视频加密之Zigzag置乱算法和改变Huffman码算法

2022-10-28

Zigzag置乱算法

Zigzag置乱算法的基本思想是使用一个随机的置乱序列来代替Zigzag扫描顺序，来将各个8x8块的DCT系统映射成一个1x64矢量。

基本算法由三部组成，步骤如下：

1、产生一个基数为64的置乱序列表；

2、把DC系统分成两个较小值的数。假设DC是二进制数d7d6d5d4d3d2d1d0，将它分成两个数d7d6d5d4和d3d2d1d0，它们的范围都在[0，15]。然后将DC系统置为d7d6d5d4，将原最后一个AC系数设置为d3d2d1d0；

3、用随机置乱序列表将经分离处理的8x8块映射成1x64序列。

Zigzag置乱算法有严重的安全性问题，Zigzag置乱算法数度很快，不影响视频的实时传输，但是经过加密的视频压缩后码流大小将显著增加。因为运用非Zigzag顺序将8x8块映射成1x64的矢量，将会极大减少连续零的个数，从而减少压缩率。视频流大小经过加密后增加和达46%。考虑到MPEG视频流数量的巨大，则会更重大小增量是很难容忍的。

改变Huffman码算法

改变Huffman码算法码表的视频加密算法原理是：对于编码采用Huffman编码的视频标准，将通用Huffman码表修改后使用，修改后的特殊Huffman码作为密钥，非法接收方无此特殊码表，就无法正确解码视频信息。

该算法的安全性取决于保持压缩率不便的前提下，Huffman码表的可便空间（密码空间）

改变Huffman码表，一般会降低压缩率，Huffman编码是对数据流中出现频率高的位组合模式对应短码，出现频率高低的位组合模式对应长码字，达到短码平均字，压缩数据集的目的，表通过统计码流中各种位组合模式出现的概率制作。本算法在改变各组合模式对应的Huffman码字中，保持对应的码字长度不变，即保持了特定出现概率的组合模式对应的特定码字长度不变，也就保持了原压缩率不变。

该算法完全不增加计算量，适用于使用编码的各种视频和图像压缩编码标准和算法，其确定是安全性较差。