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专利号: 2020105025316
申请人: 中国矿业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 电通信技术
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.基于混沌的位级音频加密方法,其特征在于,加密过程包括如下步骤:步骤1:音素整数化:令交互音频文件为A1,其大小为m×1,m是音素数目,1指音频文件为单声道;A1中元素范围为[-1, 1],将所有元素加1,使其范围变为[0, 2],再乘上指定系数d,使得每个音素值均可用n个二进制位来表示,即ai2=(ai1+1)×d,(1)

其中,ai1∈A1,A2={ai2}为整数矩阵;

步骤2:混沌序列产生:随机选取初始值w0∈(0, 1)和控制参数p1∈(0, 0.5),迭代公式(2)所示的分段线性混沌映射(Piecewise Linear Chaotic Map,PWLCM)n次,可产生一个混沌序列W1={wi1};

,(2)

令控制参数a=35,b=3和c=38,随机选择初始值x0∈(0, 1), y0∈(0, 1),z0∈(0, 1),迭代公式(3)所示的陈混沌系统m次,,(3)

可产生三个混沌序列X1={xi1},Y1={yi1}和Z1={zi1};

步骤3:混沌整数化:计算:

wi2=mod(floor(wi1×1016), m),(4)yi2=mod(floor(yi1×1016), n),(5)zi2=mod(floor(zi1×1016), 2),(6)其中,mod( )和floor( )分别为取模和取整函数,wi1∈W1,yi1∈Y1,zi1∈Z1,W2={wi2},Y2={yi2}和Z2={zi2};

步骤4:音素级置乱:对X1进行元素值升序排列,可得一个新的混沌序列X2,利用X1和X2元素位置的对应关系对A2进行音素置乱,可得置乱矩阵A3;

步骤5:音素二进制化:将A3中的每个元素均用n位二进制位表示,可构成一个大小为m×n的二进制位矩阵A4;

步骤6:位级置乱:利用Y2,对A4执行位级行置乱,可得置乱结果A5;再利用W2,对A5执行位级列置乱,可得置乱结果A6;

步骤7:位级扩散:A6可分解成n个位向量为V11, V21, …, Vn1,计算:V12=V11⊕Z2,Vi2=Vi1⊕Z2⊕Vi-12,i=2, 3, …, n,(7)其中,⊕表示异或运算,V12, V22, …, Vn2构成扩散结果A7;

7

步骤8:音素小数化:对A 中的每行元素均用一个十进制数表示,可构成一个大小为m×1的十进制矩阵A8;将A8中的所有元素除以d,再减1,使其范围变为[-1, 1],即ai9= ai8/d-1,(8)其中,ai8∈A8,A9={ai9}为加密音频。

2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:所述步骤5中,位级行置乱指:若i(i=1, 2, …, m)为奇数行,则对A4的第i行元素进行yi2∈Y2位向左循环移位操作;若i为偶数行,则对A4的第i行元素进行yi2位向右循环移位操作。

3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:所述步骤5中,位级列置乱指:若j(j=1, 2, 

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…, n)为奇数列,则对A 的第j列元素进行wi ∈W 位向上循环移位操作;若i为偶数列,则对A5的第j列元素进行wi2位向下循环移位操作。