音频的混沌置乱加密

一种基于混沌映射的快速图像加密算法优化乔建平;邓联文;贺君;廖聪维【摘要】为了解决现有图像加密算法存在随图像尺寸变大导致加密时间迅速增加的问题,采用基于logistic和Arnold映射的改进加密算法实现了快速图像加密算法的优化.该算法基于两种混沌映射对原文图像进行像素置乱和灰度值替代,像素置乱是按图像大小选择以H个相邻像素为单位进行,通过适当调整H的取值实现加密时间优化;灰度值替代是利用Arnold映射产生混沌序列对置乱图像进行操作而得到密文图像.结果表明,对于256×256的Lena标准图像,加密时间降低到0.0817s.该算法具有密钥空间大和加密速度快等优点,能有效抵抗穷举、统计和差分等方式的攻击.%In order to solve the rapid increase of the encryption time because of the increasing image size in the existing image encryption algorithm , the optimized encryption algorithm based on logistic and Arnold mapping was used to achieve the optimization of the fast image encryption algorithm.The algorithm was based on two kinds of chaotic maps to the original image , pixel scrambling and gray value substitution.Pixel scrambling was to select the H adjacent pixels according to the image size , appropriately adjust the H value and realize the encryption time optimization.Gray value substitution is to generate chaotic sequences by Arnold mapping , operate the scrambling image and get the cipher image.The results show that , for 256 ×256 Lena standard images, the encryption time is reduced to 0.0817s.The algorithm has advantages of large key space and fast encryption speed, and can effectively resist the attack of exhaustive , statistical, and differential means.【期刊名称】《激光技术》【年(卷),期】2017(041)006【总页数】7页(P897-903)【关键词】图像处理;图像加密;混沌映射;Lena图像【作者】乔建平;邓联文;贺君;廖聪维【作者单位】中南大学物理与电子学院超微结构与超快过程湖南省重点实验室,长沙410083;中南大学物理与电子学院超微结构与超快过程湖南省重点实验室,长沙410083;中南大学物理与电子学院超微结构与超快过程湖南省重点实验室,长沙410083;中南大学物理与电子学院超微结构与超快过程湖南省重点实验室,长沙410083【正文语种】中文【中图分类】TP309.7近年来，随着互联网、多媒体以及通信技术的快速发展和普及，信息的安全传输显得尤为重要。

89信息：技术与应用信息记录材料 2019年4月 第20卷第4期 1 引言当今无线电通信系统中采用的语音加密技术主要分为两大类：模拟加密和数字加密。

频域置乱就是语音最早采用的模拟加密技术，至今仍广泛应用。

频域置乱有三种常用技术：倒频器、带移倒频及频带分割。

倒频器是将高低频交换，使原始语音信号频率成分被置乱降低可读性，起到语音保密作用，常用倒频器没有密钥，故保密性有限。

带移倒频是以倒频器为基础引入密钥，成为真正意义上的语音保密机。

频带分割是将信号频谱分成相等的子带，然后将子带次序打乱实现置乱，达到保密[2]。

本文主要通过倒频器原理来研究语音加密技术。

2 加密、解密原理本文使用倒频器来实现语音的保密，倒频是将信号的高频和低频进行交换，即将信号的高频部分搬到低频段，将低频部分搬到高频段，倒频后的信号和原始信号具有相同的频带范围，由于原始语音信号的频率成分被置乱从而降低了可懂度，起到了语音保密的作用。

原理图如图1所示。

设输入信号的最高角频率为，HP 为理想高通滤波器，其截止角频率为，LP 为理想低通滤波器，截止频率为[1]。

将加密后的信号通过相同的倒频器，经与加密信号相同的高低频交换过程得到与原语音信号相同频率范围的解密信号。

图1 倒频系统的工作原理框图3 程序设计本文在此只给出加密、解密处理部分的程序及结果而其余部分仅做简要说明。

本文程序当中处理的语音信号是利用电脑自带的录音机所录制的一段语音，然后利用MATLAB 自带的函数audioread 采集，并得到采样频率。

将双声道语音数据提取成单声道的。

利用resample 函数将采样率变为8000H Z 以方便后面调制信号频率的选择。

经查阅资料得语音信号的频率范围为300H Z 到3400H Z，使用电脑自带的录音机录制的语音存在50H Z 电源噪音，故使用滤波器将此部分噪音滤除后再进行加密、解密处理[3]。

3.1 加密程序设计根据加密原理，在进行程序设计时，只需将滤波处理后的信号与cos(tωb)相乘进行频谱搬移，然后通过高通滤波器实现单边带调制，再与cos((ωb+ωm)t)相乘通过低通滤波器实现信号高低频交换，进而实现信号的加密处理。

基于ARM系统的混沌语音加密研究作者：谢永坚来源：《现代电子技术》2013年第13期摘要：现代语音通信大大方便了人们的交流，但是随之产生语言安全的问题，人们担心自己的通话被窃听，但传统的PC加密算法运算量大不适合在手持的移动设备中使用，用混沌信号对通话语音进行加密提高嵌入式设备数据的安全性同时运算量相对适中。

