Real-time partial encryption of digital video using symmetric dynamic dual keys algorithm (SDD)‎

Other Title(s)

التشفير الجزئي في الزمن الحقيقي للفديو الرقمي باستخدام خوارزميت SDD

Joint Authors

Rahmah, Abd al-Munim Salih
Yaqub, Basimah Z.

Source

Engineering and Technology Journal

Issue

Vol. 30, Issue 5 (31 Jan. 2012), pp.710-728, 19 p.

Publisher

University of Technology

Publication Date

2012-01-31

Country of Publication

Iraq

No. of Pages

19

Main Subjects

Media and Communication

Topics

Abstract AR

في السنوات الأخيرة، استخدمت تقنيات الفيديو الرقمية على نطاق واسع في مجال الاتصالات و التلفزيون و الوسائط المتعددة.

أصبحت قضايا أمن و خصوصية البيانات المنقولة شاغلا هاما في مجال تكنولوجيا الوسائط المتعددة .

أن سيل الفيديو الرقمي يختلف تماما عن البيانات النصية التقليدية.

يتطلب تشفير الفيديو الرقمي خوارزميات خاصة و استثنائية بسبب خصائصه المميزة، مثل هيكل الترميز، و احتوائه على كميات كبيرة من البيانات و بالإضافة إلى القيود التي يفرضها الزمن الحقيقي.

هذا البحث يقدم تقنية التشفير الجزئي في الزمن الحقيقي للفيديو الرقمي اعتمادا على خوارزمية المفاتيح الثنائية الديناميكية المتناظرة (SDD) التي لها السرعة الكافية لتلبية متطلبات الزمن الحقيقي مع امتلاكها مستوى عال من الأمن.

هذا الأسلوب يستخدم مفتاحين ثنائيين للتشفير و كذلك كتلة من البت ذو حجم متغير (ديناميكي)، و يتم تغيير حجم كتلة البت (3 أو 4 بت ) كعنصر ينتمي إلى نطاق الحقول المنتهية.

يسمى المفتاح الأول مفتاح التحكم يحدد حجم الكتلة المراد تشفيرها بالبت (3 أو 4 بت)، أما المفتاح الثاني يستخدم في التشفير و ذلك باستخدام المعادلة التالية : حيث أن X يمثل الكتلة بالبت و A و B يمثلان مفاتيح التشفير.

و تستند العمليات الحسابية الجمع و الضرب في هذه المعادلة على نظرية جالويس الرياضية للحقول المنتهية (2n)GF.

في هذه التقنية يتم استخراج الصورة I-frame من مشهد الفيديو الرقمي و تحليلها إلى قنواتها اللونية الثلاثة YCbCr، ثم يتم تطبيق الخوارزمية ال SDD على القناة Y.

أن خوارزمية التشفير تحقق أفضل نتائج الوقت، و أنها توفر أعلى مستوى عال من الأمان لمقاومتها الكبيرة للهجمات، و ذلك لاستخدامها المفتاح الثنائي وكذلك الكتل الديناميكية للتشفير، و بذلك سيكون من الصعب للغاية تخمين المفتاح.

فمثلا لفك رسالة مشفرة متكونة من 128 بت فالمهاجم يحتاج إلى 8.86569157e + 188 من احتمالات المفاتيح كحد أدنى و 7.91569097e + 253 كحد أقصى.

Abstract EN

In recent years, as digital video technologies have been broadly used in TV, communication and multimedia.

Security and privacy issues of the transmitted data have become an important concern in multimedia technology.

Digital video stream is quite different from traditional textual data because interface dependencies exist in digital video.

Special digital video encryption algorithms are required because of their special characteristics, such as coding structure, large amount of data and real-time constraints.

This paper presents a real-time partial encryption to digital video technique based on Symmetric Dynamic Dual (SDD) keys algorithm which is fast enough to meet the real-time requirements with high level of security This approach uses dual key for encryption with variable (dynamic) block bits size, each block bits size (3 or 4 bits ) are interpreted as an element of a finite field..

The first key is called control key determines the length of bits block (3 or 4 bits block) size to encrypt, and the second key is used for encryption by using a equation : Y = X⋇ A+ B Where X is bits block, and B are the encryption keys.

The mathematical operations addition and multiplication in this equation are based on mathematical theory of Galois field GF (2).

In this technique the I-frame (Intra-frame) of the digital video scene is extracted and decomposed the color picture into its three color channels : luma channel (Y) and two chrominance channels Cb and Cr, with note that the frames of digital video is in YCbCr color system, the SDD algorithm is applied to the Y channel.

The encryption algorithm achieves best timing results, and it provides high level of security by its great resistant against brute force attacks, because it uses dual key and dynamic block cipher, hence it will be very difficult to guess the key.

To decrypt the ciphertext with 128 bits, the attacker needs 8.86569157e + 188 of possibilities of keys as minimum and 7.91569097e+253 as maximum.

American Psychological Association (APA)

Rahmah, Abd al-Munim Salih& Yaqub, Basimah Z.. 2012. Real-time partial encryption of digital video using symmetric dynamic dual keys algorithm (SDD). Engineering and Technology Journal،Vol. 30, no. 5, pp.710-728.
https://search.emarefa.net/detail/BIM-297066

Modern Language Association (MLA)

Rahmah, Abd al-Munim Salih& Yaqub, Basimah Z.. Real-time partial encryption of digital video using symmetric dynamic dual keys algorithm (SDD). Engineering and Technology Journal Vol. 30, no. 5 (2012), pp.710-728.
https://search.emarefa.net/detail/BIM-297066

American Medical Association (AMA)

Rahmah, Abd al-Munim Salih& Yaqub, Basimah Z.. Real-time partial encryption of digital video using symmetric dynamic dual keys algorithm (SDD). Engineering and Technology Journal. 2012. Vol. 30, no. 5, pp.710-728.
https://search.emarefa.net/detail/BIM-297066

Data Type

Journal Articles

Language

English

Notes

Includes appendices : p. 723-728

Record ID

BIM-297066