[發明專利]一種基于逆時混沌匹配濾波器的語音通信加密方法

在審

• 申請號: 201810210967.0
• 申請日: 2018-03-14
• 公開（公告）號: CN108418672A
• 公開（公告）日: 2018-08-17
• 發明（設計）人: 劉立東;李毅;張照侖;郭晨
• 申請（專利權）人: 長安大學
• 主分類號: H04L9/00
• 分類號: H04L9/00
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 徐文權

1.一種基于逆時混沌匹配濾波器的語音通信加密方法，其特征在于，包括以下步驟：

1)在發射端隨機產生一系列二值序列；

2)將步驟1)中所產生的一系列二值序列變成雙極性序列；

3)將上述所產生的雙極性序列作為二階逆時混沌系統的激勵，產生所對應的逆時混沌信號；

4)然后利用混沌掩碼通信，將所要加密的語音信號在發射端調制到逆時混沌信號中；

5)產生逆時混沌信號所需的逆時混沌信號初始值，二值序列，加密所使用的二階逆時混沌系統以及加密后信號的幅值信息作為密鑰；

6)在接收端接受發射端所傳輸的加密后的信號，將其輸入到二階逆時混沌匹配濾波器中，得到輸出信號；

7)在整點時刻對輸出信號進行采樣得到采樣輸出信號，并將其二值化得到接收端的雙極性序列；

8)在接收端用恢復出的雙極性序列產生接收端的逆時混沌信號，并利用密鑰中的加密信號的幅值信息減去接收端的逆時混沌信號恢復出原始的語音信號。

2.根據權利要求1所述的一種基于逆時混沌匹配濾波器的語音通信加密方法，其特征在于，步驟3)中，二階逆時混沌系統的數學表達式為：

其中，u是所需要產生的逆時混沌信號，是u的二階微分，是u的一階微分，β和ω是該系統的控制參數，ω為角頻率；

激勵函數s(t)描述為：

s(t)＝s_n,n＜t≤n+1 (2)

且有，逆時混沌信號的通解表示式為：

逆時混沌信號的波形由u_g疊加形成，將產生的一系列的雙極性序列s₀帶入到公式(2)中得到輸入信號s(t)；

將得到的s(t)帶入到公式(1)中得到所對應的逆時混沌信號u(t)。

3.根據權利要求2所述的一種基于逆時混沌匹配濾波器的語音通信加密方法，其特征在于，步驟4)中，將所需要加密的語音信號x(t)與逆時混沌信號u(t)進行疊加得到所需要的加密信號y(t)即；

y(t)＝x(t)+u(t) (4)

測量出y(t)的幅值y_a(t)；

模擬實際傳輸的信道，給加密信號添加噪聲n(t)得到接收信號v(t)以及y(t)的幅值y_a(t)；

v(t)＝y(t)+n(t) (5)。

4.根據權利要求3所述的一種基于逆時混沌匹配濾波器的語音通信加密方法，其特征在于，步驟6)中，在接收端將v(t)輸入到逆時混沌的匹配濾波器中；

逆時混沌系統的匹配濾波器的數學描述為：

r(t)是濾波器輸入，即信道中發送的逆時混沌信號u(t)和噪聲n(t)疊加后的信號，η(t)是中間變量，ξ(t)是濾波器輸出信號；

經過二階逆時混沌匹配濾波器得到輸出信號o(t)；

對輸出信號o(t)按照取樣間隔T＝100進行采樣得到整點時刻采樣輸出信號so₀(i)。

5.根據權利要求4所述的一種基于逆時混沌匹配濾波器的語音通信加密方法，其特征在于，步驟7)中，對整點時刻采樣輸出信號so₀(i)進行二值化；

即當so(i)＞0時，取so₀(i)＝1，否則就取so₀(i)＝-1。

6.根據權利要求5所述的一種基于逆時混沌匹配濾波器的語音通信加密方法，其特征在于，步驟8)中，利用所得到的so₀(i)帶入到二階逆時混沌系統中產生對應的逆時混沌信號u₁(t)；

然后用接收端所得到的y(t)的幅值y_a(t)信號減去u₁(t)得到恢復的語音信號x₁(t)即；

x₁(t)＝y_a(t)-u₁(t) (7)。