本發(fā)明涉及廣播電視圖像傳輸，具體為一種基于5g通信技術(shù)的廣播電視圖像安全傳輸系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、隨著5g通信技術(shù)的快速發(fā)展，廣播電視行業(yè)也在不斷探索如何利用這一先進的通信技術(shù)來提升圖像傳輸?shù)馁|(zhì)量和效率；然而在廣播電視圖像的傳輸過程中，不僅要防止數(shù)據(jù)在傳輸過程中被截取、篡改，還需保證傳輸?shù)膬?nèi)容不被未授權(quán)的第三方訪問；因此，該系統(tǒng)需要具備強大的加密和安全驗證機制。

2、而傳統(tǒng)的廣播電視圖像傳輸方式往往存在以下問題：一方面，安全性不足；傳統(tǒng)傳輸系統(tǒng)可能采用單一的加密方式，容易被破解，導(dǎo)致圖像數(shù)據(jù)在傳輸過程中面臨被竊取、篡改的風(fēng)險；而且，缺乏有效的數(shù)據(jù)追溯機制，一旦出現(xiàn)安全問題，難以確定問題的源頭和責(zé)任；另一方面，傳輸效率和穩(wěn)定性有待提高；在傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，廣播電視圖像的傳輸可能會受到網(wǎng)絡(luò)擁塞、延遲等問題的影響，導(dǎo)致圖像質(zhì)量下降、播放卡頓等情況；特別是在高清、超高清視頻需求不斷增長的情況下，傳統(tǒng)傳輸方式難以滿足實時性和高質(zhì)量的要求。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明通過以下技術(shù)方案予以實現(xiàn)：一種基于5g通信技術(shù)的廣播電視圖像安全傳輸系統(tǒng)，包括圖像加密模塊，所述圖像加密模塊分別連接有區(qū)塊鏈存儲模塊和圖像傳輸模塊；

2、所述圖像加密模塊用于將廣播電視圖像數(shù)據(jù)分割成圖像片段，并對每個圖像片段獨立加密，得到加密片段；

3、所述區(qū)塊鏈存儲模塊與圖像加密模塊連接，用于對每個加密片段生成哈希值，并將哈希值存儲到區(qū)塊鏈上，以實現(xiàn)圖像數(shù)據(jù)的不可篡改性和溯源性；

4、所述圖像傳輸模塊與圖像加密模塊連接，用于實時監(jiān)測5g網(wǎng)絡(luò)的傳輸參數(shù)，并基于傳輸路徑優(yōu)化后的路徑優(yōu)化策略，對加密片段進行傳輸；

5、其中，圖像加密模塊包括：

6、分布式加密單元，用于在傳輸前將廣播電視圖像數(shù)據(jù)分成若干圖像片段，通過多加密算法對每個圖像片段獨立進行加密，得到加密片段；每個圖像片段對應(yīng)一個加密密鑰，其中，多加密算法包括aes、rsa和橢圓曲線加密，增強數(shù)據(jù)的安全性；

7、密鑰管理單元，用于生成、存儲和更新用于加密和解密操作的動態(tài)密鑰，動態(tài)密鑰由分布式加密單元中的多加密算法生成；

8、密鑰更新單元，用于與區(qū)塊鏈上的智能合約連接，并基于傳輸策略在每次傳輸時生成更新密鑰，用于控制密鑰的創(chuàng)建、存儲和更新，確保密鑰的安全管理及不可篡改。

9、優(yōu)選的，分布式加密單元對廣播電視圖像數(shù)據(jù)圖像片段進行加密的過程：

10、接收廣播電視圖像數(shù)據(jù)，根據(jù)圖像特點將圖像數(shù)據(jù)進行片段劃分，得到圖像數(shù)據(jù)的圖像片段，其中，圖像特點包括分辨率、時間序列和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，其中，圖像片段包括：基于圖像的分辨率進行劃分，得到的圖像數(shù)據(jù)的分辨率片段，基于圖像的時間序列，進行劃分，得到的圖像數(shù)據(jù)的時間片段，基于圖像的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，進行劃分，得到的圖像數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)片段；

