基于FPGA的计算机防视频信息泄漏系统设计

　　假如显示终端为数字微镜DMD(Digital MicromirrorDevice)显示器。该显示器将计算机每个像素点的图像信号经过数字光处理DLP(Digital Light Processing)后，存入SDRAM双向缓存器，当一帧图像接收完毕时，内部数据处理电路同时激发各像素点对应的微镜运动，完成一帧图像的显示。DMD显示器峰值数字驱动电压不超过33.5V，电磁辐射很低，且各微镜片同时驱动，形成相互干扰的向外辐射信号，解码难度极大，从而使其成为无信息泄漏的显示器。此时，视频电缆的辐射在整个视频通路的辐射中就占主导地位。如果在视频信号经过视频电缆传输到显示器之前就对其进行处理，则可以有效地降低电磁辐射和信息泄漏。

　　1 视频信息泄漏机理及解决方案

　　1.1 视频信息传输过程中泄漏机理

　　在计算机视频通路中，信息的传送主要为并行传送和串行传送两种方式。目前常见的视频信息都为串行传输，在串行传输的信号波长与其视频电缆物理长度可比的情况下，视频电缆起着天线作用，容易产生高强度的有用信息的电磁泄漏，这样就可以较为容易地对串行信号实现时分接收、频分接收和方位接收。所以串行视频信息很容易被窃取及复现。

　　在并行传输方式下，由于数据线间隔很小且发射信号频率相同或相似，所以截获难度要大得多。但将R、G、B三路串行模拟视频信号分别转化为数字信号后，若不经处理就直接进行传输，此时同时传输的仍是一个像素的不同位信息，因此，从像素角度来考虑，仍为串行传输。若传输的图像仅有黑白两种颜色，则此时并行传输电缆上某一时刻的数据为全“1”或全“0”，即并行电缆中各信号线具有相同的波形，也就不需对各信号线分别接收，此时视频电缆类似于串行传输方式，有效信息就很容易被窃取。

　　1.2 基于像素的并行传输方式

　　为了有效地减少视频信号被截获的可能性，在视频信号送至视频电缆中传输之前就对其进行一定的格式转换，使得在并行电缆上能同时传输多个像素，实现真正意义上的并行，即基于像素的并行传输。在这种并行传输方式下，即使接收方能接收到辐射信息，由于无法分辨各像素的顺序，也就不能复现信息。

　　本文设计的防信息泄漏系统就是通过对视频信号的格式转换处理，实现多个像素的同时传输。图1为视频信息格式转换原理示意图，输入数据为串行模拟视频信号经过A/D转换后得到的数字视频信号，系统接收信息时，其顺序是按单个像素依次接收的，此时数据为“像素包”格式。通过格式转换模块处理之后，这些以“像素包”格式接收到的视频信号数据被转换成为按照“位平面”格式排列的输出数据。此时并行电缆上传输的就是多个像素的数据。“位平面”格式的视频数据传输至显示端后再通过格式转换模块还原为“像素包”格式。