楊波

摘要：如何在編碼和轉(zhuǎn)碼的工作過程中有效地對(duì)網(wǎng)絡(luò)視頻文件，內(nèi)容資源進(jìn)行視頻數(shù)字化和版權(quán)的保護(hù)管理，具有很高的社會(huì)科學(xué)和經(jīng)濟(jì)社會(huì)研究?jī)r(jià)值。本文提出一種基于AVS2的超高清編碼和轉(zhuǎn)碼加密技術(shù)系統(tǒng)，該加密系統(tǒng)可以在編碼和轉(zhuǎn)碼的操作過程中對(duì)關(guān)鍵數(shù)據(jù)進(jìn)行加密，從而在不大幅度的增加編碼處理器運(yùn)算量的情況下，實(shí)現(xiàn)了對(duì)數(shù)據(jù)的加密保護(hù)，同時(shí)，加密在編碼內(nèi)部可以實(shí)現(xiàn)，這樣，沒有任何數(shù)據(jù)需要傳輸?shù)闹虚g環(huán)節(jié)，安全系數(shù)也更高。

關(guān)鍵詞：數(shù)據(jù)加密系統(tǒng);AVS2;超高清

隨著數(shù)據(jù)采集加密技術(shù)的發(fā)展，設(shè)備的不斷進(jìn)步以及數(shù)據(jù)的質(zhì)量高清化快速發(fā)展，同等網(wǎng)絡(luò)時(shí)間下的數(shù)據(jù)也越來(lái)越多，這給現(xiàn)階段的數(shù)據(jù)傳輸和數(shù)據(jù)媒體存儲(chǔ)技術(shù)帶來(lái)了更大的技術(shù)壓力。同時(shí)，隨著國(guó)際網(wǎng)絡(luò)的不斷發(fā)展，數(shù)據(jù)盜版權(quán)的問題也日益嚴(yán)重，因此，在對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行高效編碼壓縮的工作過程中對(duì)版權(quán)數(shù)據(jù)進(jìn)行有效保護(hù)就顯得格外的重要。

一、基于AVS2的超高清編碼加密技術(shù)系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)

本文主要提出了一種基于AVS2的超高清編碼機(jī)轉(zhuǎn)碼加密技術(shù)系統(tǒng)，該加密系統(tǒng)將新的編碼標(biāo)準(zhǔn)與編碼方案緊密結(jié)合在了起來(lái)，實(shí)現(xiàn)了基于AVS2編碼的ts級(jí)別加密和es級(jí)別的編碼加密，兩種自動(dòng)加密管理方式各自都有各的優(yōu)劣，ts級(jí)的自動(dòng)加密，獨(dú)立于整個(gè)編碼器，實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，但是加密運(yùn)算量大，基于AVS2的自動(dòng)加密系統(tǒng)，主要是通過在編碼與轉(zhuǎn)碼的傳輸過程中對(duì)關(guān)鍵數(shù)據(jù)進(jìn)行自動(dòng)加密與采用drm加密管理，從而在不大幅度的增加視頻編碼處理器加密運(yùn)算量的前提下，實(shí)現(xiàn)了對(duì)版權(quán)保護(hù)，同時(shí)這種加密在編碼內(nèi)部得以實(shí)現(xiàn)，這樣不僅沒有數(shù)據(jù)直接傳輸?shù)闹T多中間環(huán)節(jié)，編碼內(nèi)容的安全系數(shù)也更高。

二、系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)

1.系統(tǒng)文件管理輸入模塊

管理文件模塊主要功能是通過一個(gè)網(wǎng)絡(luò)端口接收一個(gè)客戶機(jī)中需要進(jìn)行編碼或者需要轉(zhuǎn)碼的數(shù)字文件，將這些編碼文件有序的輸入存放在一個(gè)編碼器中。

2.編碼加密模塊初始化編碼模塊

主要用于針對(duì)AVS2中的編碼數(shù)據(jù)或者是AVS2數(shù)據(jù)包的初始加密，將一個(gè)數(shù)據(jù)編碼后，發(fā)送給一臺(tái)drm這個(gè)服務(wù)器，drm這個(gè)服務(wù)器在接收到這個(gè)編碼器的加密請(qǐng)求后，再次發(fā)送給這個(gè)編碼器。

