嵌入式多媒體安全系統(tǒng)

Amit+Pande等

在過去的幾年里，多媒體通訊獲得了很大的關(guān)注，特別是在移動和嵌入式器件領(lǐng)域，如無線傳感器。多媒體應(yīng)用程序是數(shù)據(jù)密集型的，因此，相對于普通的數(shù)據(jù)編碼程序和加密應(yīng)用程序，它需要特殊的對待。在現(xiàn)代社會，多媒體技術(shù)已成為一股強大的力量，它和因特網(wǎng)一起，已經(jīng)成為20世紀末、21世紀初信息化社會發(fā)展的兩個重要技術(shù)動力之一。對于從移動設(shè)備產(chǎn)生的視頻的處理，如智能手機和無線傳感器獲取的視頻，增加了多方面的需求，如功耗、多媒體內(nèi)容的保密和隱私，已經(jīng)成為業(yè)界和學(xué)術(shù)界越來越關(guān)注的問題。本書的主要目的是激發(fā)讀者產(chǎn)生創(chuàng)造性思維，提出視頻加密問題新方案，而不是單純地作為一本教科書，使讀者對嵌入式多媒體系統(tǒng)的安全算法有一個深入地了解。本書擺脫了以往的設(shè)計方法，即單獨地設(shè)計壓縮和加密算法，然后將其與已有架構(gòu)進行結(jié)合；提出了從架構(gòu)、編碼（壓縮）和加密三者結(jié)合的角度出發(fā)，進行完整的整體設(shè)計。

全書由兩部分組成，共8章。第1部分為多媒體系統(tǒng)基礎(chǔ)，包含第1-3章：1.導(dǎo)論。本章首先介紹了視頻編碼技術(shù)，然后討論了嵌入式系統(tǒng)和可重構(gòu)的體系結(jié)構(gòu)，以及現(xiàn)有文獻中提及的有關(guān)多媒體安全性及加密基礎(chǔ)知識；2.多媒體加密技術(shù)中的進展。討論了多媒體加密問題，并介紹了幾種常見的多媒體加密算法，如后壓縮加密算法、先壓縮加密算法、選擇性加密算法和聯(lián)合壓縮加密方法，給出了進行聯(lián)合壓縮加密方法的原因；3.使用聯(lián)合壓縮加密算法保護多媒體內(nèi)容。介紹了聯(lián)合壓縮加密算法的基本問題，提出了作者自己的解決方案。

第2部分為實例部分，包含第4-8章：4.多態(tài)小波變換。紹了使用多態(tài)小波變換的動機及作者對它的一些領(lǐng)悟，以及小波變換的應(yīng)用背景及相關(guān)工作，其中涉及離散小波變換的硬件體系結(jié)構(gòu)，討論了多小波濾波器的參數(shù)化濾波器設(shè)計、數(shù)值分析、候選濾波器選擇及硬件架構(gòu)。然后介紹了固定點實現(xiàn)及硬件（重新）分配方法，包括在傳輸過程中切換技術(shù)與位寬切換技術(shù)，給出了實驗對比驗證結(jié)果；5.安全的小波變換。介紹了離散小波變換中的參數(shù)建設(shè)問題及子帶重定向問題和小波變換的安全性問題，討論了采用可重構(gòu)常數(shù)乘法器對硬件的架構(gòu)進行優(yōu)化；6.混沌濾波器組。本章首先介紹了混沌與密碼、小波與混沌濾波器組，引入混沌映射的小波濾波器組思想，介紹了修改混沌濾波器組方法及小波參數(shù)化，然后分析了混沌發(fā)生器的電阻對安全性影響，以及如何進行安全性增強和硬件實現(xiàn)；7.混沌算術(shù)編碼。介紹了分段線性混沌映射的算法編碼的主要思想、壓縮效率與執(zhí)行效率，論述了該方法的安全性，討論了它的體系結(jié)構(gòu)與硬件實現(xiàn)，介紹了多霍夫曼表、隨機算術(shù)編碼、安全算術(shù)編碼等相關(guān)工作。

本書中在每一章后均列出了十分齊全的參考文獻，便于讀者進一步研究正文中提到的某些問題。本書的結(jié)構(gòu)是自成系統(tǒng)的，對于在多媒體安全系統(tǒng)領(lǐng)域有所研究的讀者，可以獨立使用。

本書適合從事計算機科學(xué)、計算機工程和電氣工程等專業(yè)的高年級本科生和一年級研究生閱讀和參考，并可以作為對多媒體（視頻）編碼、加密及硬件實現(xiàn)研究感興趣的其他專業(yè)學(xué)生的參考書。對于在多媒體、通信、安全、半導(dǎo)體和計算機產(chǎn)業(yè)的很多專業(yè)人士，如：軟件固件/算法工程師、硬件工程師、芯片與系統(tǒng)架構(gòu)師、技術(shù)營銷專業(yè)人士和研究人員，本書也將提供很有用的幫助。

張進興，碩士研究生

（中國科學(xué)院空間科學(xué)與應(yīng)用研究中心）

Zhang Jinxing，Master

（National Space Science Center，CAS）endprint