11、基于劃分后得到的圖像片段，采用多加密算法對圖像片段進行加密，得到加密片段，同時，生成對應(yīng)圖像片段加密的密鑰，并將生成的密鑰分配給對應(yīng)的加密片段，確保密鑰不會被泄露，通過密碼學(xué)安全的偽隨機數(shù)生成算法的使用，確保密鑰的隨機性和安全性，以防止被破解，其中，每個加密密鑰都是唯一的，并且與一個加密片段相對應(yīng)，加密期間，對于每個圖像片段，選擇對應(yīng)的加密算法進行加密。

12、優(yōu)選的，加密期間，對于每個圖像片段，選擇對應(yīng)的加密算法進行加密的過程如下：

13、對于aes加密：

14、當圖像片段的數(shù)據(jù)量大且對加密速度高有需求時，選擇aes加密；aes是一種對稱加密算法，具有高效的加密和解密速度；其中，使用分配給該圖像片段的密鑰作為aes加密的密鑰，對圖像片段進行加密；其中aes的模式包括cbc模式和cfb模式，能夠根據(jù)具體需求選擇合適的模式進行加密；

15、對于rsa加密：

16、當對于高安全性和非對稱加密有需求時，選擇rsa加密；rsa是一種非對稱加密算法，使用公鑰和私鑰進行加密和解密；加密期間，生成一對rsa密鑰，即公鑰和私鑰，將公鑰公開，私鑰保密；使用公鑰對圖像片段進行加密，只有擁有私鑰的接收方才能進行解密；

17、對于橢圓曲線加密：

18、當對于安全性和密鑰尺寸有需求時，選擇橢圓曲線加密，橢圓曲線加密是一種基于橢圓曲線數(shù)學(xué)的加密方法，具有較高的安全性和較小的密鑰尺寸；明確橢圓曲線參數(shù)和密鑰生成算法，生成橢圓曲線加密的密鑰對，同樣分為公鑰和私鑰，將公鑰公開，私鑰保密，使用公鑰對圖像片段進行加密，使用橢圓曲線加密對圖像片段進行加密，同樣只有擁有相應(yīng)私鑰的接收方才能解密；

19、并且當對于圖像片段的特點、安全性和性能都有要求時，選擇以上算法進行組合使用，先使用aes對圖像片段進行快速加密，然后再使用rsa對aes密鑰進行加密，以提高整體的安全性；能夠根據(jù)圖像片段的特點、安全性要求和性能需求，靈活選擇一種或多種加密算法進行組合使用，從而進一步提升對圖像片段加密的安全性；通過分布式加密單元可以對廣播電視圖像數(shù)據(jù)進行高效、安全的加密，保護數(shù)據(jù)的機密性和完整性，確保在傳輸和存儲過程中不被非法訪問或篡改。

20、優(yōu)選的，所述密鑰更新單元生成更新密鑰的過程：

21、首先通過接口和通信協(xié)議與區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)建立連接，識別并連接到存儲對應(yīng)傳輸策略的智能合約，智能合約包括為廣播電視圖像數(shù)據(jù)傳輸而設(shè)計的密鑰更新規(guī)則和邏輯，從智能合約中讀取傳輸策略，傳輸策略包括傳輸?shù)念l率和時間安排、數(shù)據(jù)的重要性級別、安全要求和風(fēng)險評估、參與傳輸?shù)墓?jié)點信息，根據(jù)傳輸策略確定生成更新密鑰的實時規(guī)則，更新密鑰的實時規(guī)則基于如下因素：傳輸?shù)臅r間間隔、數(shù)據(jù)的敏感性和參與傳輸?shù)墓?jié)點數(shù)量和身份，其中，傳輸?shù)臅r間間隔：如果傳輸頻繁發(fā)生，就需要更頻繁地生成新密鑰；數(shù)據(jù)的敏感性：對于高度敏感的數(shù)據(jù)，密鑰更新更加頻繁和復(fù)雜；參與傳輸?shù)墓?jié)點數(shù)量和身份：如果有多個節(jié)點參與傳輸，就需要根據(jù)節(jié)點的身份和權(quán)限生成不同的密鑰；基于實時規(guī)則使用密碼學(xué)安全的隨機數(shù)生成器生成更新密鑰，隨后使用加密存儲設(shè)備將生成的更新密鑰存儲和分發(fā)到參與傳輸?shù)墓?jié)點；

22、其中，對于對稱密鑰，使用密鑰分發(fā)中心將更新密鑰分發(fā)給發(fā)送方和接收方；對于非對稱密鑰，將公鑰公開分發(fā)，而私鑰則通過加密存儲設(shè)備存儲在接收方的設(shè)備上；

