CN106096334A - 超媒体数据的加密方法及加密装置、解密方法及解密装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种超媒体数据的加密方法及加密装置、解密方法及解密装置，其中，该加密方法包括：根据超媒体文件中的XML文件解析超媒体文件产生音视频子文件；去除所述音视频子文件的文件头部和文件尾部获得音视频数据帧；去除所述音视频数据帧的帧头和帧尾获得关键数据；利用加密算法对所述关键数据进行加密生成加密关键数据；给所述加密关键数据添加帧头和帧尾获得加密音视频数据帧；给所述加密音视频数据帧添加文件头部和文件尾部获得加密音视频子文件；根据所述加密音视频子文件生成加密超媒体文件。本发明仅利用一种选择性音视频加密算法即可加密超媒体文件中不同封装格式甚至不同压缩格式的音视频文件。

Description

超媒体数据的加密方法及加密装置、解密方法及解密装置

技术领域

本发明涉及数据安全技术领域，尤其涉及多媒体数据的加解密方法，具体来说就是一种超媒体数据的加密方法及加密装置、解密方法及解密装置。

背景技术

超媒体技术以非线性的组织方式，将视频、音频、图片、文本等数据资源整合在一起，有效地提高了人机交互能力。由于在超媒体环境下，用户可以根据自己的兴趣定制传统视频中任何形式的数据内容，因而包含超高清视频的超媒体内容可以完美地解决视频高清晰度的要求，以及互动性、个性化的要求。

超媒体迅速发展的同时，在传统行业中肆虐的盗版问题也漫延至超媒体技术领域，严重损害制作商以及播出方的利益，打击制作商的创造、创新积极性，严重阻碍媒体行业的良性发展。因此，应该汲取传统媒体行业以往的教训，超媒体内容的版权保护应该在超媒体兴起的同时加以足够的重视，即对超媒体内容进行加密，保护制作商以及播出方的合法利益，防止超媒体盗版泛滥。

数字版权管理(digital rights management，DRM)技术是保护数字化内容的有力工具，其在防止传统媒体数据盗版中起到了举足轻重的作用。但是，在现有DRM技术中，一种加密方法仅能对一种压缩编码方式的音视频数据进行处理，而超媒体数据流中需要保护的音视频格式多种多样，仅利用一种加密方法根据无法对超媒体中各种压缩格式、封装格式的音视频数据进行合理保护。

为此，本领域技术人员亟需一种能够适应多种音视频格式文件的加密方法，可以合理保护超媒体环境下，不同封装格式甚至不同压缩格式的音视频内容。

发明内容

有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种超媒体数据的加密方法及加密装置、解密方法及解密装置，解决了现有技术中无法对超媒体数据内容进行全面保护的问题。

为了解决上述技术问题，本发明的具体实施方式提供一种超媒体数据的加密方法，包括：根据超媒体文件中的XML文件解析超媒体文件产生音视频子文件；利用FFMPEG单元去除所述音视频子文件的文件头部和文件尾部获得音视频数据帧；利用FFMPEG单元去除所述音视频数据帧的帧头和帧尾获得关键数据；利用加密算法对所述关键数据进行加密生成加密关键数据；利用FFMPEG单元给所述加密关键数据添加帧头和帧尾获得加密音视频数据帧；利用FFMPEG单元给所述加密音视频数据帧添加文件头部和文件尾部获得加密音视频子文件；根据所述加密音视频子文件生成加密超媒体文件。

本发明的另一具体实施方式提供一种超媒体数据的加密装置，包括：解析单元，用于根据超媒体文件中的XML文件解析超媒体文件产生音视频子文件；FFMPEG单元，用于除所述音视频子文件的文件头部和文件尾部获得音视频数据帧，并除所述音视频数据帧的帧头和帧尾获得关键数据；加密单元，用于对所述关键数据进行加密生成加密关键数据，所述FFMPEG单元还用于给所述加密关键数据添加帧头和帧尾获得加密音视频数据帧，并给所述加密音视频数据帧添加文件头部和文件尾部获得加密音视频子文件；合成单元，用于根据所述加密音视频子文件生成加密超媒体文件。

本发明的又一具体实施方式提供一种超媒体数据的解密方法，包括：根据XML文件解析加密超媒体文件产生加密音视频子文件；利用FFMPEG单元去除所述加密音视频子文件的文件头部和文件尾部获得加密音视频数据帧；利用FFMPEG单元去除所述加密音视频数据帧的帧头和帧尾获得加密关键数据；利用解密算法对所述加密关键数据进行解密生成关键数据；利用FFMPEG单元给所述关键数据添加帧头和帧尾获得音视频数据帧；利用FFMPEG单元给所述音视频数据帧添加文件头部和文件尾部获得音视频子文件；根据所述音视频子文件还原超媒体文件。

