基于安防監(jiān)控的信息處理及保密研究

吉彬

中國船舶重工集團(tuán)公司第七一八研究所，中國·河北 邯鄲 056027

1 引言

當(dāng)前中國盜竊犯罪案件的發(fā)生較為頻繁，同時(shí)也呈現(xiàn)出逐步上升的趨勢，這對(duì)于中國社會(huì)治安方面的影響無疑是極為嚴(yán)重的。隨著社會(huì)各界對(duì)于治安問題重視程度的不斷增加，中國政府對(duì)于該方面也采取了很多措施幫助遏制這類惡性事件的發(fā)生，其中安防技術(shù)的出現(xiàn)無疑起到了較好的作用。其中監(jiān)控信息的處理及保密技術(shù)即是安防監(jiān)控技術(shù)的重要內(nèi)容，其在當(dāng)前的應(yīng)用中也得到了進(jìn)一步的推廣。

2 基于安防監(jiān)控的信息處理及保密研究現(xiàn)狀及意義

2.1 研究現(xiàn)狀及發(fā)展方向

據(jù)調(diào)查可知，由于一些不法分子往往通過破解安防監(jiān)控圖像信息來傳輸虛假圖像，從而迷惑警方人員，繼續(xù)進(jìn)行作案，這也對(duì)社會(huì)的穩(wěn)定造成了很大的威脅。因而對(duì)于圖像數(shù)據(jù)的保護(hù)越來越重視，安防監(jiān)控中的信息傳輸處理及保密技術(shù)也得到了快速的發(fā)展。當(dāng)前安防監(jiān)控產(chǎn)品也是多種多樣，諸如社區(qū)防盜、汽車防盜等的發(fā)展態(tài)勢良好，同時(shí)已有的單片機(jī)信息數(shù)據(jù)處理技術(shù)也有了快速的發(fā)展。但該產(chǎn)品由于未應(yīng)用加密技術(shù)，在使用的過程中存在著很大的隱患。隨著信息技術(shù)的快速發(fā)展以及通信保密的廣泛應(yīng)用，安防監(jiān)控技術(shù)未來的發(fā)展中將重點(diǎn)基于圖像信息的安全傳輸以及加密技術(shù)進(jìn)行研究，由此提高其保密效果。

2.2 關(guān)于安防監(jiān)控信息處理及保密研究的意義

論文中主要就安防監(jiān)控信息處理及保密技術(shù)進(jìn)行研究，在此過程中基于信息采集及加密技術(shù)進(jìn)行大規(guī)?？删幊踢壿嬈骷难芯?，并將之廣泛地應(yīng)用于通信、工業(yè)等系統(tǒng)之中?？傮w來看，這方面的研究對(duì)于圖像信息的加密以及社會(huì)治安保障都有著很大的幫助，同時(shí)也能最大化地滿足人們對(duì)于社會(huì)穩(wěn)定方面的要求，以此來保障經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展[1]。

3 數(shù)字圖像加密技術(shù)簡要分析

3.1 密碼技術(shù)

就目前而言，密碼技術(shù)是信息安全保障的重要方式，而密碼技術(shù)的發(fā)展歷程較長，經(jīng)過百余年的發(fā)展，其應(yīng)用范圍始終在不斷擴(kuò)大，同時(shí)也開始應(yīng)用于軍事領(lǐng)域。密碼技術(shù)是一項(xiàng)較為復(fù)雜的綜合性技術(shù)，其有效地將計(jì)算機(jī)科學(xué)、電子通信等技術(shù)進(jìn)行融合應(yīng)用，從而提高了信息的機(jī)密性。不僅如此，密碼技術(shù)的使用也能防止信息被不法分子篡改或是偽造，因而信息的準(zhǔn)確性方面也得到了一定的保障。對(duì)于密碼技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用而言，相關(guān)加密算法的確十分有必要。當(dāng)前為了防止密碼分析往往采取以下的機(jī)制：首先是強(qiáng)壯的加密算法，這類加密算法與密鑰的位數(shù)密切相關(guān)，使用窮舉法才能最終解密，因而密鑰越長則保密性能越好。除此之外，保護(hù)關(guān)鍵密鑰的采取也是較為常見，在此過程中需要定期的變換密鑰，這也是由于這類信息泄露后果嚴(yán)重所導(dǎo)致的。隨著密碼技術(shù)的不斷發(fā)展，現(xiàn)代密碼技術(shù)也進(jìn)行了劃分，主要分為對(duì)稱以及非對(duì)稱密碼技術(shù)兩種。對(duì)稱密碼體制中加密以及解密的密鑰是相同的，其算法速度較快，應(yīng)用范圍也比較廣。而非對(duì)稱密鑰則包含公共密鑰以及專用密鑰，一般地，公共密鑰可以公布，這也是保障專用密鑰安全的重要舉措，而用公共密鑰加密的信息必須使用專用密鑰進(jìn)行解密，這方面的算法也較為復(fù)雜。

