基于SIP协议的IP加密视频传输系统的设计

论文摘要

随着宽带业务的普及,IP视频传输作为宽带业务的重要应用,受到了全世界的关注。然而,安全问题却成为视频传输技术不得不面对的最大障碍,这极大地限制了视频传输技术的广泛应用。本文首先研究了视频传输系统整机方案的设计,基于视频传输的特性,采用了针对数字视频优化的Davinci系统,将SIP安全协议的实现放到了双核Davinci的ARM核中,同时针对实体视频流安全,采用了DSP加解密子系统;在整机软硬件实验环境搭建好后,探讨了现有的流行视频传输协议,从复杂性、可靠性、扩展性、支持的业务等多个角度比较SIP和H.323协议,论证了SIP协议视频传输的优势,并针对SIP的体系结构特点,详尽分析了SIP的协议格式、功能、及其在典型通信流程中存在的一些安全问题。通过研究、对比现有的SIP安全方案,分析其漏洞与不足,本文提出了一套基于PKI和逐跳加密的SIP安全解决方案,并对该方案的安全性进行了全面的分析。最后,在Davinci整机上实现了安全SIP协议的SIP服务器设计以及与加解密子系统间的SPI设备驱动的编码、调试。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 课题背景
• 1.2 课题的意义
• 1.3 论文的结构安排
• 第二章 视频传输系统整机方案设计
• 2.1 整机方案采用数字视频创新Davinci 系统
• 2.1.1 达芬奇技术提出的背景
• 2.1.2 Davinci系统的特点
• 2.2 Davinci嵌入式系统的开发
• 2.2.1 嵌入式开发与通用PC开发的比较及其特点
• 2.2.2 嵌入式开发的模式及流程
• 第三章 SIP协议的研究
• 3.1 SIP体系结构
• 3.1.1 请求消息
• 3.1.2 响应消息
• 3.2 视频传输H.323 和SIP传输控制协议的分析
• 3.2.1 SIP与H.323 的比较
• 3.2.2 SIP的视频传输优势
• 3.3 SIP体系结构的特点
• 3.3.1 基于ABNF的语法与编码层
• 3.3.2 使用表项索引的SIP传输层
• 3.3.3 由客户机和服务器组成的事务层
• 3.3.4 区分无状态代理的事务用户层
• 3.4 SIP协议格式和功能特点
• 3.4.1 请求、响应消息及SIP标识
• 3.4.2 SIP协议的功能特点
• 3.5 SIP通信流程分析
• 3.5.1 点对点模式通信流程分析
• 3.5.2 服务器模式通信流程分析
• 3.6 SIP安全问题分析
• 3.6.1 SIP协议面对的安全威胁
• 3.6.2 现有的SIP协议安全机制的比较
• 3.7 结合PKI机制的完整解决方案
• 3.7.1 结合PKI的SIP安全传输
• 3.7.2 PKI数字证书存储的安全性
• 3.8 方案安全性分析
• 3.8.1 数字证书安全性分析
• 3.8.2 USBkey安全性分析
• 3.8.3 SIP扩展安全性分析
• 3.8.4 RTP实体的安全性分析
• 第四章 安全SIP协议在Davinci平台的实现
• 4.1 SIP协议栈的设计
• 4.1.1 SIP消息传输模块的设计
• 4.1.2 SIP语法处理模块的设计
• 4.1.3 SIP状态机模块的设计
• 4.2 SIP服务器UA系统的设计
• 4.3 SIP协议核心模块的实现
• 4.3.1 oSIP结构分析
• 4.3.2 oSIP的实现
• 4.4 RTP、RTCP协议模块的实现
• 4.4.1 ccRTP的分析
• 4.4.2 ccRTP的实现
• 4.4.3 载荷类型及格式
• 4.4.4 参与者及源同步
• 4.5 信令转换模块的设计与实现
• 4.5.1 SIP到ISUP消息的映射
• 4.5.2 ISUP到SIP的映射
• 4.6 SIP服务器与加解密子系统的SPI设备驱动设计
• 4.6.1 Montavista下的设备驱动程序概述
• 4.6.2 Montavista下SPI驱动程序的开发
• 4.6.3 针对SPI设备驱动对内核的修改
• 4.6.4 SPI设备驱动客户端的测试
• 第五章 总结与展望
• 5.1 总结
• 5.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 研究成果