本发明的又一具体实施方式提供一种超媒体数据的解密装置，包括：解析单元，用于根据XML文件解析加密超媒体文件产生加密音视频子文件；FFMPEG单元，用于去除所述加密音视频子文件的文件头部和文件尾部获得加密音视频数据帧，并去除所述加密音视频数据帧的帧头和帧尾获得加密关键数据；解密单元，用于对所述加密关键数据进行解密生成关键数据，所述FFMPEG单元还用于给所述关键数据添加帧头和帧尾获得音视频数据帧，并给所述音视频数据帧添加文件头部和文件尾部获得音视频子文件；还原单元，用于根据所述音视频子文件还原超媒体文件。

根据本发明上述具体实施方式，可知超媒体数据的加密方法及加密装置、解密方法及解密装置至少具有以下有益效果或特点：利用FFMPEG解封装超媒体数据中的音视频数据帧，并利用选择性音视频加密算法对不同位置的音视频数据帧进行加密，不去解析音视频数据更下一层的格式，从而仅利用一种音视频加密算法即可加密不同封装格式甚至不同压缩格式的音视频内容；另外，本发明在对超媒体数据中的音频内容进行加密的同时，可以根据用户的需求对音频内容中的敏感信息(例如作者、作曲、专辑等)进行加密，全面、合理保护音频制作者的合法权益，促进超媒体行业的良性发展。

应了解的是，上述一般描述及以下具体实施方式仅为示例性及阐释性的，其并不能限制本发明所欲主张的范围。

附图说明

下面的所附附图是本发明的说明书的一部分，其绘示了本发明的示例实施例，所附附图与说明书的描述一起用来说明本发明的原理。

图1为本发明具体实施方式提供的一种超媒体数据的加密方法的具体实施例一的流程图；

图2为本发明具体实施方式提供的一种超媒体数据的加密方法的具体实施例二的流程图；

图3为本发明具体实施方式提供的一种超媒体数据的加密装置的框图；

图4为本发明具体实施方式提供的一种超媒体数据的解密方法的具体实施例一的流程图；

图5为本发明具体实施方式提供的一种超媒体数据的解密方法的具体实施例二的流程图；

图6为本发明具体实施方式提供的一种超媒体数据的解密装置的框图；

图7为本发明具体实施方式提供的一种超媒体数据的加密方法的总体流程图；

图8为本发明具体实施方式提供的一种超媒体数据中MP3文件的加密方法的流程图；

图9为本发明具体实施方式提供的一种超媒体数据中MP3文件的加密前敏感信息效果图；

图10为本发明具体实施方式提供的一种超媒体数据中MP3文件的加密后敏感信息效果图；

图11为本发明具体实施方式提供的一种超媒体数据中MP3文件的加密前波形图；

图12为本发明具体实施方式提供的一种超媒体数据中MP3文件的加密后波形图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面将以附图及详细叙述清楚说明本发明所揭示内容的精神，任何所属技术领域技术人员在了解本发明内容的实施例后，当可由本发明内容所教示的技术，加以改变及修饰，其并不脱离本发明内容的精神与范围。

本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，但并不作为对本发明的限定。另外，在附图及实施方式中所使用相同或类似标号的元件/构件是用来代表相同或类似部分。

关于本文中所使用的“第一”、“第二”、…等，并非特别指称次序或顺位的意思，也非用以限定本发明，其仅为了区别以相同技术用语描述的元件或操作。

关于本文中所使用的方向用语，例如：上、下、左、右、前或后等，仅是参考附图的方向。因此，使用的方向用语是用来说明并非用来限制本创作。

关于本文中所使用的“包含”、“包括”、“具有”、“含有”等等，均为开放性的用语，即意指包含但不限于。

关于本文中所使用的“及/或”，包括所述事物的任一或全部组合。

关于本文中所使用的用语“大致”、“约”等，用以修饰任何可以微变化的数量或误差，但这些微变化或误差并不会改变其本质。一般而言，此类用语所修饰的微变化或误差的范围在部分实施例中可为20％，在部分实施例中可为10％，在部分实施例中可为5％或是其他数值。本领域技术人员应当了解，前述提及的数值可依实际需求而调整，并不以此为限。

