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基于UDT的实时流媒体加密传输技术研究
作 者: 吴文强
导 师: 白恩健
学 校: 东华大学
专 业: 信号与信息处理
关键词: 流媒体 加密 UDT NS2仿真 ARM-Linux P2P
分类号: TN918.4
类 型: 硕士论文
年 份: 2012年
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内容摘要
随着网络以及通信技术的发展,多媒体技术向前迈进了一大步,特别是由于数字化技术在计算机领域广泛而成功的应用,极大的方便了多媒体信息的存储、处理和网络传输。作为多媒体和网络的交叉学科,流媒体技术改变了以往多媒体的应用方式,使得流式传输成为现实。流媒体的主要特点就是一边下载一边观看,以流的形式进行数字媒体的传送,不需要从服务器下载完才能播放,从而使人们可以在线欣赏到连续不断的多媒体节目。然而随着流媒体的应用越来越广泛,已渗透到了某些商业或者保密领域,由此引入了对流媒体数据进行加密处理的想法,以提高流媒体数据传输的安全性乃至保密性得到保障。本课题主要研究实时流媒体加密传输技术,目的是构建一个在包括实时数据采集、加密、传输和播放在内的完整的多媒体传输系统。通过在局域网中该系统的实现,为研究和实现在P2P视频会议中的数据加密传输系统打下坚实的基础。本文主要内容有:(1)介绍了流媒体加密传输的关键技术,比如,流媒体技术,多媒体传输控制技术,流媒体加密技术,P2P技术,NAT穿越等关键技术。(2)对UDT协议进行了深入的研究,并利用NS2对其主要优点进行了仿真验证,同时分析了流媒体的编码和安全加密方案。(3)对ARM-Linux嵌入式系统进行研究,构建ARM处理器的交叉编泽、嵌入式Linux操作系统,运用UDT传输协议,在基于ARM9的TQ2440开发板的局域网系统中实现了视频加密传输与接收解密。(4)研究了以P2P为基础网络服务构架的视频会议系统,并为了保证基于P2P技术的视频会议系统的安全性和隐私性,提出了一套能够满足P2P视频会议基本安全需要的安全架构和安全管理策略的方法。
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全文目录
摘要 5-7 ABSTRACT 7-9 目录 9-12 第一章 绪论 12-16 1.1 研究背景与意义 12 1.2 国内外流媒体加密技术的研究现状 12-13 1.3 流媒体的应用现状 13-14 1.3.1 视频点播 13 1.3.2 远程教育 13-14 1.3.3 视频会议 14 1.4 主要研究内容及创新点 14-15 1.5 论文的结构安排 15-16 第二章 流媒体加密传输的关键技术 16-32 2.1 引言 16 2.2 流媒体传输方式 16-17 2.2.1 传输特征 16-17 2.2.2 传输过程 17 2.3 流媒体传输协议 17-21 2.3.1 TCP与UDP协议 18 2.3.2 UDT传输协议 18-19 2.3.3 UDT的软件构架 19-20 2.3.4 UDT连接的建立与关闭 20-21 2.4 流媒体编码加密算法的选择 21-24 2.4.1 编码算法选择 21 2.4.2 密码学基础 21-22 2.4.3 混沌映射加密方法 22-24 2.5 局域网实现的软件构建技术 24-26 2.5.1 编译环境的建立 24-25 2.5.2 Bootloader的移植 25 2.5.3 Linux内核的移植 25-26 2.5.4 根文件系统的制作 26 2.6 P2P技术介绍 26-29 2.6.1 P2P技术 26-27 2.6.2 P2P常见的拓扑结构 27-29 2.7 NAT及其穿透技术 29-31 2.7.1 NAT网络功能 29-30 2.7.2 NAT穿透方案 30-31 2.8 小结 31-32 第三章 UDT传输协议及其仿真验证 32-44 3.1 引言 32 3.2 UDT的数据报文 32-33 3.3 UDT的拥塞控制算法 33-36 3.3.1 速率拥塞控制 34 3.3.2 窗口拥塞控制 34-35 3.3.3 拥塞控制算法分析 35-36 3.3.4 协议可靠性分析 36 3.4 基于NS2仿真验证UDT的性能 36-43 3.4.1 NS2仿真软件 36-41 3.4.2 仿真实验拓扑 41 3.4.3 仿真试验参数与评价指标 41-42 3.4.4 仿真结果以及分析 42-43 3.5 小结 43-44 第四章 安全加密传输系统的实现 44-64 4.1 引言 44 4.2 安全加密系统的功能划分 44 4.3 系统软件硬件平台 44-47 4.3.1 硬件平台构建 45-47 4.3.2 软件平台构建 47 4.4 视频的采集和加密编码 47-52 4.4.1 视频图像的采集 47-48 4.4.2 视频加密方案设计 48-49 4.4.3 视频编码 49-52 4.5 加密视频和密钥的传输 52-57 4.5.1 加密视频的实时传输 52 4.5.2 传输协议UDT 52 4.5.3 协议UDT的实现 52-55 4.5.4 密钥的算法以及传输 55-57 4.6 数据接收以及解码 57-59 4.6.1 视频数据的接收 57-58 4.6.2 视频解码显示 58-59 4.7 系统测试 59-63 4.7.1 测试前的准备工作 60 4.7.2 视频采集和传输测试 60-61 4.7.3 视频加密传输测试 61-62 4.7.4 系统实时性能分析 62-63 4.8 小结 63-64 第五章 流媒体加密传输技术的应用 64-71 5.1 引言 64 5.2 P2P技术的优点 64 5.3 P2P视频会议系统的架构 64-66 5.4 P2P视频会议安全策略 66-70 5.4.1 会议安全级别 66-67 5.4.2 加密算法选择 67 5.4.3 安全策略树 67-68 5.4.4 安全策略管理 68-70 5.5 小结 70-71 第六章 总结与展望 71-72 6.1 总结 71 6.2 展望 71-72 参考文献 72-76 致谢 76-77 攻读硕士学位期间发表的论文 77-78 附录 78-87 附录一 UDT协议的头文件 78-85 附录二 NS2仿真实验中的部分TCL脚本 85-87
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中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 通信 > 通信保密与通信安全 > 密码的加密与解密
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