在ARM2440+Linux平台上做了有关混沌信号产生并利用混沌信号来对语音进行加密的实验，将加密后的语音进行蓝牙传输。

关键词：混沌；猫映射； ARM； Linux；语音加密；解密中图分类号：TN912.3⁃34 文献标识码： A 文章编号： 1004⁃373X（2013）13⁃0097⁃03 Research on chaotic voice encryption based on ARM systemXIE Yong⁃jian（Faculty of Automation， Guangdong University of Technology， Guangzhou 510006，China）Abstract： Modern voice communication makes people communicate with each other conveniently but leads to problem of security. People worry that their communication by telephone could be eavesdropped. But traditional PC encryption algorithm can hardly be achieved on mobile phone. Voice encryption by chaotic signals can improve security of embedded device data and also is less complex than the traditional one. We do the voice encryption test by use of chaotic signals on the ARM2440+Linux platform and transmit via bluetooth.Keywords： chaotic encryption； cat maps； ARM； Linux； voice encryption； deciphering0 引言随着通信技术的飞速发展，人们普遍使用智能手机来联系家人、朋友以及商业客户，但语音信息容易被窃听，干扰这在紧急情况下是不容许的。

互联网安全知识：如何保护你的音频文件互联网上的音频文件越来越多，随之而来的是对其安全的需求。

在这篇文章中，我将讨论如何保护你的音频文件。

1.使用加密算法加密是保护音频文件的最基本方法之一。

使用强密码保护你的音频文件，以防止未经授权的访问。

加密算法的选择应该是高安全性和易用性的平衡。

在访问音频文件时，你必须输入密码才能解密文件。

保持密码的机密性和复杂性是至关重要的，建议至少包含数字，字母和符号。

2.物理安全将音频文件保存在可控制的物理位置，例如硬盘或闪存驱动器。

在分发音频文件时，确保设备可以安全使用，以防止其被盗或意外丢失。

不要在一个设备上存储所有的音频文件，尤其是在智能手机或平板电脑上，因为这些设备容易丢失或被盗。

3.动态水印技术动态水印技术是一种保护音频文件的方法。

这种方法将音频数据“注入”到了音频文件中，方法是加密这些数据和将它们与文件内容进行混合。

访问音频文件时，这些数据将被提取并检查以确定文件是否被篡改。

若被篡改则可以确定侵犯版权并追责。

这种技术目前很难被破解，因此非常适合音频文件的保护。

4.防篡改技术防篡改技术使文件在传输过程中通过散列值的校验来检测文件是否被篡改。

校验和利用算法处理文件，然后产生一个特征码，该特征码是由文件内容计算而来的。

任何对该文件进行更改或篡改，其特征码都会不同，此时，系统会检测到并报告错误。

这种技术可以保证音频文件的完整性。

5.版权保护版权保护是保护音频文件的另一种方式。

版权保护的方法包括在出售前进行注册、访问限制以及授予少量人员访问权限等措施。

如果你的音频文件受到假冒或非法使用，你可以通过法律手段来维护你的权益。

总结随着音频文件的普及，安全问题也成为人们关注的焦点。

在保护音频文件方面，加密、物理安全、动态水印技术、防篡改技术和版权保护等方法都是非常有效的。

如果你经常使用音频文件，请保持高度警觉，并采取以上措施来防止黑客攻击和数据泄露。

开题报告通信工程基于混沌系统的图像加密算法研究一、课题研究意义及现状意义:随着计算机技术和网络通信技术不断发展和迅速普及，通信保密问题日益突出。

信息安全问题已经成为阻碍经济持续稳定发展和威胁国家安全的一个重要问题，而密码学是用来保证信息安全的一种必要的手段，现代密码学便应运而生，如经典的私钥密码算法DES、IDEA、AES和公钥密码算法RSA、EIGamal等，新颖的量子密码、椭圆曲线密码算法等，在信息安全的保密方面都发挥了重要作用。

图像信息生动形象，它已经成为人类表达信息的重要手段之一，网络上的图像数据有很多是要求发送方和接收方要进行保密通信的，信息安全与保密显得越来越重要。

目前，国际上正在探讨使用一些非传统的方法进行信息加密与隐藏，其中混沌理论就是被采纳和得到广泛应用的方法之一。

混沌加密是近年来兴起的一个研究课题，基于混沌理论的保密通信、信息加密和信息隐藏技术的研究已成为国际非线性科学和信息科学两个领域交叉融合的热门前沿课题之一，也是国际上高科技研究的一个新领域，基于混沌理论的密码学近来成为很热门的科学。

对于数字图像来说，具有其特别的一面就是数字图像具有数据量大、数据相关度高等特点，用传统的加密方式对图像加密时存在效率低的缺点；而新型的混沌加密方式为图像加密提供了一种新的有效途径。

基于这种原因，本论文主要探讨基于混沌理论的数字图像加密算法。

混沌现象是在非线性动力系统中出现的确定性、类似随机的过程，这种过程既非周期又非收敛，并且对初值具有极其敏感的依赖性，混沌系统所具有的这些基本特性恰好能够满足保密通信及密码学的基本要求。