某些用以描述本申请的用词将于下或在此说明书的别处讨论，以提供本领域技术人员在有关本申请的描述上额外的引导。

图1为本发明具体实施方式提供的一种超媒体数据的加密方法的具体实施例一的流程图，如图1所示，根据超媒体文件中的XML文件将超媒体文件解析成多个音视频子文件，再利用FFMPEG解封装音视频子文件；然后利用一种加密算法完成对音视频子文件所有数据帧的加密。

该附图所示的具体实施方式包括：

步骤101：根据超媒体文件中的XML文件解析超媒体文件产生音视频子文件。每个超媒体文件中都有XML文件，XML文件中记录有超媒体文件的内容信息、格式信息、文档结构信息等，通过超媒体文件中XML文件记录的信息可以准确解析超媒体文件。音视频子文件包括ts文件、wmv文件、mp3、mp4文件。

步骤102：利用FFMPEG(多媒体编解码框架)单元去除所述音视频子文件的文件头部和文件尾部获得音视频数据帧。FFMPEG是一套可以用来记录、转换数字音频、视频，并能将其转化为流的开源多媒体编解码框架；无论是音频数据，还是视频数据，都是以数据帧的形式存在，利用FFMPEG单元解封装音视频子文件的数据帧，不用解析音视频数据更下一层的格式。音视频子文件包含多种多媒体格式(音频和视频)，利用FFMPEG开源项目对这些音视频子文件进行统一的解析，找到需要进行加密的内容，送入加密器进行加密，FFMPEG可以对音频和视频完成解封装、解码、转码等一系列操作。每个音视频子文件均具有文件头部和文件尾部，利用FFMPEG单元可以识别出任意封装格式或压缩格式音视频子文件的文件头部和文件尾部，去除所述音视频子文件的文件头部和文件尾部后获得音视频数据帧。

步骤103：利用FFMPEG单元去除所述音视频数据帧的帧头和帧尾获得关键数据。每个音视频数据帧均具有帧头和帧尾，利用FFMPEG单元去除所述音视频数据帧的帧头和帧尾获得关键数据。

步骤104：利用加密算法对所述关键数据进行加密生成加密关键数据。本发明使用的加密算法通常为选择性加密算法，仅利用一种加密算法对不同位置的数据帧进行加密，解决了现有技术中无法使用一种加密算法对多格式音视频复用文件进行加密的问题。加密算法可以采用AES/DES(高级加密标准/数据加密标准)等。本发明具体实施例中，在选用加密算法的同时，也可能会采用不同的加密深度对关键数据进行加密，通常情况下，加密深度越深，对多媒体文件的干扰越强，文件越不容易破解，但加密也越耗时，因此通常根据用户需求选择加密深度。本发明还可以根据音视频子文件的数量启动对应的加密线程，从而减少加密延时，提高加密时效性，增强用户体验。

步骤105：利用FFMPEG单元给所述加密关键数据添加帧头和帧尾获得加密音视频数据帧。对关键数据加密后，再利用FFMPEG单元给所述加密关键数据添加帧头和帧尾，恢复出音视频数据帧，此时的音视频数据帧是加密后的音视频数据帧。

步骤106：利用FFMPEG单元给所述加密音视频数据帧添加文件头部和文件尾部获得加密音视频子文件。将所有加密音视频数据帧组合后添加文件头部和文件尾部可以恢复出来加密音视频子文件。

加密MP3文件的敏感信息使用的加密算法，与加密其它音视频子文件使用的加密算法相同，如果音视频子文件中没有MP3格式的文件，该步骤也可以省略；整个MP3文件大体上可以分为三部分：TAG_V2(ID3V2)、音频数据、TAG_V1(ID3V1)，其中，TAG_V2和TAG_V1中分别包含了作者、作曲、专辑等敏感信息，因此也需要进行加密保护，以便更好地保护音频制作者的合法权益。

步骤107：更新超媒体文件中的XML文件。由于XML文件中记录有超媒体文件的内容信息、格式信息、文档结构信息等，对超媒体文件进行加密后，超媒体文件的内容信息相应地会发生变化，因此XML文件也需要相应更新，以便XML文件准确反映超媒体文件的内容信息等。

步骤108：根据所述加密音视频子文件生成加密超媒体文件。将加密后的音视频子文件重新组合成超媒体文件，此时的超媒体文件就是加密后的超媒体文件，加密超媒体文件在传播过程中不会被不法分子利用，从而有益保护了超媒体文件的数字版权。本发明的具体实施例中，根据所述加密音视频子文件生成加密超媒体文件的步骤之前，还可以利用业务加密密钥加密所述加密算法使用的内容加密密钥，比如内容加密密钥使用私钥，业务加密密钥使用公钥，在加强超媒体文件保护的同时，方便超媒体文件的传输。

