超混沌語(yǔ)音加密的網(wǎng)絡(luò)傳輸
admin 隨著互聯(lián)網(wǎng)的飛速發(fā)展，IP電話已越來(lái)越廣泛地應(yīng)用于人們的日常生活之中，語(yǔ)音通信的網(wǎng)絡(luò)安全問(wèn)題日益突出。尤其是利用超混沌系統(tǒng)對(duì)信息進(jìn)行加密，是近年來(lái)信息科學(xué)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。下面我們就將超混沌加密系統(tǒng)應(yīng)用于網(wǎng)絡(luò)語(yǔ)音實(shí)時(shí)通信，看一下超混沌語(yǔ)音加密是如何讓網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)摹?/p>
1、超混沌序列
最近的理論研究結(jié)果表明：用相空間重構(gòu)技術(shù)，可以推測(cè)出低維混沌系統(tǒng)的性質(zhì)與特征。要增強(qiáng)系統(tǒng)的抗破譯能力，采用具有多個(gè)正性Lyapunov指數(shù)的超混沌系統(tǒng)是行之有效的解決方法。這里以三維的廣義Henon映射為例，讓其產(chǎn)生超混沌序列對(duì)實(shí)時(shí)語(yǔ)音文件加密。
廣義Henon映射：
它的3個(gè)Lyapunov指數(shù)與參數(shù)之間的關(guān)系曲線如圖所示。
廣義Henon映射吸引子的3個(gè)Lyapunov指數(shù)由圖可以看到，廣義Henon映射吸引子在參數(shù)限定到某一范圍時(shí)，3個(gè)Lyapunov指數(shù)中兩個(gè)為正，所以系統(tǒng)處于超混沌狀態(tài)。對(duì)于高維混沌系統(tǒng)產(chǎn)生的信號(hào)，使用時(shí)可以單獨(dú)使用其中一維信號(hào)，也可以使用將其中若干維信號(hào)進(jìn)行某種組合得到信號(hào)，這種組合可以是線性的，可以是非線性的。這樣可以進(jìn)一步產(chǎn)生隨機(jī)性更強(qiáng)的序列，用它加密信息其密文具有極強(qiáng)的抗破譯能力。
2、加密算法
為增強(qiáng)語(yǔ)音數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩裕恼虏捎脡K加密算法。下面說(shuō)明這種加密算法：
其中B0，Br是長(zhǎng)度為l字節(jié)的明文和密文塊，B0為64比特的明文塊（l＝8bytes)，Bi=xi,0.....xi,7。明文塊B0用加密變換迭代r次形成密文Br。Bz是由密鑰確定的加密變換。
文中提到的塊加密算法是基于密碼學(xué)中Feistel網(wǎng)絡(luò)的DES加密算法，它的主要思想是取一個(gè)長(zhǎng)度為n的分組，分成左右兩部分L和R，用輪函數(shù)（子函數(shù)）異或、迭代實(shí)現(xiàn)加密。這里使用的加密變換為：
zi,0.....zi,7是子密鑰的8個(gè)字節(jié)，它控制著第i次迭代；
函數(shù)f1，…，f7的形式：
由非線性離散混沌映射得到，即：
是一個(gè)由混沌映射變換而來(lái)的映射。輸出Bi=xi,0.....xi,7是下一次迭代的輸入。
Br=xr,0.....xr,7是密文塊。密文塊的長(zhǎng)度是64比特（8個(gè)字節(jié)）等于明文塊的長(zhǎng)度。迭代過(guò)程中共有r個(gè)子密鑰。解密是通過(guò)密文Br得到明文Bo，將子密鑰以相反的順序用于r次解密迭代變換：
3、基于廣義Henon映射的超混沌塊加密算法
作為迭代值，將迭代映射定義為：
此迭代映射是將廣義Henon映射，（值域?yàn)椋郏?，2]擴(kuò)展為輸出值域在［－128，128］然后離散化得到的。
4、關(guān)于密鑰的討論
該算法的密鑰有：迭代函數(shù)及其相關(guān)參數(shù)、初值、迭代次數(shù)等，都是該算法的密鑰。它形成的密鑰空間之巨大也是抗攻擊能力的保證。由于每一輪迭代中加入了可變參量，它的產(chǎn)生很靈活，下面重點(diǎn)討論一下每一輪迭代的可變子密鑰。
每一輪迭代的子密鑰為64比特，它們由128比特位的通過(guò)下面的變換產(chǎn)生：
Ki由Kij，j＝0，…，15組成；式中i＝1，…，r，k＝1，…，16，f0＝c0，Ki.16....Ki.0且Ki.17....Ki.1，C0，…，C15是常數(shù)c的16比特位。函數(shù)RH是將密鑰右半部分的64比特位給迭代子密鑰密鑰的產(chǎn)生過(guò)程類似于加密過(guò)程（式（2）），它們的差別在于密鑰產(chǎn)生過(guò)程是用128比特塊，并且子密鑰為常數(shù)c，它可以隨機(jī)選取。
這篇文章提出了基于超混沌的語(yǔ)音加密及其網(wǎng)絡(luò)通信。文中的加密算法是基于廣義Henon映射的超混沌塊加密算法，這種加密算法屬于Feistel網(wǎng)絡(luò)加密算法，它的關(guān)鍵在于用超混沌映射重新構(gòu)造Feistel網(wǎng)絡(luò)中的S盒，既不復(fù)雜，還能提高加密的安全性能。
小知識(shí)之混沌序列
混沌是一種確定系統(tǒng)中出現(xiàn)的無(wú)規(guī)則的運(yùn)動(dòng)?；煦绲碾x散情況常常表現(xiàn)為混沌時(shí)間序列，混沌時(shí)間序列是由混沌模型生成的具有混沌特性的時(shí)間序列，混沌時(shí)間序列中蘊(yùn)涵著系統(tǒng)豐富的動(dòng)力學(xué)信息，混沌時(shí)間序列是混沌理論通向現(xiàn)實(shí)世界的一個(gè)橋梁，是混沌的一個(gè)重要應(yīng)用領(lǐng)域。
