隨著網絡和通信技術的發展，多媒體（圖像，視頻等）!在通信過程中的安全性越來越引起人們的廣泛關注，為此，我們提出了量子加密技術，那么數字視頻和圖像中，量子加密技術是怎么應用的。

 

　　一、數字視頻加密技術

 

　　1、數字視頻（圖像）編碼數據流的信源特征

 

　　適用于視頻數據的加密技術應建立在視頻流信源特征的基礎上。視頻流信源特征主要有：

 

　?、贁祿看?；②要求實時在線處理：③一般按標準編碼，視頻流采取分層式數據結構。各層都有明確標志，用于解碼和檢索等；④各部分數據的重要性不均等．部分數據更重要。

 

　　視頻流的這些信源特征決定了其適用加密方案應考慮以下幾點：

 

　?、贁底忠曨l（圖像）加密的計算量通常很大，又必須實時，以保證流暢。因此要求計算簡捷，處理速度高；

 

　?、趯θ?a href='http://www.bj-meiling.com/plus/list.php?tid=50' target='_blank'>數據加密，使視頻流中的標志碼不能識別，無法實現視頻在線檢索等功能；

 

　?、蹧]有必要統一加密全部數據，僅加密部分重要數據也能達到很高的安全級。

 

　　最早的高密級視頻加密方法是對全部視頻數據流直接用密碼技術加密和解密，稱之為單純算法，國內一般稱傳統加密方法。由于密碼技術已有許多安全可靠的成熟算法。以二維或多維數據表示的圖像及視頻傳輸和存儲肘都要映射，如編碼）變成一維數據，若不考慮具體數據特征，易于直接應用已有的成熟密碼加密。其研究基本上屬密碼科學技術，安全性評價取決于所用密碼（在目前的圖像和視頻加密方法中安全性最高）。有些新的密碼技術用于視頻加密，在性能上有一些改進。

 

　　但由于圖像和視頻信號數據量很大，這種方法通常計算量非常大，不僅浪費資源，而且難以保證實時。另外，標志信息經加密無法識別，就不能實現在線處理。也留下明文攻擊隱患。

 

　　2、圖像和視頻加密方法

 

　　圖像和視頻的使用日益廣泛，使此種加密技術越來越重要。視頻加密應具備足夠的抗攻擊能力、視覺信息應被充分隱藏，同時，由于視頻數據量大，結構性強等特征。對加密方法的計算速度、編碼格式和壓縮率的影響等指標也有要求。

 

　?。?)改變HUFFMAN碼表方法。HUFFMAN表是統計圖片中出現的灰度值（假定為灰度圖像）的概率，然后對這些值編碼而成。

 

　?。?）1MB亂序加密方法。當前廣泛應用的編碼標準的視頻數據呈層次結構，每幀劃分為16x16像素的宏塊MB并按順序傳輸，接收方按此逐塊解碼恢復原視頻。若以每幀分組，以MB為基本元素亂序，速度快，不降低壓縮率、完全保持編碼格式．非法接收方也能解碼．但原視頻的形狀信息被隱藏。塊間差分的DC和預測幀運動矢量同時得到加密．PB幀密文完全不能理解。MB亂序加密形狀效果很好，但沒有加密紋理細節。

 

　?。?）2VLC碼字亂序加密方法。幀內壓縮主要基于DCT和VLC等。數據一般分成8×8像素塊(BJock)，經DCT得到8×8系數塊。每個宏塊包括四個亮度塊和兩個色差塊。一般將游程編碼與熵編碼結合進行。每一非零DCT系數對應一個Event(Last．Run．Level)。每個Event經過查表后可以得到一個VLC碼字，再將這些VLC碼宇按照得到的順序進行傳輸。在每塊中將VLC碼宇作為基本元素亂序。若塊尾（最后一個）VLC碼字改變位置。則將其(Last)置零，而讓亂序密文的塊尾VLC碼宇改為對應Last-l的碼宇。該算法加密紋理效果好，畫面細節、數字、字母等都無法識別，速度快、保持編碼格式，也不降低壓縮率。但是密文畫面的輪廓可能很清楚。

 

　　密鑰的安全性關系到整個加密過程的安全性，所以文中下面講到量子密鑰分配的一個重要協議-8884協議。

 

　　二、BB84t辦議

 

　　BB84協議可以理解為是單粒子的傳輸協議，前提是具有理想的單光子源，這主要是為了防止竊聽者Eve采用分束的方法對通信進行竊聽。該協議是由C.H.Bennett和Brassard兩位科學家在1984年提出的，為了紀念他們在這一年的貢獻．而已他們的名字和時間命名該協議。

 

　　BB84協議是以光子的偏振態進行信息編碼的。采用兩組正交偏振方向的基，一組是水平，垂直方向：另一組是45度角和135度角偏振方向，可分別標記為：

 

　　數字視頻和圖像中量子加密技術的應用

 

　　這兩組基的選取不是任意的．首先．每組基的兩個偏振方向是正交的：其次，每組基的每一個量子態在另一組基中兩個偏振方向上是相同的。為了在下面描述該協議方便。我們標記上述兩組基分別為0基和圓基。分別叫做加號基和乘號基。

 

　　BB84協議可以描述如下：

 

　?。?）Alice隨機選擇一組隨機數，用來表示制備量子態選用哪一組基，在這里規定．O代表0基，1代表@基。然后再選用一組隨機數表示要制備哪個量子態。即量子態li),li)表示符號o．H．lz）表示符號1．Alice將制備好的量子態通過量子信道發送出去。

 

　　(2)Bob收到Alice發送來的量子態，隨機地選擇一組測量基0或0對這個量子態進行檢測．如果他選擇了正確的測量基，就能夠檢測出Alice發送的量子態．若選擇了錯誤的測量基，就不會有準確地檢測出Alice發送的量子態。

 

　　(3)Alice和Bob通過雙向的經典通信來檢測Eve是否存在，并保證雙方密鑰的完全一致。這一階段包括糾錯檢錯，保密放大等。