)站/停車(chē)場(chǎng)/銀行)，甚至是政府機(jī)關(guān)、軍事/研究單位都采用這類(lèi)的系統(tǒng)，但這類(lèi)系統(tǒng)將影像上傳至網(wǎng)絡(luò)上時(shí)，在影像數(shù)據(jù)沒(méi)有加密的保護(hù)下即使是使用特定IP并同時(shí)設(shè)定密碼作身份確認(rèn)，可是在這個(gè)網(wǎng)絡(luò)駭客入侵屢見(jiàn)不鮮的環(huán)境下，這些地點(diǎn)的遠(yuǎn)程監(jiān)視影像在網(wǎng)絡(luò)上被截取或側(cè)錄將會(huì)成為一個(gè)最大的安全隱憂(yōu)。

因此我們認(rèn)為在遠(yuǎn)程安全監(jiān)控系統(tǒng)上結(jié)合數(shù)據(jù)加/解密的技術(shù)己經(jīng)是一個(gè)絕對(duì)必要的程序，如圖4所示則是目前我們所提出的MPEG-4的影像壓縮技術(shù)結(jié)合TDCEA的加/解密技術(shù)可應(yīng)用在數(shù)字遠(yuǎn)程安全監(jiān)控系統(tǒng)(Digital Remote Video Surveillance Management System, 簡(jiǎn)稱(chēng)DVM)的系統(tǒng)架構(gòu)示意圖。

圖4. 數(shù)字遠(yuǎn)程安全監(jiān)控(DVM)系統(tǒng)架構(gòu)

結(jié)合MPEG-4高壓縮比的特性與TDCEA的資料加密技術(shù)，除了可以讓影像數(shù)據(jù)快速的在網(wǎng)絡(luò)上傳輸即便影像數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)上被截錄，在不知道TDCEA解密的條件參數(shù)下，入侵者所看到的影像數(shù)據(jù)幾乎等于是噪聲，但對(duì)于特定的接收端由于具備解密的條件參數(shù)，因此仍然可以將加密影像予以解密并還原成原本的影像數(shù)據(jù)。

結(jié)論

隨著因特網(wǎng)的普及化及數(shù)字影音壓縮技術(shù)的進(jìn)步，透過(guò)網(wǎng)絡(luò)上傳或下載多媒體信息已經(jīng)成為十分便捷且快速的方式，但衍生出來(lái)的安全性及智財(cái)權(quán)問(wèn)題將成為不法業(yè)者及網(wǎng)絡(luò)駭客肆意橫行的最大漏洞，而最好的解決辦法除了設(shè)定過(guò)濾身份的密碼機(jī)制外，將影像數(shù)據(jù)透過(guò)加密技術(shù)再上傳，將是保護(hù)自已也是防犯犯罪的最佳防護(hù)網(wǎng)。

參考文獻(xiàn)
[1] W. Diffie and M. E. Hellman, “Privacy and authentication: an introduction to cryptography”, Proceedings of The IEEE, vol. 67, pp. 397-427, 1979.

[2] M. E. Smid and D. K. Branstad, “The data encryption standard: past and future”, Proc. Of The IEEE, vol. 76, pp. 550-559, 1988.

[3] J. C. Yen and J. I. Guo, “An efficient hierarchical chaotic image encryption algorithm and its VLSI realization”, IEE Proc. – Vision, Image and Signal Processing, vol. 147, pp. 167-175, 2000.

[4] C. W. Wu and N. F. Rulkov, “Studying chaos via 1-D maps – A tutorial”, IEEE Trans. on Circuits and Syst. I-Fundamental Theory and Applications, vol. 40, pp. 707-721, 1993.

[5] The MPEG Home Page Web Site, http://www.chiariglione.org/mpeg/index.htm

[6] 林嘉文，語(yǔ)音/視訊技術(shù)，通訊工業(yè)綜論, Jun. 1999

[7] “MPEG-4 Overview”, ISO/IEC JTC1/SC29/WG11 N4668, March 2002

[8] T. Wiegand, G. J. Sullivan, G. Bjontegaard, and A. Luthra, “Overview of the H.264 / AVC Video Coding Standard”, IEEE Transactions on Circuits and Systems for Video Technology, July 2003