3.編碼器轉(zhuǎn)碼復(fù)位加密器

該模塊將復(fù)位編碼器轉(zhuǎn)碼后的多個(gè)AVS2編轉(zhuǎn)碼的ts流進(jìn)行sm4或者多個(gè)aes的復(fù)位加密。根據(jù)不同客戶的技術(shù)要求，如確定視頻的圖像分辨率的具體大小，視頻的播放格式，視頻的播放碼率，音頻的播放格式，音頻的播放碼率，是否可能需要及時(shí)加載新日志或者添加字幕等，對(duì)視頻文件編碼進(jìn)行視頻編碼和運(yùn)轉(zhuǎn)的加密處理，在文件編碼的整個(gè)過程中對(duì)音頻AVS2流和視頻的關(guān)鍵幀數(shù)據(jù)進(jìn)行視頻加密、加密后的視頻AVS2流在視頻與其他音頻問的數(shù)據(jù)流被復(fù)用后形成一個(gè)ts流，送到視頻輸出機(jī)的文件編碼管理系統(tǒng)模塊。

4.加密輸出輸入文件加密管理器

該模塊可以管理用戶編碼和轉(zhuǎn)碼后的所有加密輸出文件，等待加密用戶的自動(dòng)下載或者觀看。

三、編碼和轉(zhuǎn)碼數(shù)字加密系統(tǒng)模塊的軟件架構(gòu)與功能實(shí)現(xiàn)

1.編碼和轉(zhuǎn)碼數(shù)字加密系統(tǒng)模塊的軟件架構(gòu)

（1）數(shù)字源串流復(fù)用編碼模塊，從一個(gè)輸入編碼文件中直接讀取一個(gè)ts編碼文件，將這個(gè)ts文件進(jìn)行復(fù)制使用，復(fù)制使用工作完成后，根據(jù)數(shù)字音視頻的兩種編碼文件格式，分別將聲音視頻和數(shù)字音頻編碼數(shù)據(jù)分別送入一個(gè)相應(yīng)的視頻解碼器中，若需要輸入的視頻文件格式是其他形式的文件則直接將其送入到音視頻文件編碼處理模塊中來(lái)進(jìn)行視頻編碼。（2）使用視頻數(shù)字解碼處理模塊，完成一個(gè)視頻數(shù)字解碼。（3）利用音額信號(hào)解碼處理模塊，完成一個(gè)音頻信號(hào)數(shù)字解碼。（4）利用視頻數(shù)字編碼處理模塊，完成一個(gè)AVS2的兩個(gè)視頻數(shù)字編碼。（5）使用加密數(shù)據(jù)模塊，完成AVS2的加密關(guān)鍵就是編碼加密，可以通過各種軟件編碼實(shí)現(xiàn)，也或者可以通過硬件編碼處理器或額外插入的加密解碼卡，用各種硬件編碼來(lái)直接實(shí)現(xiàn)加密。（6）利用音頻數(shù)字編碼處理模塊，完成整個(gè)音頻的數(shù)字編碼。（7）視編碼復(fù)制使用視頻模塊：將視頻編碼后的數(shù)字視頻編碼數(shù)據(jù)和其他音頻編碼數(shù)據(jù)進(jìn)行復(fù)制使用后形成的。

2.AVS2芯片內(nèi)容模塊加密芯片封裝

AVS2芯片加密內(nèi)容封裝主要是對(duì)ts和es層進(jìn)行內(nèi)容加密，確保所有終端視頻芯片擁有能夠直接支持硬件安全性的視頻傳輸路徑。這種加密方法具體有兩個(gè)主要優(yōu)點(diǎn)：一來(lái)就是使加密的文件計(jì)算量小，二來(lái)就是沒有生成一個(gè)可以加密播放的數(shù)字文件，使得加密播放的文件概率小很多，提高了數(shù)字文件的加密安全性。

3.加密密碼算法

使用分組明文密碼就是將每個(gè)明文數(shù)據(jù)，按固定明文長(zhǎng)度順序進(jìn)行加密分組，然后在同一密鑰組的控制下面對(duì)逐個(gè)分組數(shù)據(jù)進(jìn)行明文加密，從而將各個(gè)加密明文中的分組數(shù)據(jù)變換為一個(gè)等長(zhǎng)的不同密文的一種密碼。

四、結(jié)論

本文主要提出了一種基于編碼AVS2的超高清編轉(zhuǎn)碼加密處理系統(tǒng)，這樣大大節(jié)約了復(fù)雜數(shù)據(jù)碼流存儲(chǔ)占用空間或者視頻碼流數(shù)據(jù)傳輸空間帶寬，同時(shí)，在視頻編碼內(nèi)部加密可以實(shí)現(xiàn)，這樣不僅沒有復(fù)雜數(shù)據(jù)碼流傳輸?shù)闹T多中間環(huán)節(jié)，視頻編碼內(nèi)容的安全系數(shù)也更高。