23、隨后密鑰更新單元將更新密鑰所更新的信息以更新日志的方式記錄在區(qū)塊鏈上，以便后續(xù)的審計和驗證，更新日志包括更新的時間、生成的密鑰以及參與傳輸?shù)墓?jié)點信息，通過以上過程，密鑰更新單元可以在每次傳輸時根據(jù)傳輸策略生成安全的更新密鑰，為廣播電視圖像數(shù)據(jù)的傳輸提供更高的安全性和保密性。

24、優(yōu)選的，所述區(qū)塊鏈存儲模塊包括：

25、節(jié)點同步單元，用于實時同步各參與節(jié)點的哈希值到區(qū)塊鏈上；

26、智能合約單元，用于管理加密和解密過程，基于滿足執(zhí)行條件的前提下執(zhí)行解密操作，執(zhí)行條件包括身份驗證、權(quán)限驗證和時間戳；

27、數(shù)據(jù)追溯單元，用于通過區(qū)塊鏈存儲的哈希值，對廣播電視圖像數(shù)據(jù)進行溯源，并將關(guān)于廣播電視圖像數(shù)據(jù)修改的記錄以修改日志的方式記錄到區(qū)塊鏈上，確保任何數(shù)據(jù)修改都會在區(qū)塊鏈上留有記錄。

28、優(yōu)選的，所述智能合約單元執(zhí)行解密操作的過程：

29、當需要對加密片段進行解密時，觸發(fā)解密請求，智能合約首先通過身份特征與預(yù)先存儲的身份信息進行對比，驗證請求者的身份，確保請求者是授權(quán)的用戶，其中，身份特征包括數(shù)字證書、密碼、生物特征識別，其中，權(quán)限基于用戶角色和數(shù)據(jù)的敏感性來確定；而后進行權(quán)限驗證，檢查請求者是否具有解密該數(shù)據(jù)的權(quán)限，然后進行時間戳驗證，檢查當前時間是否在允許的時間范圍內(nèi)，時間戳用于限制解密操作的時間窗口，確保數(shù)據(jù)在特定的時間段內(nèi)可以被解密，當身份驗證、權(quán)限驗證和時間戳驗證都通過時，智能合約執(zhí)行解密操作，反之不進行解密操作，執(zhí)行解密操作之前，確定使用的加密算法和密鑰：根據(jù)加密時使用的算法和密鑰信息，確定對應(yīng)的解密算法和密鑰，若使用了對稱加密算法：aes加密，則使用相同的密鑰進行解密，若使用了非對稱加密算法：如rsa或橢圓曲線加密，則使用私鑰進行解密；隨后對于每個加密的數(shù)據(jù)片段，使用相應(yīng)的密鑰和算法進行解密，并按照正確的順序組合解密后的片段，以恢復(fù)原始的廣播電視圖像數(shù)據(jù)，解密完成后，智能合約將解密后的廣播電視圖像數(shù)據(jù)返回給請求者，通過智能合約單元可以有效地管理廣播電視圖像數(shù)據(jù)的加密和解密過程，確保只有授權(quán)的用戶在滿足執(zhí)行條件的情況下才能進行解密操作，從而提高數(shù)據(jù)的安全性和保密性。

30、優(yōu)選的，將關(guān)于廣播電視圖像數(shù)據(jù)修改的記錄以修改日志的方式記錄到區(qū)塊鏈上的過程：

31、在區(qū)塊鏈存儲模塊中設(shè)置監(jiān)測機制，定期檢查廣播電視圖像數(shù)據(jù)是否發(fā)生修改：將當前數(shù)據(jù)的哈希值與存儲在區(qū)塊鏈上的原始哈希值進行比較，判斷數(shù)據(jù)是否被修改，如果兩個哈希值不同，則說明數(shù)據(jù)發(fā)生了修改，反之則是未修改；當檢測到數(shù)據(jù)修改時，記錄修改時間、修改者、修改內(nèi)容描述和前后對比，來創(chuàng)建修改日志條目，生成修改日志，修改日志條目包括：

