[发明专利]双混沌系统动态密钥与RSA联合的流媒体保密通信方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种流媒体保密通信方法,涉及通信加密技术领域。

背景技术

随着网络与流媒体技术的飞速发展，用户通过网络即可以实现在线看直播，视频聊天等功能。与此同时，网络的窃取技术也不断的升级。这就要求对网络中的信息进行加密处理以保障其安全性^[1]。序列密码加密具有效率高、扰乱明文统计特性、无差错传递等特点，成为当前最广泛使用的密码系统之一^[2]。混沌是一种无规则运动，是在非线性系统中出现的确定性的、抽象的类随机过程，具有对初始值和系统参数极度敏感的特点，使得其可以很好地应用在密码学中^[3]。RSA算法是由Ron Rivest和Adi Shamir以及Leonard Adleman三人共同提出的一种非对称加密算法。该算法完善，安全性良好，易于实现，既可用于加密，又可用于签名，在当今信息交换过程中呈现出越来越重要的作用^[4]。

目前，很多学者从事混沌加密领域的研究，其中基于混沌序列密码的应用以图像加密的文章居多^[5-7]，鲜有在实际通信中的应用。而在保密通信的文章中，大多数是对静态图像或是一段音频进行保密传输^[8-9]，类似于微信中的语音留言不具备实时性；同时，由于混沌系统参数固定，会出现多次通信使用相同密钥的现象，导致通信的安全性会随使用次数的增多而降低。文献[10]设计并实现了一种用于网络电话的动态混沌加解密方案，但交换过程中未对根密钥进行有效地加密保护，系统存在一定的安全隐患；多种混沌系统的加密应用主要体现在分时切换方面^[11-12]，对明文的各个部分使用不同的混沌系统生成的密钥进行加密，而破译者可以通过分段破译获得部分明文，保密性较差。

发明内容

本发明为了解决现有的基于混沌的保密通信方法中超混沌系统生成密钥序列速度慢，系统无法应用到数据量大且实时性高的流媒体通信中；同时，单一混沌系统生成的密钥序列复杂度低，网络传输过程中未对根密钥进行有效地保护，存在一定的安全隐患，保密性差的问题。进而提供了一种双混沌系统动态密钥与RSA联合的流媒体保密通信方法。

本发明为解决上述技术问题采取的技术方案是：

一种双混沌系统动态密钥与RSA联合的流媒体保密通信方法，所述方法的实现过程为：

步骤一、动态根密钥的保密同步过程：

选择超混沌系统1、超混沌系统2两种超混沌系统生成混沌序列，在混沌序列生成过程中，第一种超混沌系统的迭代参数N₁、M₁以及第二种超混沌系统的迭代参数N₂、M₂均为动态变量(现有技术是固定数值)，

N为混沌系统的迭代步长，即混沌系统每迭代N次得到一次新的状态值；

M为混沌序列生成前预先迭代次数，使用不同N和M以及超混沌系统的系统参数使每次通信所使用的混沌密钥均不相同；N和M加上下脚标1，2分别代表超混沌系统1、超混沌系统2；

通信初始阶段，通信两端需要对上述迭代参数及系统可变参数组成的根密钥进行同步，并在传输过程中使用RSA加密算法保证根密钥的安全性，具体步骤为：

步骤1、A端向B端发送实时数据流传输请求，进入等待请求状态；

步骤2、B端同意请求并告知A端，A端计算出RSA算法使用的两组密钥，一组发送给B作为公钥，另一组留作解密的私钥；

步骤3、B端通过随机数函数得到迭代参数及系统可变参数的当次通信的有效数值，组成根密钥数组；使用公钥对根密钥进行加密，然后将密文发回至A端；

步骤4、A端通过私钥解密所述密文，得到与B端相一致的根密钥数组：

首先，将根密钥数组中两个系统可变参数的有效数值分别赋给超混沌系统1与超混沌系统2方程式中对应的参数，然后，根据根密钥数组中迭代参数的有效数值，两个混沌系统分别迭代M₁和M₂次，并保存迭代后混沌系统各个变量的值，作为混沌数字序列生成过程各变量的初始值，至此A端和B端根密钥同步过程结束；

步骤二、混沌密钥序列的生成

每次迭代生成的超混沌系统各变量的状态值均为双精度浮点类型，所述双精度浮点类型占用8字节，每个变量的状态值均可拆分成8个字节；

将所述8个字节中的高8和高7字节去掉，使用1～6字节当作密钥；

步骤三、流媒体数据的加解密，其具体过程为：