數(shù)碼視訊高清晰視頻通信加密技術(shù)GARD的技術(shù)

標(biāo)簽：SGARD  視頻通信

一、前言

高清晰視頻通信技術(shù)的快速發(fā)展給我們帶來了前所未有的視頻質(zhì)量，但在通信過程中，網(wǎng)絡(luò)安全是如何得到保障的呢?我們在想盡辦法來提高視頻通信質(zhì)量的同時，在IP通信技術(shù)快速發(fā)展的今天，安全同樣也是我們關(guān)注的焦點(diǎn)。

信息加密技術(shù)的使用作為保護(hù)網(wǎng)絡(luò)安全的一種行之有效的手段，即通過某種加密算法將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成經(jīng)過解密后才可讀的密碼來加以保護(hù)，使未經(jīng)授權(quán)的訪問即使得到數(shù)據(jù)也難以解密，現(xiàn)有的加密技術(shù)主要有對稱加密技術(shù)和非對稱加密技術(shù)兩種。

在ITU-T關(guān)于視頻通訊的標(biāo)準(zhǔn)中，已經(jīng)有了針對于視頻通訊的加密章節(jié)——H.235加密標(biāo)準(zhǔn)。隨著H.235的不斷發(fā)展，到目前為止，其版本已經(jīng)更新到V4版本。H.235是ITU-T有關(guān)視頻通訊體系系列標(biāo)準(zhǔn)中有關(guān)安全方面的一種標(biāo)準(zhǔn)，主要為基于H.323-、H.225.0-、H.245-以及H.460-的體系提供安全程序。H.235可以應(yīng)用于任何以H.245作為控制協(xié)議的終端點(diǎn)對點(diǎn)會議和多點(diǎn)會議。H.235主要提供了身份認(rèn)證、數(shù)據(jù)加密和完整性功能，能在通用模式下協(xié)商所需的服務(wù)和功能，并選擇加密技術(shù)和其他功能。這種特定的方式與系統(tǒng)能力、應(yīng)用程序需求及特定安全策略限制相關(guān)聯(lián)。H.235支持各種加密算法，并支持不同的加密選項(xiàng)用于不同的目的。在兩側(cè)加密通訊過程中所采用的加密算法一般為DES 56、AES 128。由于這兩種加密算法為商用加密算法，在國內(nèi)一些特定的領(lǐng)域或行業(yè)并未得到廣泛認(rèn)可。

二、SGARD加密技術(shù)簡介

數(shù)碼視訊公司深刻的意識到：用戶對視頻通信的要求，正由只注重連通性、清晰度向注重高質(zhì)、可靠、安全、穩(wěn)定轉(zhuǎn)變，因此公司對視頻通信安全性尤為重視。經(jīng)過視頻技術(shù)方面多年的努力所積累的豐富開發(fā)經(jīng)驗(yàn)，數(shù)碼視訊已成功開發(fā)出了視頻編碼加密技術(shù)——SGARD，并成功應(yīng)用在視頻通信系統(tǒng)上，使系統(tǒng)在視頻通信的加密策略上開創(chuàng)了全新的時代，完全確保在視頻通信中的信息安全。

SGARD加密技術(shù)完成對視頻終端用戶授權(quán)控制與密鑰生成、加密、發(fā)送以及視頻編解碼控制等工作，保證只有被認(rèn)證的視頻終端用戶才能接入系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)通訊，同時確保數(shù)據(jù)流不被非法用戶竊取，是一個新型視頻通訊安全認(rèn)證系統(tǒng)。

三、應(yīng)用過程

數(shù)碼視訊視頻通訊系統(tǒng)中，音視頻數(shù)據(jù)包通過編解碼設(shè)備發(fā)送，首先由終端內(nèi)部控制字發(fā)生器產(chǎn)生控制字，將它提供給加密組件。根據(jù)控制字發(fā)生器提供的控制字，對編碼器傳送的H.264高清視頻流進(jìn)行加密運(yùn)算，此時加密的輸出結(jié)果為經(jīng)過擾亂的H.264高清視頻流，控制字就是加密所用的密鑰。視頻終端系統(tǒng)內(nèi)部接收到來自控制字發(fā)生器的控制字后，則根據(jù)用戶授權(quán)系統(tǒng)提供的業(yè)務(wù)密鑰對控制字進(jìn)行加密運(yùn)算，生成授權(quán)控制信息。最后將加密音視頻數(shù)據(jù)包打包傳輸至遠(yuǎn)端視頻會議終端或多點(diǎn)控制單元(MCU系統(tǒng))。經(jīng)過解碼后的加密音視頻流在開始時，控制字還沒有恢復(fù)。該加密數(shù)據(jù)流在沒有解密的情況下，通過終端解密器送出，從而恢復(fù)出控制字?；謴?fù)控制字的過程十分短暫，一旦在視頻終端接收恢復(fù)出正確控制字以后，將加密視頻比特流恢復(fù)成正常視頻流。從而實(shí)現(xiàn)通訊加密過程。