参见图1，利用FFMPEG单元解封装超媒体数据中的音视频数据帧，并利用选择性音视频加密算法对音视频数据帧进行加密，不去解析音视频数据更下一层的数据格式，可以利用一种加密算法加密不同封装格式甚至不同压缩格式的音视频内容。

图2为本发明具体实施方式提供的一种超媒体数据的加密方法的具体实施例二的流程图，如图2所示，如果音视频子文件中存在MP3格式的多媒体文件(即MP3文件)，也可以在对MP3文件中的有用信息进行加密的同时，对MP3文件中的敏感信息(描述信息)进行加密；最后将加密后的音视频子文件重新组成超媒体文件。

该附图所示的具体实施方式中，步骤101之后，所述超媒体数据的加密方法还包括：

步骤101-1：确认所述音视频子文件中的MP3文件。

步骤101-2：利用FFMPEG单元查找所述MP3文件中的ID3V2头。即判断MP3文件的ID3V2标识，ID3V2标识中包含了作者、作曲、专辑等敏感信息(描述信息)，也需要进行加密保护。

步骤101-3：利用加密算法对所述ID3V2头进行加密。加密MP3文件的敏感信息使用的加密算法，与加密其它音视频子文件使用的加密算法相同，如果音视频子文件中没有MP3格式的文件，这些步骤也可以省略；整个MP3文件大体上可以分为三部分：TAG_V2(ID3V2)、音频数据、TAG_V1(ID3V1)，其中，TAG_V2和TAG_V1中分别包含了作者、作曲、专辑等敏感信息，因此也需要进行加密保护，以便更好地保护音频制作者的合法权益。

步骤106之后，所述超媒体数据的加密方法还包括：

步骤106-1：利用FFMPEG单元查找所述MP3文件中的ID3V1头。整个MP3文件大体上可以分为三部分：TAG_V2(ID3V2)、音频数据、TAG_V1(ID3V1)，其中，TAG_V2和TAG_V1中分别包含了作者、作曲、专辑等敏感信息，因此也需要进行加密保护，以便更好地保护音频制作者的合法权益。

步骤106-2：利用加密算法对所述ID3V1头进行加密。

参见图2，如果超媒体数据中存在MP3格式的音频文件，也可以根据用户的需求对MP3中的敏感信息(例如作者、作曲、专辑等)进行加密，从而全面、合理保护音频制作者的合法权益，促进超媒体行业的良性发展。

图3为本发明具体实施方式提供的一种超媒体数据的加密装置的框图，如图3所示，根据超媒体文件中的XML文件将超媒体文件解析成多个音视频子文件，再利用FFMPEG单元读取音视频子文件的数据帧；然后利用一种加密算法完成对音视频子文件所有数据帧的加密；最后将加密后的音视频子文件重新组成超媒体文件。

该附图所示的具体实施方式中，所述超媒体数据的加密装置包括解析单元11、FFMPEG单元12、加密单元13、更新单元14、合成单元15，其中，解析单元11用于根据超媒体文件中的XML文件解析超媒体文件产生音视频子文件；FFMPEG单元12用于除所述音视频子文件的文件头部和文件尾部获得音视频数据帧，并除所述音视频数据帧的帧头和帧尾获得关键数据；加密单元13用于对所述关键数据进行加密生成加密关键数据，此外，所述FFMPEG单元还用于给所述加密关键数据添加帧头和帧尾获得加密音视频数据帧，并给所述加密音视频数据帧添加文件头部和文件尾部获得加密音视频子文件；更新单元14用于更新超媒体文件中的XML文件；合成单元15用于根据所述加密音视频子文件生成加密超媒体文件。本发明的其它具体实施例中，当音视频子文件中存在MP3文件时，加密单元13还可以利用所述加密算法对所述音视频子文件中的MP3文件的敏感信息(描述信息)进行加密。

参见图3，FFMPEG单元12解封装超媒体数据中的音视频数据帧，找到需要加密的内容，加密单元13利用选择性加密算法对音视频数据帧进行加密，不去解析音视频数据更下一层的数据格式，可以利用一种加密算法加密不同封装格式甚至不同压缩格式的音视频内容；另外，如果超媒体数据中存在MP3格式的音频文件，也可以根据用户的需求对MP3中的敏感信息(例如作者、作曲、专辑等)进行加密，从而全面、合理保护音频制作者的合法权益，促进超媒体行业的良性发展。

