[发明专利]基于混沌和Zigzag变换的多音频加密方法

说明书

一种基于混沌和Zigzag变换的多音频加密方法，属于信息加密领域。目前，在网络上传递多媒体信息的活动日益频繁，而音频作为多媒体信息的重要组成部分，如何保护音频内容的安全性成为研究人员重要的研究方向之一。本发明提出一种基于混沌和Zigzag变换的多音频加密方法。首先，利用混沌序列产生的随机全排列，对多个音频文件的连接顺序进行置乱；其次，利用Zigzag变换，实现音素在多音频文件间的置乱；最后，利用混沌序列，对音素矩阵进行异或运算，得到最终加密音频集。实验表明：该方法可实现多个音频文件的同步加密，加密效果良好，安全性高且高效。

技术领域

本文涉及了一种音频加密方法，主要面对多个音频文件进行加密。

背景技术

近年来，快速更新的移动通讯设备和多媒体技术让多媒体数据本身的安全问题颇受关注。音频作为多媒体音频的重要组成部分，它有着不同于文本和图像信息的特征。因为它的信号之间有较大的冗余和较强的相关性，所以对于音频的保护要采取的方法跟图像、文本有所不同。其中音频加密是利用数字音频的矩阵特征，在音频的空间域，按照某种变换规则，改变音素的位置或者音素值，将原始音频的信息变得“杂乱无章”。多音频加密作为一种新的多媒体安全技术，具有高效、保密性强的特征，逐渐引起研究人员的关注。

音频加密技术主要包括音素置乱和音素扩散两种手段。其中音素置乱的目的改变音素的位置；音素扩散的目的是改变音素的值。为提高音频音频加密的安全性和效率，保证音频的安全高效传输，利用混沌理论和Zigzag变换理论，设计了一种基于混沌和Zigzag变换的多音频加密方法。该方法利用了多音频数据的特征，Zigzag变换的速度快、加密效果好以及混沌良好的随机性和复杂性的特点，有效地保护了多音频文件网络传输和存储的安全性。

发明内容

本发明的目的：针对现有单音频加密方法安全性弱的问题，提出一种基于混沌和Zigzag变换的多音频加密方法。

本发明的技术方案：为实现上述发明目的，采用的方案是基于混沌和Zigzag变换的多音频加密方法。

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）