ПРОГРАММНАЯ СИСТЕМА МНОГОСТОРОННЕго ОБмена аудиовидеоинформацией ДЛЯ использования в системах видеонаблюдения - П.П.Кравченко, Н.Ш.Хусаинов, А.А.Хаджинов, К.В.Погорелов, А.Н.Шкурко

Ограничение несанкционированного доступа к компрессированным аудио и видеопотокам

Защита информации от несанкционированного доступа в современных системах с передачей данных выполняется путем преобразования открытого сообщения в зашифрованное посредством  криптографического алгоритма и секретного ключа. Определяющее влияние на стойкость защиты данных от несанкционированного доступа оказывают статистические характеристики входных открытых данных (в частности равномерность распределения символов алфавита открытых данных), используемый алгоритм защиты и длина секретного ключа.

Перспективность ограничения доступа к данным, компрессированных с использованием алгоритмов оптимизированных дельта-преобразований второго порядка, основывается на следующих положениях, получивших подтверждение в ходе проведения экспериментальных исследований:

- компрессированные с использованием алгоритма оптимизированных дельта-преобразований второго порядка аудио и видеоданные характеризуются низкой информационной избыточностью (достаточно высокая степень компрессии);

- выходной поток дельта-кодера при обработке как аудио, так и видеосигналов, состоит всего из дельта-битов "-1" и "1" (алфавит из двух символов) и может рассматриваться как нестационарный случайный процесс с распределением значений дельта-битов, близким к равномерному;

- изменение значения хотя бы одного дельта-бита приводит к невозможности достоверного восстановления следующих после этого бита демодулированных отсчетов сигнала.

Подобные характеристики информационного потока дают существенное преимущество с точки зрения ограничения доступа к информации, обеспечивая высокую стойкость закрытой информации даже в случае применения простого алгоритма с небольшим по длине ключом, что особенно актуально для систем с компрессией и передачей информации в реальном масштабе времени.

Алгоритм ограничения доступа представляет собой процесс гаммирования (наложения гаммы с четырехбайтным ключом на компрессированные данные), в котором учитывается текущее состояние алгоритма. Новое значение ключа формируется в очередном раунде. Раунд применяется к нескольким последовательным фрагментам (кадрам) компрессированных данных.

Состояние алгоритма описывает текущий результат преобразования блока данных, представляемый в виде одномерного массива фрагментов данных. Раундовый ключ содержит позиции изменяемых дельта-битов для всех фрагментов блока, параметры генератора псевдослучайных чисел и вычисляется с использованием линейного конгруентного генератора случайных чисел. Раундовый ключ генерируется один раз для нескольких блоков компрессированных данных, что приводит к минимальному  повышению трудоемкости в расчете на один отсчет аудиосигнала и изображения.

Особенности программной реализации

Разработанные в ТРТУ алгоритмы аудио- и видеокомпрессии, синхронизации, буферизации и адаптации выходной скорости аудио и видеокодеров легли в основу реализации базовых функциональных программных модулей ВКС "Дельта-конференция". Аудио и видеокодеки реализованы в виде динамических библиотек (DLL), что позволяет использовать эти кодеки в других программах обработки мультимедийных данных под управлением ОС Windows. Так же, по желанию пользователя для обработки аудиовидеоинформации в разрабатываемой системе видеоконференцсвязи имеется возможность использования других зарегистрированных в операционной системе кодеков.