图4为本发明具体实施方式提供的一种超媒体数据的解密方法的具体实施例一的流程图，如图4所示，基于XML文件解析加密超媒体文件，再利用FFMPEG单元解封装加密音视频子文件的数据帧，利用选择性解密算法对所述加密音视频子文件的数据帧进行解密；最后重新组合解密后的音视频子文件，还原出原始的超媒体文件。

该附图所示的具体实施方式包括：

步骤201：根据XML文件解析加密超媒体文件产生加密音视频子文件。每个加密超媒体文件中都有XML文件，XML文件中记录有加密超媒体文件的内容信息、格式信息、文档结构信息等，通过加密超媒体文件中XML文件记录的信息可以准确解析加密超媒体文件。加密音视频子文件包括ts文件、wmv文件、mp3、mp4文件。

步骤202：利用FFMPEG单元去除所述加密音视频子文件的文件头部和文件尾部获得加密音视频数据帧。与加密过程相对应，每个加密音视频子文件都具有文件头部和文件尾部，去除加密音视频子文件的文件头部和文件尾部获得加密音视频数据帧。

步骤203：利用FFMPEG单元去除所述加密音视频数据帧的帧头和帧尾获得加密关键数据。无论是音频数据，还是视频数据，都是以数据帧的形式存在，利用FFMPEG单元去除所述加密音视频数据帧的帧头和帧尾获得加密关键数据(即有用信息)。

步骤204：利用解密算法对所述加密关键数据进行解密生成关键数据。应用加密算法选择对应的解密算法对所述加密关键数据进行解密，由于加密时仅使用一种加密算法，因此解密时，选择一种对应的解密算法就能完成加密关键数据的解密工作。

步骤205：利用FFMPEG单元给所述关键数据添加帧头和帧尾获得音视频数据帧。

步骤206：利用FFMPEG单元给所述音视频数据帧添加文件头部和文件尾部获得音视频子文件。在该步骤之后可以更新超媒体文件中的XML文件。由于XML文件中记录有超媒体文件的内容信息、格式信息、文档结构信息等，对超媒体文件进行解密后，超媒体文件的内容信息相应地会发生变化，因此XML文件也需要相应更新，以便XML文件准确反映超媒体文件的内容信息等。

步骤207：根据所述音视频子文件还原超媒体文件。将解密后的音视频子文件重新组合成超媒体文件，此时的超媒体文件就是未加密的超媒体文件，可以供合法用户使用，从而保护关系人的合法权益。

图5为本发明具体实施方式提供的一种超媒体数据的解密方法的具体实施例二的流程图，如图5所示，如果加密音视频子文件中包括有加密MP3文件，在对MP3文件中的有用信息进行解密的同时，需要对MP3文件中的敏感信息(描述信息)进行解密；最后将解密后的音视频子文件重新组成超媒体文件。

该附图所示的具体实施方式中，步骤201之后，所述超媒体数据的解密方法还包括：

步骤201-1：确认所述加密音视频子文件中的加密MP3文件。此时的MP3文件为加密后的MP3文件。

步骤201-2：利用FFMPEG单元查找所述加密MP3文件中的ID3V2头。ID3V2头(即描述信息)也是经过加密后的标识。

步骤201-3：利用解密算法对所述ID3V2头进行解密。

在步骤206之后，所述超媒体数据的解密方法还包括：

步骤206-1：利用FFMPEG单元查找所述加密MP3文件中的ID3V1头。加密MP3文件中的ID3V1头也处于加密状态，需要进行解密，用户才能获得描述信息(例如作者、作曲、专辑等)。

步骤206-2：利用解密算法对所述ID3V1头进行解密。

图6为本发明具体实施方式提供的一种超媒体数据的解密装置的框图，如图6所示，解析单元根据XML文件解析加密超媒体文件，FFMPEG单元利用FFMPEG读取加密音视频子文件的数据帧，解密单元利用选择性解密算法对所述加密音视频子文件的数据帧进行解密；最后重新组合解密后的音视频子文件，产生没有加密的超媒体文件。

该附图所示的具体实施方式中，所述超媒体数据的解密装置包括解析单元21、FFMPEG单元22、解密单元23、更新单元24、还原单元25，其中，解析单元21用于根据XML文件解析加密超媒体文件产生加密音视频子文件；FFMPEG单元22用于去除所述加密音视频子文件的文件头部和文件尾部获得加密音视频数据帧，并去除所述加密音视频数据帧的帧头和帧尾获得加密关键数据；解密单元23用于对所述加密关键数据进行解密生成关键数据，其中，所述FFMPEG单元还用于给所述关键数据添加帧头和帧尾获得音视频数据帧，并给所述音视频数据帧添加文件头部和文件尾部获得音视频子文件；更新单元24用于更新超媒体文件中的XML文件；还原单元25用于根据所述音视频子文件还原超媒体文件。

