嵌入式多媒体安全系统

Amit+Pande等

在过去的几年里，多媒体通讯获得了很大的关注，特别是在移动和嵌入式器件领域，如无线传感器。多媒体应用程序是数据密集型的，因此，相对于普通的数据编码程序和加密应用程序，它需要特殊的对待。在现代社会，多媒体技术已成为一股强大的力量，它和因特网一起，已经成为20世纪末、21世纪初信息化社会发展的两个重要技术动力之一。对于从移动设备产生的视频的处理，如智能手机和无线传感器获取的视频，增加了多方面的需求，如功耗、多媒体内容的保密和隐私，已经成为业界和学术界越来越关注的问题。本书的主要目的是激发读者产生创造性思维，提出视频加密问题新方案，而不是单纯地作为一本教科书，使读者对嵌入式多媒体系统的安全算法有一个深入地了解。本书摆脱了以往的设计方法，即单独地设计压缩和加密算法，然后将其与已有架构进行结合；提出了从架构、编码（压缩）和加密三者结合的角度出发，进行完整的整体设计。

全书由两部分组成，共8章。第1部分为多媒体系统基础，包含第1-3章：1.导论。本章首先介绍了视频编码技术，然后讨论了嵌入式系统和可重构的体系结构，以及现有文献中提及的有关多媒体安全性及加密基础知识；2.多媒体加密技术中的进展。讨论了多媒体加密问题，并介绍了几种常见的多媒体加密算法，如后压缩加密算法、先压缩加密算法、选择性加密算法和联合压缩加密方法，给出了进行联合压缩加密方法的原因；3.使用联合压缩加密算法保护多媒体内容。介绍了联合压缩加密算法的基本问题，提出了作者自己的解决方案。

第2部分为实例部分，包含第4-8章：4.多态小波变换。绍了使用多态小波变换的动机及作者对它的一些领悟，以及小波变换的应用背景及相关工作，其中涉及离散小波变换的硬件体系结构，讨论了多小波滤波器的参数化滤波器设计、数值分析、候选滤波器选择及硬件架构。然后介绍了固定点实现及硬件（重新）分配方法，包括在传输过程中切换技术与位宽切换技术，给出了实验对比验证结果；5.安全的小波变换。介绍了离散小波变换中的参数建设问题及子带重定向问题和小波变换的安全性问题，讨论了采用可重构常数乘法器对硬件的架构进行优化；6.混沌滤波器组。本章首先介绍了混沌与密码、小波与混沌滤波器组，引入混沌映射的小波滤波器组思想，介绍了修改混沌滤波器组方法及小波参数化，然后分析了混沌发生器的电阻对安全性影响，以及如何进行安全性增强和硬件实现；7.混沌算术编码。介绍了分段线性混沌映射的算法编码的主要思想、压缩效率与执行效率，论述了该方法的安全性，讨论了它的体系结构与硬件实现，介绍了多霍夫曼表、随机算术编码、安全算术编码等相关工作。

本书中在每一章后均列出了十分齐全的参考文献，便于读者进一步研究正文中提到的某些问题。本书的结构是自成系统的，对于在多媒体安全系统领域有所研究的读者，可以独立使用。

本书适合从事计算机科学、计算机工程和电气工程等专业的高年级本科生和一年级研究生阅读和参考，并可以作为对多媒体（视频）编码、加密及硬件实现研究感兴趣的其他专业学生的参考书。对于在多媒体、通信、安全、半导体和计算机产业的很多专业人士，如：软件固件/算法工程师、硬件工程师、芯片与系统架构师、技术营销专业人士和研究人员，本书也将提供很有用的帮助。

张进兴，硕士研究生

（中国科学院空间科学与应用研究中心）

Zhang Jinxing，Master

（National Space Science Center，CAS）endprint