32、修改時間：記錄數(shù)據(jù)被修改的具體時間；

33、修改者：確定進行數(shù)據(jù)修改的人員、系統(tǒng)或程序的身份；

34、修改內(nèi)容描述：簡要描述數(shù)據(jù)修改的具體內(nèi)容；

35、前后對比：提供修改前后的數(shù)據(jù)片段或特征對比，以便更好地理解修改的影響；通過與區(qū)塊鏈的交互接口，將修改日志條目作為新的交易提交到區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)中，隨后由區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點對交易進行驗證，當驗證達成共識時，修改日志條目被永久記錄在區(qū)塊鏈上，用戶可通過根據(jù)時間范圍、修改者、數(shù)據(jù)類型訪問區(qū)塊鏈上存儲的修改日志，以便快速定位特定的修改記錄；審計人員可利用修改日志進行數(shù)據(jù)完整性和合規(guī)性審計，確保廣播電視圖像數(shù)據(jù)的修改是合法和可追溯的；通過以上過程，數(shù)據(jù)追溯單元可以有效地利用區(qū)塊鏈存儲的哈希值對廣播電視圖像數(shù)據(jù)進行溯源，并以修改日志的方式記錄數(shù)據(jù)修改的歷史，提高數(shù)據(jù)的可追溯性和安全性。

36、優(yōu)選的，所述圖像傳輸模塊包括：

37、通道傳輸單元，用于通過5g網(wǎng)絡(luò)傳輸加密片段，提升傳輸效率并降低延遲；

38、路徑調(diào)整單元，采用帶寬調(diào)度算法，根據(jù)實時網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)調(diào)整各個加密片段的傳輸路徑，給出路徑調(diào)整策略，確保各片段的傳輸同步，減少傳輸延遲的發(fā)生，確保網(wǎng)絡(luò)帶寬利用率和傳輸速度的優(yōu)化；

39、傳輸監(jiān)控單元，配置有傳輸參數(shù)監(jiān)測機制和反饋機制，用于實時監(jiān)測5g網(wǎng)絡(luò)的傳輸參數(shù)，并基于傳輸參數(shù)和路徑調(diào)整策略進行傳輸路徑的優(yōu)化，給出路徑優(yōu)化策略，其中，傳輸參數(shù)包括延遲、丟包率和帶寬占用。

40、優(yōu)選的，所述路徑調(diào)整策略的生成過程：

41、網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測機制：設(shè)置定期更新網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)的更新頻率，以確保路徑調(diào)整策略能夠及時反映網(wǎng)絡(luò)的變化，部署網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測工具，這些工具可以安裝在網(wǎng)絡(luò)中的關(guān)鍵節(jié)點上，或者通過與網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的接口進行數(shù)據(jù)采集，收集網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)，其中，網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)包括網(wǎng)絡(luò)帶寬、延遲、丟包率、抖動；網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測工具包括網(wǎng)絡(luò)帶寬監(jiān)測工具、網(wǎng)絡(luò)延遲監(jiān)測工具、丟包率監(jiān)測工具和抖動監(jiān)測工具；

42、網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測工具的具體選擇分別為：

43、netflow：用于收集網(wǎng)絡(luò)中的流量信息，包括帶寬使用情況；

44、ping：作為基本網(wǎng)絡(luò)工具，用于測試網(wǎng)絡(luò)連接的可達性和延遲；

45、wireshark：通過捕獲的數(shù)據(jù)包分析丟包情況；

46、voip監(jiān)控工具：專門用于監(jiān)控voip網(wǎng)絡(luò)中的抖動；

47、根據(jù)業(yè)務(wù)需求和網(wǎng)絡(luò)特點，建立評估指標，評估指標包括網(wǎng)絡(luò)帶寬利用率、延遲平均值、丟包率閾值和標準偏差抖動，根據(jù)收集到的網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)，計算各個評估指標的值，得到評估值，評估值包括利用率估值、延遲估值、丟包估值和抖動估值；并為各個評估指標設(shè)置對應(yīng)的閾值，得到帶寬閾值、延遲閾值、丟包閾值和抖動閾值，基于設(shè)置好的各個評估指標的閾值與各個評估指標的評估值對比，將網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)進行類別劃分，形成分類狀態(tài)，分類狀態(tài)包括良好、中等、較差；了解加密片段特點，加密片段特點包括大小、重要性和傳輸優(yōu)先級，根據(jù)分類狀態(tài)和加密片段特點，制定路徑調(diào)整策略；