参见图6，FFMPEG单元22解封装加密音视频子文件的数据帧，不用解析音视频帧数据更下一层的数据格式，因此仅利用一种与加密算法对应的解密算法就能对所述加密音视频子文件的数据帧进行解密，实现方式简单。

图7为本发明具体实施方式提供的一种超媒体数据的加密方法的总体流程图，如图7所示，音视频内容的读取基于开源的FFMPEG项目，利用FFMPEG读取每一帧音视频数据，然后对不同位置的音视频帧数据进行加密，而并不去解析视频更下一层的格式，解决了多格式音视频无法复用一套加密算法的问题，同时也省去了解析音视频内部格式所消耗的时间，提高了加密效率。

本发明利用一种统一的加解密方案，完成对超媒体文件的加密，超媒体文件中包含了*.ts，*.wmv，*.mp4，*.mp3等不同格式的音视频文件，利用一种加密算法对以上所示的多种文件进行统一的加密。

具体的加密流程如下：

Step1、打开加密程序，导入需要加密的超媒体文件，对超媒体文件进行解析；

Step2、通过操作界面或者配置信息选取需要进行加密的超媒体中的子文件(比如ts文件、wmv文件、mp3、mp4文件)，加密的策略(AES\DES等)，加密的深度(100％、50％、25％、0％)；

Step3-0、根据上一步中选择的加密策略，启动加密；

Step3-1、配置加密策略；根据工作量的大小，启动多个加密线程，执行加密的具体工作；

Step3-2、创建加密后文件存放路径；

Step3-3、根据配置的加密信息，实例化加密类；

Step3-4、FFMPEG申请音视频帧空间，注册复用器，编码器等；

Step3-5、FFMPEG将多媒体文件读入内存，解析多媒体文件的格式；

Step3-6、按照解析格式新建加密后的文件；

Step3-7、FFMPEG按音视频帧读取多媒体文件入内存；

Step3-8、将音视频帧内容按加密策略送入选定的加密容器进行加密；

Step3-9、加密后的音视频帧内容写入新创建的文件，如果是使用块加密的算法，需要通过舍弃加密部分内容的方式，保证加密前后帧内容长度的一致性。

Step3-10、读取下一帧，跳转步骤3-8，直至媒体文件读取完毕；

Step3-11、保存加密后的文件，同时将内容加密密钥使用业务加密密钥加密以后在超媒体文件的xml文件中进行描述，描述的内容包括：加密的文件个数、加密的文件相对路径、加密超媒体文件的唯一标识EncPID、加密深度、加密策略等内容；

Step4、保存xml文件，重新生成超媒体文件；

Step5、完成超媒体文件加密。

本发明的具体实施例中，解密的流程是加密流程的逆过程，但是会提前解析超媒体中xml文件中记录的加密策略。

Step1、打开加密程序，通过相关安全协议获得当前超媒体文件对应的业务加密密钥，导入需要加密的超媒体文件，对超媒体文件进行解析；

Step2、解析超媒体中的xml文件，通过业务加密密钥解密超媒体文件中相应的加密文件的解密密钥，得到需要进行解密的超媒体中的子文件(比如ts文件、wmv文件、mp3、mp4文件)、加密策略(AES\DES等)、加密深度(100％、50％、25％、0％)；

Step3-0、根据上一步中获得的加密策略，启动解密；

Step3-1、配置加密策略；根据工作量的大小，启动多个加密线程，执行解密的具体工作；

Step3-2、创建解密后文件存放路径；

Step3-3、根据配置的解密信息，实例化解密类；

Step3-4、FFMPEG申请视频帧空间，注册复用器，编码器等；

Step3-5、FFMPEG将多媒体文件读入内存，解析文件的格式；

Step3-6、按照解析格式新建解密后的文件；

Step3-7、FFMPEG按帧读取多媒体文件入内存；

Step3-8、将帧内容按加密策略送入选定的解密容器进行解密；

Step3-9、解密后的帧内容写入新创建的文件，保证解密前后帧内容长度的一致性。

Step3-10、读取下一帧，跳转步骤3-8，直至媒体文件读取完毕；

Step3-11、保存解密后的文件，同时将解密行为在xml文件中进行描述，描述的内容包括：解密的文件个数、解密的文件相对路径、解密超媒体文件的唯一标识EncPID、加密深度、加密策略等内容；

