基于TMS320DM643加解密实验系统视频加解密功能改进研究(3)
轮作用都有置换和代换。最后一轮迭代的输出有 64 位，它是输入明文和密钥的
函数。其左半部分和右半部分互换产生预输出。最后预输出再被与初始置换 IP
互逆的置换1IP
作用产生的 64 位密文。56 位密钥经过初始置换后，经过循环左
移和置换分别得到子密钥iK
用作每一轮的迭代。DES 的解密过程则使用了相同
的步骤和相同的密钥。
1. 3 彩色数字图像基础
一幅彩色图像可以看成是由多个点组成的，其中每个单点称为像素(pixel)，
每个像素都有一个值，称为像素值，它表示特定颜色的强度。一个像素值通常用
R、G、B 三个分量来表示，这种组合红(R)、绿(G)、蓝(B)光波来产生特定颜色
的方法叫做相加混色法，即 RGB相加混色模型。常见的 24位图像指的是，用3
个8位的二进制数值分别来表示一个像素值的R、G、B分量，也就是说采用24
位彩色数字图像可表示的颜色有 种可能性。
RGB属于颜色空间的一种表示方法，自从电视发明以来，为了更有效地压缩
图像的数据量以充分利用传输通道的带宽或节省存储空间，开发了许多颜色空间，
如模拟 NTSC 彩色电视制式采用的 YIQ 颜色空间，PAL 和 SECAM 彩色电视制
式采用的 YUV 颜色空间（Y 表示亮度，U 和 V 表示两个色差分量），以及数字
电视系统采用的YCbCr 颜色空间（Y表示亮度，Cb、Cr分别表示红色差和蓝色
差）。 这些颜色空间都是把用 RGB颜色空间表示的电视图像转换成用其他颜色空
间表示的图像。
在彩色电视系统中，对图像进行采样时，对亮度信号和色差信号采样使用的
采样频率之比有几种不同的比例，如 ， 或 。其中，
所代表的是在每条扫描线上，每 4 个连续的采样点取 4 个亮度 Y 样本、2
个红色差样本和2个蓝色差样本，平均每个像素值用2个样本长度表示。
1. 4 视频加解密
根据加密算法中压缩过程和加密过程关系的不同，将视频加密算法分为三类
进行综述：直接加密算法、选择性加密算法和与编码过程相结合的加密算法。
1. 4. 1 直接加密算法
一种最直接的方式是将多媒体数据当作一般的二进制数据，使用传统的密码
算法如 DES、AES、RSA 等来加密。这些应用于文本或二进制数据的加密算法
通常是基于数论的，具有较高的计算复杂度，虽然安全，但运算速度慢、难满足
实时性要求。另外一类最为常见的，尤其是应用在图像方面的是，在对多媒体数
据压缩之前，进行位置的置乱，像素的扩散和置乱加扩散方法。由于算法和密钥
没有有效地分离，一旦加密方案公开，图像的保密性大大降低。
1. 4. 2 选择性加密算法
选择性的加密方法是随着各种编码技术的发展和视频数据如视频会议、视频
点播等技术的发展，对于视频加密技术实时性的要求越来越高的必然结果。该方
法将密码技术和视频原理紧密地结合在一起只对重要数据部分进行加密，尤其以
加密变换域系数的算法居多，采取只对 I帧加密，不对 P、B 帧加密的方法，节
省了加密时间同时对视频数据大小没有影响，但是由于 P、B 帧内存在 I帧预测
宏块，还是存在着一定的安全隐患。