图像加密过程就是通过加密系统把原始的图像信息(明文)，按照加密算法变换成与明文完全不同的数字信息(密文)的过程。

国内外现状:1963年，洛伦兹发表论文“决定论非周期流”，讨论了天气预报的困难和大气湍流现象，给出了著名的洛伦兹方程，这是在耗散系统中，一个确定的方程却能导出混沌解的第一个实例，从而揭歼了对混沌现象深入研究的序幕。

密码学在音频流加密中的应用在当今数字化的时代，音频流的传输和存储变得越来越普遍。

从在线音乐平台到语音通话应用，音频数据在我们的日常生活中无处不在。

然而，随着信息交流的日益频繁，保护音频流的安全性和隐私性变得至关重要。

密码学作为一门研究信息加密和解密的科学，在音频流加密中发挥着关键作用。

首先，我们来了解一下什么是密码学。

简单来说，密码学就是通过特定的算法和技术，将明文（原始的可理解的信息）转换为密文（不可直接理解的形式），只有拥有正确密钥的接收方能够将密文还原为明文。

这种加密和解密的过程旨在确保信息在传输和存储过程中的保密性、完整性和可用性。

在音频流加密中，常用的加密算法包括对称加密算法和非对称加密算法。

对称加密算法中，发送方和接收方使用相同的密钥进行加密和解密。

常见的对称加密算法如AES（高级加密标准），其加密速度快，效率高，适用于对大量音频数据进行实时加密。

例如，在实时语音通话中，为了保证通话内容不被窃听，使用对称加密算法可以快速对音频流进行加密，使得即使有人截获了传输的数据，也无法轻易理解其中的内容。

而非对称加密算法则使用一对密钥，即公钥和私钥。

公钥可以公开，用于加密数据，而私钥只有接收方持有，用于解密数据。

RSA 算法就是一种常见的非对称加密算法。

在某些场景下，比如音频文件的数字签名，发送方使用自己的私钥对音频数据进行签名，接收方可以使用发送方的公钥验证签名的真实性和完整性，从而确保音频文件没有被篡改。

除了加密算法，密钥管理也是音频流加密中的一个重要环节。

密钥的生成、存储、分发和更新都需要严格的安全措施。

如果密钥被泄露，那么加密的音频流就可能被轻易破解。

因此，通常会采用密钥分发中心（KDC）或者使用数字证书来确保密钥的安全传输和管理。

在实际应用中，音频流加密还需要考虑实时性和效率的问题。

由于音频数据是连续不断产生的，如果加密过程过于复杂或耗时，就会导致延迟，影响音频的质量和实时性。

因此，在选择加密算法和参数时，需要在安全性和性能之间进行权衡。

混沌加密技术综述混沌理论是近年来发展较快的非线性科学的分支，因其非周期、连续宽频带、类噪声和长期不可预测等特点，适用于保密通信等领域。

本文从混沌加密技术的原理、发展阶段和特点的问题对其较为的分析和总结。

关键词：混沌的原理…摘要：混沌理论是近年来发展较快的非线性科学的分支，因其非周期、连续宽频带、类噪声和长期不可预测等特点，适用于保密通信等领域。

本文从混沌加密技术的原理、发展阶段和特点的问题对其较为的分析和总结。

关键词：混沌的原理加密算法性能评估一、混沌的原理混沌是的非线性、非平衡的动力学过程,其特点为: (1)混沌系统的是许多有序的集合,而每个有序分量在条件下,都不起主导作用；(2)混沌看起来似为随机,但的；(3)混沌系统对初始条件极为敏感,两个相同的混沌系统,若使其稍异的初态就会迅速变成完全不同的状态。

1963年,美国气象学家洛伦兹(Lrenz)混沌理论,气候从本质上是不可预测的,最微小的条件将会巨大的天气,这著名的“蝴蝶效应”。

此后混沌在各个领域都了不同程度的运用。

20 世纪80 年代开始,短短的二十几年里,混沌动力学了的应用和发展。

二、混沌在加密算法中的应用混沌系统对初值的敏感性,很小的初值误差就能被系统放大,,系统的长期性是不可预测的；又混沌序列的统计特性,它可以产生随机数列,特性很适合于序列加密技术。

信息论的奠基人美国数学家Shannn指出:若能以某种产生一随机序列,序列由密钥所,任何输入值微小对输出都大,则的序列就可以加密。

混沌系统恰恰符合要求。

混沌系统的特性使得它在数值分布上不符合概率统计学原理, 得稳定的概率分布特征；, 混沌数集是实数范围, 还可以推广到复数范围。

, 从理论上讲, 混沌原理对数据加密,可以防范频率分析攻击、穷举攻击等攻击方法, 使得密码难于分析、破译。

从1992年至今，混沌保密通信经历了四代。

混沌掩盖和混沌键控属于代混沌保密通信技术，安全性能非常低，实用性大大折扣。