Step4、保存xml文件，重新生成超媒体文件；

Step5、完成超媒体文件解密。

图8为本发明具体实施方式提供的一种超媒体数据中MP3文件的加密方法的流程图；通常情况下，整个MP3文件大体分为三部分：TAG_V2(ID3V2)、音频数据、TAG_V1(ID3V1)。TAG_V2和TAG_V1中分别包含了作者、作曲、专辑等敏感信息，因此也需要进行加密保护。

因此加密方案的流程描述如下：

Step1、打开MP3文件；

Step2、查找ID3V2头，判断ID3V2标识；

Step3、采用AES加密算法加密ID3V2头；

Step4、加密音频数据，采用选择性的AES加密算法，有间隔加密音频帧数据；

Step5、文件结尾处，查找ID3V1头，判断ID3V1标识；

Step6、采用AES加密算法加密ID3V1头；

Step7、保存加密完成文件。

参见图8，如果超媒体数据中存在MP3格式的音频文件，也可以根据用户的需求对MP3中的敏感信息(例如作者、作曲、专辑等)进行加密，从而全面、合理保护音频制作者的合法权益，促进超媒体行业的良性发展。

图9为本发明具体实施方式提供的一种超媒体数据中MP3文件的加密前敏感信息效果图，图10为本发明具体实施方式提供的一种超媒体数据中MP3文件的加密后敏感信息效果图；图9中敏感信息(例如作者、作曲、专辑等)被加密前，各种信息清晰可见，图10中敏感信息加密后，关键信息完全成乱码，关键信息被掩盖。

图11为本发明具体实施方式提供的一种超媒体数据中MP3文件的加密前波形图；图12为本发明具体实施方式提供的一种超媒体数据中MP3文件的加密后波形图，如图11、图12所示，MP3格式中的功能信息已经完全加扰，从波形文件可以看出，频率也均匀分布，音频信息被完全隐藏。

本申请提供的超媒体加密依据超媒体文件的特点，从两个方面尽最大能力提升加密系统的效率，选择性加密方案，可以根据实际需要灵活的选择需要加密的文件，本申请利用一种加密算法即可实现超媒体文件中音视频文件的加密，视频文件和音频文件是超媒体文件最主要的信息存储载体，包含最敏感的信息，需要特别地保护。同时可以设置不同的视频文件的加扰深度(加密深度)，根据安全等级的需要选择不同的加扰深度，低安全级别的视频可以实现更快的加扰。

本发明提供一种超媒体数据的加密方法及加密装置、解密方法及解密装置，利用FFMPEG读取超媒体数据中的音视频数据帧，并利用选择性音视频加密算法对不同位置的音视频数据帧进行加密，不去解析音视频数据更下一层的格式，从而仅利用一种音视频加密算法即可加密不同封装格式甚至不同压缩格式的音视频内容；另外，本发明在对超媒体数据中的音频内容进行加密的同时，可以根据用户的需求对音频内容中的敏感信息(例如作者、作曲、专辑等)进行加密，全面、合理保护音频制作者的合法权益，促进超媒体行业的良性发展。与加密过程相对，在解密流程中，利用一种音视频解密算法即可完成不同封装格式甚至不同压缩格式音视频内容的解密，从而实现超媒体文件的统一加解密。

上述的本发明实施例可在各种硬件、软件编码或两者组合中进行实施。例如，本发明的实施例也可为在数据信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)中执行的执行上述程序的程序代码。本发明也可涉及计算机处理器、数字信号处理器、微处理器或现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array，FPGA)执行的多种功能。可根据本发明配置上述处理器执行特定任务，其通过执行定义了本发明揭示的特定方法的机器可读软件代码或固件代码来完成。可将软件代码或固件代码发展为不同的程序语言与不同的格式或形式。也可为不同的目标平台编译软件代码。然而，根据本发明执行任务的软件代码与其他类型配置代码的不同代码样式、类型与语言不脱离本发明的精神与范围。

以上所述仅为本发明示意性的具体实施方式，在不脱离本发明的构思和原则的前提下，任何本领域的技术人员所做出的等同变化与修改，均应属于本发明保护的范围。

Claims (10)

