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随着网络视频流技术的逐步成熟,IP视频技术已经开始应用于城市安全防范监控、家庭住宅监控、网络视频会议等领域。网络上传送的视频流涉及城市安全和家庭隐私,在传送过程中极易受到窃听、篡改、拒绝服务等网络攻击,所以安全传递视频流已经成为一种迫切需要的技术。
传统的网络环境下的安全传送技术包括IPsec(Internet Protocol Security)技术、SSL(Secure Socket Layer)/TLS(Transport Layer Security Protocol)技术等。网络层IPsec目前不支持流加密方法;传送层SSL/TLS主要在传送层向上的服务接口上提供的安全控制能力,也无法直接应用于媒体流的加密;实时传送协议(Real-time Transport Protocol, RTP)对报文身份验证和完整性没有任何定义;SRTP(Secure Real-time Transport Protocol)虽然为视频流传送提供加密、报文身份验证和完整性保护,但加密范围有限,提供的身份验证服务较脆弱。
本文首先对流加密技术进行了研究和分析。高级加密算法(AES)通过迭代提供对称密钥分组;混沌系统能提供具有随机性、相关性和复杂性的拟随机序列:椭圆曲线算法依赖有限循环群离散对数的难解性提供可靠的密钥序列。在研究流加密算法的基础上,本文将流加密技术和实时传送协议簇(RTP/SRTP)相结合,应用模块化的设计方法对SRTP的密钥推导、加密/解密、身份验证、完整性保护等功能进行了模块划分,建立了相应的框架结构和逻辑流程。本文在遵循SRTP协议框架的基础上,由密钥生成和传送模块提供加密、身份验证和完整性校验密钥,由身份验证模块产生的验证码(MAC)提供数据的身份验证,由完整性保护模块计算出完整性验证序列码(check_seq),提供报文的完整性验证。运用C++语言在Linux开发环境下对各模块进行了编程实现,在实现过程中还考虑到了SRTP与UDP和RTP的具体交互。由于时间限制,只是对主要功能进行了实现,完整的系统还有待于进一步的开发实现。
最后,在Linux环境下通过部署改进的SRTP协议方案进行数据的传送测试。测试结果表明所提出方案对视频流传送的实时性、安全性和运行效率有一定提高,具有一定实用价值。