混沌算法在語音加密中的應用
隨著現(xiàn)代社會對語音通信的需求逐漸增多,語音通信技術的發(fā)展也隨之加快,而針對語音通信的攻擊也越來越嚴重。信息安全問題日益受到人們的重視,加密算法的好壞直接決定著信息的安全性。基于混沌算法的特性,在語音加密通信中也已產生了與3DES加密算法相結合、與神經(jīng)網(wǎng)絡相結合的加密算法。
基于混沌的幾種加密算法
一、3DES與混沌加密相結合的加密算法
把3DES加密算法與混沌相結合的加密算法中,加解密的密鑰由兩個同步的混沌映射系統(tǒng)產生,實時語音加密的核心算法采用3DES加密算法,整個加密模型如圖。
KI是由Logistic映射系統(tǒng)產生的每個數(shù)據(jù)包的密鑰,X0、U是Logistic映射的初值和參數(shù)。
此種方法密鑰由于結合了3DES而變成168位,使得傳輸具有很強的安全性即使在中途被截獲,也會因為沒有混沌系統(tǒng)的初始值與參數(shù)而無法破譯。但在過程中值得注意的是如何讓兩個混沌系統(tǒng)同步與怎樣將產生的64位序列轉化為64位密鑰,而且由于3DES加密算法是在DES加密算法上的迭代加密,所以在加密速度上會成倍的增長。
二、基于神經(jīng)網(wǎng)絡的混沌加密
人工神經(jīng)網(wǎng)絡的以下幾個突出的優(yōu)點使它近年來引起人們的極大關注:
(1)可以充分逼近任意復雜的非線性關系;
(2)所有定量或定性的信息都等勢分布貯存于網(wǎng)絡內的各神經(jīng)元,故有很強的魯棒性和兼容性;
(3)采用并行分布處理方法,使得快速進行大量運算成為可能;
(4)可學習和自適應不知道或不確定的系統(tǒng);
(5)能夠同時處理定量、定性知識。
人工神經(jīng)網(wǎng)絡的特點和優(yōu)越性,主要表現(xiàn)在三個方面:
(1)具有自學習功能
例如實現(xiàn)圖像識別時,只要先把許多不同的圖像樣板和對應的應識別的結果輸入人工神經(jīng)網(wǎng)絡,網(wǎng)絡就會通過自學功能,慢慢學會識別類似的圖像。自學功能對 于預測有特別重要的意義。預期未來的人工神經(jīng)網(wǎng)絡計算機將為人類提供經(jīng)濟預測、市場預測、效益預測,其應用前途是很遠大的。
(2)具有聯(lián)想存儲功能
用人工神經(jīng)網(wǎng)絡的反饋網(wǎng)絡就可以實現(xiàn)這種聯(lián)想。
(3)具有高速尋找優(yōu)化解的能力
尋找一個復雜問題的優(yōu)化解,往往需要很大的計算量,利用一個針對某問題而設計的反饋型人工神經(jīng)網(wǎng)絡,發(fā)揮計算機的高速運算能力,可能很快找到優(yōu)化解。
此種方法是因為混沌系統(tǒng)在計算機或其它數(shù)字系統(tǒng)實現(xiàn)時,由于對混沌映射的參數(shù)和狀態(tài)模擬精度的限制,使混沌序列表現(xiàn)出短周期、強相關以及局部線性的缺點,因此在較小精度實現(xiàn)下的混沌系統(tǒng)不適于加密這個缺陷而提出的。
與神經(jīng)網(wǎng)絡結合的混沌加密法,在安全性上優(yōu)勢有:
第一,神經(jīng)網(wǎng)絡映射混沌關系使直接獲取映射關系十分困難;
第二,加密函數(shù)是動態(tài)的,也就是說每個明文單元加密后的結果不是固定的,而是隨機變化的。
隨著科學技術的發(fā)展,人們對加密技術的要求也越來越高,而因為語音的特殊性,對于語音的加密算法就在速度與安全性上要求更高。
小知識之3DES加密算法
3DES(或稱為Triple DES)是三重數(shù)據(jù)加密算法(TDEA,Triple Data Encryption Algorithm)塊密碼的通稱。它相當于是對每個數(shù)據(jù)塊應用三次DES加密算法。由于計算機運算能力的增強,原版DES密碼的密鑰長度變得容易被暴力破解;3DES即是設計用來提供一種相對簡單的方法,即通過增加DES的密鑰長度來避免類似的攻擊,而不是設計一種全新的塊密碼算法。










