[发明专利]基于混沌和Zigzag变换的多音频加密方法

权利要求书

1.基于混沌和Zigzag变换的多音频加密方法，其特征在于，加密过程包括如下步骤：

步骤1：音素整数化：令k个交互音频文件为A¹, A², …, A^k，其大小为m×1，m是音素数目，1指音频文件为单声道；A^j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

b_i^j=(a_i^j+1)×d，i=1, 2, …, m；j=1, 2, …, k， （1）

其中，a_i^j∈A^j，B^j={b_i^j}为音素整数矩阵；可得k个m×1的音素整数矩阵B¹, B², …, B^k；

步骤2：混沌序列产生：随机选取初始值y₀∈(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）m×k次，可产生一个混沌序列Y¹={y_i¹}；

， （2）

随机选取初始值x₀∈(0, 1)和控制参数p₂∈(0, 0.5)，迭代公式（2）k次，可产生一个混沌序列X¹={x_i¹}；

步骤3：混沌序列整数化：计算，

y_i²=mod(floor(y_i¹×10¹⁶), 2ⁿ)， （3）

其中，mod( )和floor( )分别为取模和取整函数，y_i¹∈Y¹，Y²={y_i²}；

步骤4：文件级置乱：利用X¹产生序列1, 2, …, k的一个全排列P；按照P的顺序，将B¹,B², …, B^k重塑成一个m×k的整数矩阵C；

步骤5：音素级置乱：利用二维Zigzag变换，将C转换成一个长度为mk的音频向量V；

步骤6：音频分割：以m个音素为单位，将V等分成k个音频向量D¹, D², …, D^k；

步骤7：音素扩散：计算：

E¹=D¹⊕Y²，Eⁱ=Dⁱ⊕Y²⊕E^i-1，i=2, 3, …, k， （4）

其中，⊕表示异或运算；可得扩散结果为E¹, E², …, E^k；

步骤8：音素小数化：对E¹, E², …, E^k中的各元素除以d，再减1，使其范围变为[-1,1]，即

f_i^j= e_i^j/d-1，i=1, 2, …, m；j=1, 2, …, k， （5）

其中，e_i^j∈E^j，F^j={f_i^j}为音素矩阵；可得k个加密音频F¹, F², …, F^k。