Abstract
Due to the rapid development of network environment and wireless communication technology, the distribution of digital video has made easily and the importance of the protection for digital video has been increased. This paper proposes the digital video encryption system based on multiple chaos maps for MPEG-2 video encoding process. The proposed method generates secret hash key of having 128-bit characteristics from hash chain using Tent map as a basic block and generates $8{\times}8$ lattice cipher by applying this hash key to Logistic map and Henon map. The method can reduce the encryption overhead by doing selective XOR operations between $8{\times}8$ lattice cipher and some coefficient of low frequency in DCT block and it provides simple and randomness characteristic because it uses the architecture of combining chaos maps. Experimental results show that PSNR of the proposed method is less than or equal to 12 dB with respect to encrypted video, the time change ratio, compression ratio of the proposed method are 2%, 0.4%, respectively so that it provides good performance in visual security and can be applied in real time.
네트워크 환경과 유무선 통신 기술의 급속한 발달로 인해 비디오 콘텐츠의 배포가 손쉽게 이루어짐에 따라 비디오 콘텐츠에 대한 보안은 매우 중요시 되고 있다. 따라서 본 논문에서는 MPEG-2 비디오 인코딩 과정 내에 복수의 카오스 사상 기반의 디지털 비디오 암호화 방법을 제안한다. 제안방법은 카오스 사상인 텐트 사상(Tent map)을 기본블록으로 하는 해시체인으로부터 128-bit의 난수특성이 우수한 비밀 해시 키를 생성하고 이를 로지스틱 사상(Logistic Map)과 헤논 사상(Henon map)에 적용하여 64개의 난수로 이루어진 $8{\times}8$ 난수블록을 생성한다. 제안한 방법은 $8{\times}8$ 난수 블록과 DCT 블록 내 영상정보에 대한 파급효과가 큰 저주파 계수들에 대해 선택적으로 XOR 암호화 연산을 수행함으로써 암호화 처리에 따른 오버헤드를 줄일 수 있으며, 복수의 카오스 사상을 결합한 구조를 사용하여 비교적 간단하면서 우수한 난수특성을 제공한다. 실험 결과를 통해 제안 방법은 암호화된 영상에 대해 PSNR이 12dB 이하로 좋은 시각적 암호화 성능을 나타냈으며, 압축 효율성 측면의 시간변화율과 압축 변화율은 각각 2%와 0.4% 이내의 실시간성에 적용 가능한 성능을 나타냈다.