由此，我們可以看出整個SGARD加密系統(tǒng)對視頻通訊的安全性起到了多層保護(hù)：第一層保護(hù)是用控制字對編解碼器輸出的圖像、聲音和數(shù)據(jù)信號比特流進(jìn)行加密，擾亂正常的音視頻流，使其在視頻通訊對端接收端不解密就不能獲得圖像、聲音及數(shù)據(jù)信息;第二層保護(hù)是通過密鑰對控制字加密，即使控制字在傳輸過程中被非法截取，也無法對加密后的控制字進(jìn)行解密;第三層保護(hù)是通過個人分配密鑰對業(yè)務(wù)密鑰進(jìn)行加密，進(jìn)一步提高了整個系統(tǒng)的安全性，使非授權(quán)用戶在即使得到加密業(yè)務(wù)密鑰的情況下，也不能輕易解密，因?yàn)榻獠怀鰳I(yè)務(wù)密鑰就得不出正確的控制字，沒有正確的控制字就無法解出正常信號的數(shù)據(jù)流。

視頻通信系統(tǒng)加密的安全策略應(yīng)該采用多級密鑰和算法相結(jié)合的立體加密體系，避免單獨(dú)使用密鑰或者算法加密體系而帶來的弊端。

四、SGARD技術(shù)分析

1.算法

從算法入手是破解加密音視頻數(shù)據(jù)包的最直接方法。數(shù)碼視訊SGARD系統(tǒng)一般采用兩種措施來對付算法破解。一是加長密鑰，根據(jù)香農(nóng)定理，信息的容量與其長度成指數(shù)關(guān)系，密文的信息量越大，破解的難度就越大。二是采用多重算法，根據(jù)密碼學(xué)原理，加密系統(tǒng)有四個要素，即密文=算法(明文，密鑰)。在大部分的加密應(yīng)用中，明文和密鑰是被保護(hù)的對象，四個要素中有一半是未知的，安全性是比較高的。

但在IP視頻通訊實(shí)際應(yīng)用中，明文與密文是可截取的，而一個可靠的加密系統(tǒng)采用的算法應(yīng)該是可以公開的，所以采用單一算法的加密系統(tǒng)，只有一個未知要素，比較容易被解析或窮舉方法破解。但是如果采用多重算法，情況就完全不相同了，因?yàn)槊芪?算法2(算法1(明文，密鑰1)，密鑰2)，所以整個系統(tǒng)中有六個要素，其中三個是未知的，這就大大增強(qiáng)了安全性，使解析法的破解幾乎沒有可能，如果再配合長密鑰和時間因子的話，窮舉法也非常難被破解。

在為加密SGARD數(shù)據(jù)選取加密算法時，考慮到目前通信行業(yè)所支持的安全算法現(xiàn)狀，如果完全采用國際流行的商用算法(如DES、AES、RSA)則不符合我國相關(guān)的安全條例。因此為了符合中國國情，數(shù)碼視訊視頻通信系統(tǒng)SGARD系統(tǒng)采用自有專利的特殊加、解密算法(SVAS)，所有的對稱算法強(qiáng)度不低于3DES或者AES，非對稱算法強(qiáng)度不能低于RSA。

2.加密體系

SGARD視頻通信訊加密系統(tǒng)所使用的算法都符合國家商密委商用算法標(biāo)準(zhǔn)，并且把多種算法經(jīng)過多種組合使用，如：使用了64種算法，我們就有264種組合方式，并且每次使用的組合數(shù)量不定，這樣就加大了破解的難度，使之完全具有基于算法的加密強(qiáng)度。

綜上所述，SGARD加密技術(shù)最大程度的保證了用戶使用視頻通信時的安全，確保系統(tǒng)能一直處于最佳的安全狀態(tài)，從而保障用戶視頻應(yīng)用中的安全和QoS等，極大地提高視頻通信使用質(zhì)量。