基于5G边缘计算的视频监控密码应用研究 _5G

【基于5G边缘计算的视频监控密码应用研究】石元兵，张舒黎.基于5G边缘计算的视频监控密码应用研究[J].通信技术，2020，53（05）：1224-1230.
SHI Yuan-bing, ZHANG Shu-li. Research of Cryptographic Application on Video Surveillance Based on 5G Edge Computing[J]. Communication Technology,2020,53（05）:1224-1230.

5G边缘计算与视频监控的结合，将对雪亮工程、智能城市、区域安防等产生深远影响，加剧行业应用并深化业务布局。基于5G边缘计算的视频监控安全问题尤为重要。分析面向5G边缘计算的视频监控现状，梳理系统密码应用需求，结合国产商用密码，提出基于5G边缘计算的视频监控密码应用框架，研究关键密码技术，设计典型场景密码应用方案，解决视频监控在5G边缘计算中的安全问题。
视频监控通过实时视频采集、网络通信、可视化呈现等方式，对物理世界进行感知和分析。随着数字化的进展及安防事业的快速建设，视频监控被越来越多地应用于平安城市、雪亮工程、楼宇安防、园区安防、家庭安防等领域。5G的正式商用以及边缘计算等技术的逐渐成熟，标志着视频监控有了更广阔的应用空间。视频监控将伴随5G的深入发展应用到国家、社会、人民生活的方方面面。
基于5G边缘计算的视频监控应用前景良好，但同时也面临各种安全威胁，存在视频泄露、篡改破坏等安全风险，应当综合应用密码技术，构建安全体系，有效保证系统安全。本文对5G边缘计算及视频监控抽取密码需求，结合国产自主可控的商用密码，提出5G边缘计算视频监控密码应用框架，研究设计关键密码技术，确保系统应用安全。
01现状及需求
1.1　基于5G边缘计算的视频监控
随着新一代信息技术的推进，5G已成为我国国家战略。边缘计算作为5G的核心技术，通过融合网络、计算、存储、应用等核心能力，将5G业务下沉到接入边缘，就近提供边缘智能服务，满足行业数字化在敏捷联接、实时业务、应用智能等方面的关键需求。
一直以来，视频监控被广泛应用于平安城市、雪亮工程、执行指挥等领域，发挥着安防保障、智能研判、犯罪取证等重要作用。5G+边缘计算具备大带宽、大连接、低时延等网络能力，相比于传统网络（4G、固网等），能够更好地承载视频业务，并提供丰富的扩展功能，为视频监控的应用发展带来了全新机遇。
如图1所示，5G边缘计算赋能视频监控体现在eMBB、mMTC、urLLC三大方面。5G边缘计算能够为视频监控提供更高传输速率和更大带宽的接入，承载每秒十亿万字节的视频码流，并支持高清、超高清的监控业务。5G边缘计算能够接入超大规模、低性能、低能耗的IoT监控设备，助力视频监控的全面布局。5G边缘计算通过实时计算、视频可视化等方式，满足视频监控在高实时、高精密、高智能等方面的需求。

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图1 5G边缘计算赋能视频监控
基于5G边缘计算的视频监控系统架构如图2所示。海量异构的监控终端通过5G接入网连接网络。业务下层的边缘计算平台对高网络质量（时延、带宽、抖动）需求的监控业务提供实时计算、数据存储、可视化等服务。而云端的视频系统与边缘计算平台进行业务联动，并对全局数据进行存储、进行非实时运算、处理联网应用等，为用户提供丰富的监控服务。

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图2 基于5G边缘计算的视频监控系统架构
1.2　密码应用需求
伴随5G边缘计算的发展以及视频监控的广泛应用，其安全问题日益凸显，密码应用需求显得尤为迫切。目前，国内5G边缘计算的安全及密码标准仍处于空白状态。针对视频监控的密码标准也只有GB35114，相关密码及安全技术还处于研究状态，并不成熟。本文结合当前5G边缘计算及视频监控的发展趋势以及实际的密码使用情况，归纳出如下四方面的密码应用需求：
（1）密码与应用场景融合：基于5G边缘计算的视频监控，相较于传统的视频监控，涉及更多的场景，如海量异构终端、差异化可视呈现、人工智能分析、大数据研判等。不同应用场景的密码需求具有共性也具有差异性，在进行密码应用时，应当充分考虑场景特点，对场景进行安全保护的同时不影响场景业务。
（2）密码与信息技术融合：基于5G边缘计算的视频监控引入了丰富的信息技术，如5G网络切片、边缘计算、虚拟化、大数据、人工智能、流媒体等。对整个系统进行密码应用时，应当充分结合新型信息技术的特点，做到信息技术融合创新的同时实现安全加固及增强。