【摘要】：無線音視頻傳輸在視頻監(jiān)控、搜救、視頻會議、應(yīng)急通信等領(lǐng)域發(fā)揮著重要的作用。同時,隨著計算機無線網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用越來越廣泛,無線網(wǎng)絡(luò)安全也逐漸成為人們關(guān)注的話題。如何實現(xiàn)一種具有良好傳輸帶寬、低延遲以及高安全性技術(shù)的無線音視頻傳輸系統(tǒng)成為各方關(guān)注的課題。本文基于SOPC平臺,設(shè)計了一款無線音視頻加密傳輸系統(tǒng),主要工作如下：1、研究AES加密算法,針對無線音視頻傳輸系統(tǒng),設(shè)計了遵循AES標準的IP核。并圍繞面積優(yōu)化和多模式支持等設(shè)計目標實現(xiàn)了多項改進性設(shè)計：基于等價解密算法,研究一種加解密兼容、高利用率的數(shù)據(jù)通路；基于組合邏輯,優(yōu)化Sbox面積；利用MixColumn/InvMixColumn分解因子,設(shè)計共享的數(shù)據(jù)通路；基于密鑰擴展算法,實現(xiàn)了可配置且實時擴展的密鑰生成模塊；設(shè)計支持5種不同加密模式的加密數(shù)據(jù)通路；并添加了Avalon總線接口。實現(xiàn)了：(a)支持5種模式(ECB、CBC、CFB、OFB與CTR)的AES加密；(b)支持128、192、256bit長度的密鑰；(c)支持Avalon總線接口,能完成配置以及突發(fā)讀、寫操作。2、完成TS流編碼、解碼的硬件實現(xiàn)。針對無線數(shù)據(jù)丟失等情況造成的加密錯誤傳遞,設(shè)計添加了數(shù)據(jù)補齊功能。3、完成無線音視頻發(fā)送、接收系統(tǒng)SOPC仿真與原型驗證。建立FPGA驗證平臺,完成SoC硬件集成與對應(yīng)軟件開發(fā)。在Cyclone V 5CEFA9F23C7型號FPGA上完成無線音視頻加密傳輸系統(tǒng)原型實現(xiàn)。測試結(jié)果能實現(xiàn)640×480@25幀/s無線音視頻加密傳輸,達到預(yù)期目標。
[Abstract]:Wireless audio and video transmission plays an important role in video surveillance, search and rescue, video conference, emergency communication and so on. At the same time, with the wide application of computer wireless network, wireless network security has gradually become a topic of concern. How to realize a wireless audio and video transmission system with good transmission bandwidth, low delay and high security technology has become a topic of concern. Based on the SOPC platform, this paper designs a wireless audio and video encryption transmission system, the main work is as follows: 1. The AES encryption algorithm is studied. For the wireless audio and video transmission system, a IP core is designed, which conforms to the AES standard. Based on the equivalent decryption algorithm, this paper studies a data path with compatible encryption and decryption, optimizes the area of Sbox based on combinatorial logic, and optimizes the area of Sbox based on the design goals of area optimization and multi-mode support. The shared data path is designed by using the MixColumn/InvMixColumn decomposition factor, the configurable and real-time key generation module is implemented based on the key expansion algorithm, and the encryption data path with five different encryption modes is designed and supported. The Avalon bus interface is added. The AES encryption; (b) which supports five modes (ECB,CBC,CFB,OFB and CTR) in: (a) supports the key of 128192256bit length. (c) supports Avalon bus interface, can complete configuration and burst read, write operations. 2, complete TS stream encoding, decoding hardware implementation. In view of the encryption error transmission caused by wireless data loss, the function of data complement is added. 3. The wireless audio and video transmission, the SOPC simulation and prototype verification of the receiving system are completed. Establish FPGA verification platform, complete SoC hardware integration and corresponding software development. The prototype of wireless audio and video encryption transmission system is implemented on Cyclone V 5CEFA9F23C7 FPGA. The test results can achieve 640 脳 480 @ 25 frames / s wireless audio and video encryption transmission, and achieve the desired goal.
【學(xué)位授予單位】：合肥工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TN919.8;TN918.4

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本文編號：2299037