基于物联网的小区视频数据安全调取方法和系统与流程

本发明涉及物联网数据安全，尤其涉及基于物联网的小区视频数据安全调取方法和系统。

背景技术：

1、随着物联网技术的普及，小区视频监控系统已广泛部署，视频数据的存储与调取管理需求日益突出。

2、目前，小区视频监控系统普遍采用中心化服务器架构，将视频数据集中存储于单一服务器，并通过集中式数据库管理访问权限与访问日志。

3、然而，上述中心化架构存在以下技术问题：

4、中心化服务器存在单点故障风险，服务器故障或遭受攻击时视频数据将无法访问；访问权限控制粒度粗放，通常仅支持全部可见或全部不可见两种授权模式，无法针对特定时间段、特定摄像头或特定事件类型进行精细化访问控制；访问日志存储于中心化数据库中，易被篡改或删除，无法提供可信的审计追溯。上述问题导致现有小区视频数据在安全存储、细粒度授权及可信审计方面存在明显不足。

技术实现思路

1、本发明的目的在于：为了解决上述问题，而提出的基于物联网的小区视频数据安全调取方法和系统。

2、为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

3、基于物联网的小区视频数据安全调取方法，至少包括步骤a、步骤b和步骤c，其中所述步骤a包括：运行初始化算法生成系统主密钥和公开参数；基于所述系统主密钥和授权用户的属性集生成与所述属性集绑定的用户私钥；

4、其中所述步骤b包括：将视频流切分为多个视频片段，对各视频片段执行哈希计算和对称加密，将加密视频片段存储至分布式存储系统；针对每个视频片段生成包含访问策略的元数据记录，将所述元数据记录经共识处理后写入区块链账本；

5、其中所述步骤c包括：接收视频调取请求并验证数字签名，在区块链账本中检索目标视频片段的元数据记录；将用户的属性集与所述访问策略进行匹配计算，若满足则对目标视频片段的对称解密密钥执行属性基加密生成密文密钥并发送至用户端；用户端使用所述用户私钥解密所述密文密钥获取对称解密密钥，对加密视频片段执行对称解密获取目标视频片段。

6、优选地，所述步骤a中，所述属性集中的各属性与预定义的属性空间中的属性维度一一对应，所述属性空间包括时间段属性、摄像头组属性、事件类型属性、机构属性、职务属性和管辖区域属性；每个属性由属性名称和属性值组成，同一属性维度下不同用户持有不同的属性值。

7、优选地，所述元数据记录包括摄像头标识、时间段信息、视频片段哈希值、视频片段的存储地址以及所述访问策略；所述访问策略为由属性名称、属性值和逻辑运算符组成的布尔表达式，所述访问策略在视频片段生成时由边缘网关根据摄像头的预配置规则自动写入元数据。

8、优选地，所述对各视频片段执行对称加密包括：为每个视频片段独立生成一个对称密钥，使用所述对称密钥对视频片段执行aes-256加密；加密完成后，所述对称密钥由可信权威节点保管，并与视频片段的摄像头标识及时间段信息关联存储。

9、优选地，所述将用户的属性集与所述访问策略进行匹配计算包括：将用户属性集中的各属性与所述访问策略中的各属性条件逐一比对，按照所述访问策略中定义的逻辑运算符对各条件的比对结果进行布尔运算，获取满足性判定结果；当且仅当所述布尔运算结果为真时，判定用户属性集满足所述访问策略。

10、优选地，所述对目标视频片段的对称解密密钥执行属性基加密生成密文密钥包括：从可信权威节点获取目标视频片段的对称解密密钥，使用所述访问策略和所述公开参数运行属性基加密算法，以所述对称解密密钥为明文、以所述访问策略为加密策略生成所述密文密钥；所述用户私钥仅在用户属性集满足所述访问策略时通过双线性配对运算成功解密所述密文密钥。

11、优选地，所述步骤c之后还包括步骤d：在调取流程执行完成后，由部署在联盟链上的审计智能合约自动生成一条访问日志交易，所述访问日志交易包含调取用户的公钥标识、调取时间戳、调取的视频片段标识列表、请求缘由的哈希值以及调取结果状态；将所述访问日志交易经共识处理后写入区块链账本。

12、优选地，所述步骤d还包括：对区块链账本中的访问日志进行实时分析，获取各用户在预设时间窗口内的调取频次和调取目标之间的关联度；其中，当同一用户在预设时间窗口内调取的视频片段数量超过频次阈值，且各调取目标之间的关联度低于关联度阈值时，生成异常行为告警信息，并由智能合约自动将该用户的调取权限状态更新为冻结；所述关联度通过以各视频片段元数据中的摄像头标识、时间段信息和事件类型属性编码构成的属性特征向量为输入，计算各属性特征向量间的余弦相似度获取。

13、优选地，所述步骤c之后还包括步骤e：接收权限转移请求，所述权限转移请求包含权限所有者的标识、协作者的公钥、目标视频片段标识以及授权有效期；基于权限所有者的私钥和协作者的公钥计算代理重加密密钥，将所述代理重加密密钥和授权有效期发布至代理节点；代理节点使用所述代理重加密密钥对目标视频片段的原密文密钥执行重加密操作，生成协作者可解密的重加密密文密钥；协作者使用自身私钥解密所述重加密密文密钥获取对称解密密钥，对加密视频片段执行对称解密获取目标视频片段；智能合约记录权限转移事件，并在授权有效期到期后自动将所述代理重加密密钥的授权状态更新为撤销。

14、基于物联网的小区视频数据安全调取系统，包括：

15、属性基加密初始化模块，用于运行初始化算法生成系统主密钥和公开参数，基于所述系统主密钥和授权用户的属性集生成与所述属性集绑定的用户私钥；

16、视频切片与存证模块，用于将视频流切分为多个视频片段，对各视频片段执行哈希计算和对称加密，将加密视频片段存储至分布式存储系统，针对每个视频片段生成包含访问策略的元数据记录，将所述元数据记录经共识处理后写入区块链账本；

17、访问验证与解密模块，用于接收视频调取请求并验证数字签名，在区块链账本中检索目标视频片段的元数据记录，将用户的属性集与所述访问策略进行匹配计算，若满足则对目标视频片段的对称解密密钥执行属性基加密生成密文密钥并发送至用户端，由用户端使用所述用户私钥解密所述密文密钥获取对称解密密钥并对加密视频片段执行对称解密获取目标视频片段。

18、综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

19、1、本发明通过视频元数据记录与访问日志写入区块链账本，利用联盟链的分布式共识与链式存储结构，使存证记录在写入后无法被单一节点篡改或删除，解决了传统中心化架构下日志易被篡改、无法可信审计的技术问题，取得了访问日志不可篡改且可追溯的技术效果。本发明采用属性基加密算法对视频解密密钥进行策略加密，通过将用户属性集与多维属性条件进行匹配验证，解决了传统方案授权粒度粗放的技术问题。

20、2、本发明通过将视频数据存储于分布式存储系统并由多个区块链共识节点共同维护元数据，解决了单点故障导致视频数据不可用的技术问题，取得了消除单点故障风险的技术效果。本发明通过代理重加密方法完成临时权限转移，权限所有者无需暴露原始私钥，智能合约自动管理授权到期撤销，取得了临时权限转移过程安全且时效可控的技术效果。