1.一种超媒体数据的加密方法，其特征在于，所述超媒体数据的加密方法包括：

根据超媒体文件中的XML文件解析超媒体文件产生音视频子文件；

利用FFMPEG单元去除所述音视频子文件的文件头部和文件尾部获得音视频数据帧；

利用FFMPEG单元去除所述音视频数据帧的帧头和帧尾获得关键数据；

利用加密算法对所述关键数据进行加密生成加密关键数据；

利用FFMPEG单元给所述加密关键数据添加帧头和帧尾获得加密音视频数据帧；

利用FFMPEG单元给所述加密音视频数据帧添加文件头部和文件尾部获得加密音视频子文件；以及

根据所述加密音视频子文件生成加密超媒体文件。

2.如权利要求1所述的超媒体数据的加密方法，其特征在于，根据所述加密音视频子文件生成加密超媒体文件的步骤之前，所述超媒体数据的加密方法还包括：

更新超媒体文件中的XML文件。

3.如权利要求1所述的超媒体数据的加密方法，其特征在于，所述音视频子文件中至少包括一个MP3文件，根据超媒体文件中的XML文件解析超媒体文件产生音视频子文件的步骤之后，所述超媒体数据的加密方法还包括：

确认所述音视频子文件中的MP3文件；

利用FFMPEG单元查找所述MP3文件中的ID3V2头；以及

利用加密算法对所述ID3V2头进行加密。

4.如权利要求3所述的超媒体数据的加密方法，其特征在于，利用FFMPEG单元给所述加密音视频数据帧添加文件头部和文件尾部获得加密音视频子文件的步骤之后，所述超媒体数据的加密方法还包括：

利用FFMPEG单元查找所述MP3文件中的ID3V1头；以及

利用加密算法对所述ID3V1头进行加密。

5.如权利要求1所述的超媒体数据的加密方法，其特征在于，利用加密算法对所述关键数据进行加密生成加密关键数据的步骤中，根据音视频子文件的数量启动对应的加密线程。

6.一种超媒体数据的加密装置，其特征在于，所述超媒体数据的加密装置包括：

解析单元，用于根据超媒体文件中的XML文件解析超媒体文件产生音视频子文件；

FFMPEG单元，用于除所述音视频子文件的文件头部和文件尾部获得音视频数据帧，并除所述音视频数据帧的帧头和帧尾获得关键数据；

加密单元，用于对所述关键数据进行加密生成加密关键数据，

所述FFMPEG单元还用于给所述加密关键数据添加帧头和帧尾获得加密音视频数据帧，并给所述加密音视频数据帧添加文件头部和文件尾部获得加密音视频子文件，

所述超媒体数据的加密装置还包括：

合成单元，用于根据所述加密音视频子文件生成加密超媒体文件。

7.一种超媒体数据的解密方法，其特征在于，所述超媒体数据的解密方法包括：

根据XML文件解析加密超媒体文件产生加密音视频子文件；

利用FFMPEG单元去除所述加密音视频子文件的文件头部和文件尾部获得加密音视频数据帧；

利用FFMPEG单元去除所述加密音视频数据帧的帧头和帧尾获得加密关键数据；

利用解密算法对所述加密关键数据进行解密生成关键数据；

利用FFMPEG单元给所述关键数据添加帧头和帧尾获得音视频数据帧；

利用FFMPEG单元给所述音视频数据帧添加文件头部和文件尾部获得音视频子文件；以及

根据所述音视频子文件还原超媒体文件。

8.如权利要求7所示的超媒体数据的解密方法，其特征在于，所述加密音视频子文件至少包括一个加密MP3文件，根据XML文件解析加密超媒体文件产生加密音视频子文件的步骤之后，所述超媒体数据的解密方法还包括：

确认所述加密音视频子文件中的加密MP3文件；

利用FFMPEG单元查找所述加密MP3文件中的ID3V2头；以及

利用解密算法对所述ID3V2头进行解密。

9.如权利要求8所示的超媒体数据的解密方法，其特征在于，利用FFMPEG单元给所述音视频数据帧添加文件头部和文件尾部获得音视频子文件的步骤之后，所述超媒体数据的解密方法还包括：

利用FFMPEG单元查找所述加密MP3文件中的ID3V1头；以及

利用解密算法对所述ID3V1头进行解密。

10.一种超媒体数据的解密装置，其特征在于，所述超媒体数据的解密装置包括：

解析单元，用于根据XML文件解析加密超媒体文件产生加密音视频子文件；

FFMPEG单元，用于去除所述加密音视频子文件的文件头部和文件尾部获得加密音视频数据帧，并去除所述加密音视频数据帧的帧头和帧尾获得加密关键数据；

解密单元，用于对所述加密关键数据进行解密生成关键数据，

所述FFMPEG单元还用于给所述关键数据添加帧头和帧尾获得音视频数据帧，并给所述音视频数据帧添加文件头部和文件尾部获得音视频子文件，

所述超媒体数据的解密装置还包括：

还原单元，用于根据所述音视频子文件还原超媒体文件。