3.2 數(shù)字圖像加密技術(shù)的分類簡要分析

就目前而言，數(shù)字圖像加密方法多種多樣，而根據(jù)其加密方式的不同也可以進(jìn)行一定的劃分，諸如基于現(xiàn)代密碼體制的加密方法、基于混沌系統(tǒng)的加密方法以及基于壓縮編碼技術(shù)的加密方法等。首先基于現(xiàn)代密碼體制的加密方法為數(shù)字信息的安全保密提供了基礎(chǔ)，也幫助一些經(jīng)典算法取得了成功。據(jù)分析可知，密碼體制的加密方法契合于圖像文件的加密，經(jīng)過諸多學(xué)者長期的研究也開始將橢圓曲線應(yīng)用于圖像加密之中。而基于混沌系統(tǒng)的加密方法則是由Matthews 提出的，這方面數(shù)據(jù)加密方法較為重要，也是近些年來發(fā)展起來的加密技術(shù)，其可以將加密的圖像信息按照某種編碼方式來進(jìn)行應(yīng)用，最終利用混沌信號(hào)來對(duì)其圖像技術(shù)進(jìn)行加密，其他類型的數(shù)字加密技術(shù)就不進(jìn)行具體的介紹分析了。

3.3 基于DES 算法的圖像加密方法

DES 是一種數(shù)據(jù)加密標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)也是由其他國家學(xué)者所提出的數(shù)據(jù)加密方法，該加密方法也被美國用于加密政府及商業(yè)的一些非要害信息。經(jīng)分析可知，DES 屬于對(duì)稱密碼體制，因而其應(yīng)用過程中加解密的速度較快，安全性也比較高。當(dāng)前DES 算法也被廣泛地應(yīng)用于加油站等領(lǐng)域，用以加強(qiáng)一些關(guān)鍵數(shù)據(jù)的保密性能。此外，金融交易數(shù)據(jù)包的校驗(yàn)以及PIN 的加密傳輸?shù)纫捕紤?yīng)用了DES 算法。DES 算法的基本思想即是在64 比特密鑰的控制下，將其每64 個(gè)比特分為一組，從而按照分組進(jìn)行加密操作。DES 算法運(yùn)行中，首先是利用初始置換表來進(jìn)行換位處理，并在密鑰的控制下進(jìn)行16 論迭代處理，并經(jīng)過交換來得到64 比特密文。一般的，DES 密鑰為64 位長，而用戶往往是提供56 位，剩余的8 位則需要根據(jù)算法進(jìn)行提供。其中16 個(gè)階段中各個(gè)階段都將使用48 位密鑰，此密鑰最初也是由64 位密鑰派生而來的[2]。

3.4 改進(jìn)DES 后的圖像加密算法簡要分析

基于DES 算法的圖像加密需要考慮的內(nèi)容很多，首先是要解決如何將圖像色彩的二維數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為一維數(shù)據(jù)，在此過程中也需要對(duì)一維數(shù)據(jù)進(jìn)行分組加密。經(jīng)過該加密操作后，其圖像處理也更為保密，實(shí)際應(yīng)用的效果也比較好。初始置換表IP 表改用Fibonacci 置換表FIP 表，而其余算法則保持不變，由此便能得到新的加密方法。在此過程中，其具體的加密算法步驟如下，首先需要構(gòu)架基于Fibonacci 置換表FIP的新DES 模塊，之后輸入之前的圖像信息，并將之向一維數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)化。轉(zhuǎn)化之后，輸入64 比特密鑰，同時(shí)利用改進(jìn)的DES 算法來將每64 比特?cái)?shù)據(jù)為一組，從而加密所有的圖像，并得到加密后的相關(guān)數(shù)據(jù)。最后即是將一維數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為二維數(shù)據(jù)，得到加密后的秘密圖像。經(jīng)過實(shí)踐分析比較后可知，改進(jìn)后的DES 算法保密效果更好，其應(yīng)用也有效地解決了傳統(tǒng)加密方法的不足之處[3]。

4 靜態(tài)圖像編碼于加密的結(jié)合簡要分析

一般地，由于存儲(chǔ)資源和網(wǎng)絡(luò)寬帶的限制，圖像數(shù)據(jù)內(nèi)容較為龐大，這就需要將其以壓縮的形式進(jìn)行存儲(chǔ)或是運(yùn)輸。這就對(duì)加密算法提出了嚴(yán)格的要求，加密算法需要抵抗壓縮攻擊或是直接與壓縮過程相結(jié)合，由此才能確保圖像數(shù)據(jù)內(nèi)容的保密性。就目前而言，新一代的靜止圖像壓縮標(biāo)準(zhǔn)，即JPEG2000 已然發(fā)布，其一經(jīng)推出便得到了廣泛的應(yīng)用，但仍需要在后續(xù)的使用中對(duì)加密技術(shù)理論以及應(yīng)用的發(fā)展提供新的契機(jī)。由上述的分析可知，壓縮后的圖像數(shù)據(jù)去除了圖像的空間或時(shí)間相關(guān)冗余性，因而其數(shù)據(jù)可能包含不同類型的信息，這些信息都有必要進(jìn)行加密處理。

5 結(jié)語

論文中就安防監(jiān)控相關(guān)的信息處理及保密技術(shù)進(jìn)行了深入的探討分析，在此過程中，重點(diǎn)介紹了數(shù)字圖像加密技術(shù)以及DES 保密技術(shù)，在此基礎(chǔ)上，進(jìn)一步深入探究了靜態(tài)圖像編碼與加密的結(jié)合?？傮w而言，都是為了有效地提高重要信息的保密性。