随着互联网行业的不断发展，网络信息安全越来越受到重视，而网卡作为主机与网络数据交换的终端，除了发送和接收数据的功能之外，在安全性能上也被更多的研究，网络加密卡就是一种具有很高的安全性能的网卡，此网卡集成了加密芯片，通过混沌加密算法对数据进行加密。传统网卡协议栈的传输层使用TCP与UDP传输数据，由于两种协议都有各自的优势和缺陷，因此本论文探讨了一种传输层的新协议，并将此协议应用于基于网络加密卡的视频传输系统。本文根据网络加密卡自身的特点，通过分析传输层TCP协议和UDP协议两种协议以及网络层VPN的优缺点，设计了一种新的传输层协议，命名为轻量级TCP协议，此协议既有TCP协议的面向连接特性，也有UDP的高速传输数据的特点，更为重要的是融入了VPN的思想，在传输层上对数据进行加密和认证，提供了对数据的保护，从软件的角度补充了网络加密卡的安全性能，使轻量级TCP协议的安全性得到保证，从而达到了使网络加密卡能够安全快速传输视频数据的目的。本文首先分别从硬件结构和软件结构对网络加密卡进行了介绍，然后对传输层基本协议UDP与TCP进行了特点分析，设计了一种新型传输层协议轻量级TCP协议，重点对轻量级TCP协议进行设计和实现，分别从客户机与服务器的角度和加密与非加密的角度两种不同的角度设计协议的结构，并将此协议应用于网络加密卡，最后通过实验证明，此协议具有很好的传输效果和安全性。