48、路徑調(diào)整策略的制定如下：

49、當網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)良好時，選擇最短路徑或帶寬最大的路徑進行傳輸；

50、當網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)中等時，根據(jù)片段的優(yōu)先級進行路徑分配，優(yōu)先傳輸重要片段；

51、當網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)較差時，考慮使用備用路徑或降低傳輸速率，以確保數(shù)據(jù)的可靠性；

52、當網(wǎng)絡(luò)中存在多條可用路徑時，根據(jù)網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)和片段特點選擇路徑進行組合，通過以上過程，可以生成適應(yīng)實時網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)的路徑調(diào)整策略，提高廣播電視圖像數(shù)據(jù)加密片段的傳輸效率和可靠性。

53、優(yōu)選的，生成路徑優(yōu)化策略的過程：

54、基于路徑調(diào)整策略的生成過程中建立的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測機制，收集并分析傳輸參數(shù)并存儲在數(shù)據(jù)庫中，并通過采用網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測機制中“各個評估指標的閾值與各個評估指標的評估值對比”技術(shù)方案中的方式，得到傳輸參數(shù)分析結(jié)果；基于路徑調(diào)整策略，了解其基于網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)的決策規(guī)則；

55、決策規(guī)則包括：

56、當網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)良好時，選擇最短路徑或帶寬最大的路徑進行傳輸；

57、當網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)中等時，根據(jù)片段的優(yōu)先級進行路徑分配，優(yōu)先傳輸重要片段；

58、當網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)較差時，考慮使用備用路徑或降低傳輸速率，以確保數(shù)據(jù)的可靠性；

59、將傳輸參數(shù)與路徑調(diào)整策略相結(jié)合，確定傳輸路徑的調(diào)整方案，根據(jù)傳輸參數(shù)分析結(jié)果和傳輸路徑的調(diào)整方案制定決策邏輯，決策邏輯包括當延遲超過設(shè)定閾值且丟包率較低時，選擇備用路徑中延遲較低的路徑；當帶寬占用超過設(shè)定比例且延遲和丟包率都在可接受范圍內(nèi)時，降低傳輸速率以減少帶寬占用，生成路徑優(yōu)化策略，基于網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)的動態(tài)變化，設(shè)置時間t來重新評估傳輸參數(shù)并調(diào)整路徑的為一個時間間隔，形成動態(tài)調(diào)整機制，通過配置網(wǎng)絡(luò)設(shè)備將生成的路徑優(yōu)化策略應(yīng)用到5g網(wǎng)絡(luò)的傳輸中，實現(xiàn)路徑的調(diào)整，持續(xù)監(jiān)測傳輸參數(shù)，并對實施路徑優(yōu)化策略前后的網(wǎng)絡(luò)性能進行對比，評估路徑優(yōu)化策略的有效性，檢驗是否達到降低延遲、減小抖動、減少丟包率和優(yōu)化帶寬占用的目標，得到驗證結(jié)果，根據(jù)驗證結(jié)果，對路徑優(yōu)化策略進行調(diào)整和改進。

60、本發(fā)明提供了一種基于5g通信技術(shù)的廣播電視圖像安全傳輸系統(tǒng)，具備以下有益效果：

61、一、該基于5g通信技術(shù)的廣播電視圖像安全傳輸系統(tǒng)，通過分布式加密單元采用aes、rsa和橢圓曲線加密三種加密算法對廣播電視圖像數(shù)據(jù)進行組合搭配加密，能夠提高數(shù)據(jù)的安全性；不同的加密算法針對不同的安全需求，選擇合適的加密方式，如aes適用于大數(shù)據(jù)量快速加密，rsa和橢圓曲線加密提供高安全性的非對稱加密，組合使用使得破解難度極大增加，保障了廣播電視圖像數(shù)據(jù)的安全性能。

62、二、該基于5g通信技術(shù)的廣播電視圖像安全傳輸系統(tǒng)，通過區(qū)塊鏈存儲模塊對每個加密片段生成哈希值并存儲到區(qū)塊鏈上，有效利用區(qū)塊鏈的不可篡改特性，保證數(shù)據(jù)的完整性和可追溯性；而一旦數(shù)據(jù)被修改，可以通過區(qū)塊鏈上的哈希值和修改日志進行溯源，提高了數(shù)據(jù)的安全性和透明度。