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동적 셔플링을 이용한 MPEG기반의 동영상 암호화 방법에 관한 연구
A Study on Video Data Protection Method based on MPEG using Dynamic Shuffling 원문보기

멀티미디어학회논문지 = Journal of Korea Multimedia Society, v.10 no.1, 2007년, pp.58 - 65  

이지범 (이화트론 주식회사) ,  이경학 (한국산업기술평가원) ,  고형화 (광운대학교 전자통신공학과)

초록
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본 논문에서는 MPEG 기반의 동영상 데이터를 보호하기 위한 알고리즘을 제안하였다. 기존의 고정된 셔플링 테이블을 사용하는 단순 전치 암호화의 경우 계산량이 적은 반면에 선택적 평문 공격에 취약한 난점을 가지고 있다. 이러한 단점을 보완하기 위해서는 프레임 단위로 셔플링 테이블을 동적으로 생성해야 하는데 이 경우, 동적인 셔플링 테이블 생성 시간과 키를 관리하는 것이 문제가 된다. 이러한 문제를 해결하기 위해 영상의 특징에 따라 적응적으로 변하는 인터리빙 알고리즘을 제안하고 이를 이용하여 DPCM 처리된 8*8 블록을 셔플링하여 일차적으로 영상을 스크램블링한 후 기존의 랜덤 셔플링 테이블을 이용하여 최종적으로 영상을 암호화하였다. 실험 결과 기존의 SEED를 이용한 암호화 방식에 비해 수행 시간이 약 10% 정도에 불과했고 암호화에 따른 압축률 감소 등의 문제는 보이지 않았다. 동영상 암호화는 인트라 프레임에 대해서는 정지영상과 통일한 방식의 암호화 방법을 적용하고 예측 프레임에서는 DC 계수 및 AC 계수에 비해 상대적으로 데이터량이 적으면서 암호화 효과가 좋은 움직임 벡터를 대상으로 암호화하였고 예측 프레임내의 인트라블록에 의한 암호화 효과가 떨어지는 것을 방지하기 위해 매크로 블록 셔플링 알고리즘을 이용하였다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

This dissertation proposes digital video protection algorithm lot moving image based on MPEG. Shuffling-based encryption algorithms using a fixed random shuffling table are quite simple and effective but vulnerable to the chosen plaintext attack. To overcome this problem, it is necessary to change t...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 본 논문에서는 기존의 랜덤 셔플링 테이블을 이용한 방법의 최대 약점 인 평문공격(특히, chosen-text attack)에 대한 강인성을 보강하기 위해 고정된 형태의 셔플링이 아닌 영상의 특징에 의해서 불규칙한 셔플 링 형태를 갖는 방법을 제안하였다.
  • 본 논문에서는 영상 데이터의 기밀성을 보장하기 위해 입력 영상에 따라 동적으로 변하는 랜덤 셔플 링 테이블을 생성하여 암호화하는 알고리듬을 제안하였다. 추가적인 비트량이 발생하지 않고, 기존 셔플링 기반의 암호화 방식이 가지고 있는 평문 공격에 대한 약점을 보완하고자 영상의 국소적인 특징에 따라 적응적으로 셔플링 테이블을 생성하여 사용하였다.
  • 본 논문에서는 움직임 벡터 암호화의 단점을 개선하기 위해 예측 프레임에서 움직임 벡터 암호화와 매크로 블록 셔플링 알고리즘을 제안하였다. 그림 8에서와 같이 제안된 암호화 알고리즘을 이용하였을 때 암호화 효과가 모든 프레임에서 나타남을 확인할 수 있었다.
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