[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

本發明公開了一種基于逆時混沌匹配濾波器的語音通信加密方法，包括：1)在發射端隨機產生一系列二值序列；2)將一系列二值序列變成雙極性序列；3)將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密鑰；6)在接收端接受發射端所傳輸的加密后的信號，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。

技術領域

本發明屬于保密通信領域，具體涉及一種基于逆時混沌匹配濾波器的語音通信加密方法。

背景技術

混沌系統是十分復雜的，對于混沌的定義況且尚未統一，那么關于混沌的判定至今也沒有定論。盡管混沌的判定沒有精確的論述，但是各領域的混沌判定方法大體相同，有如下幾種1.對混沌系統進行數值仿真，建立相位圖，觀察對應的相位圖是否為混沌結構；2.通過運算判斷系統的熵是否大于0，若大于0，則存在混沌現象；3.若系統的關聯維數不是整數，即是分數，則說明系統是混沌的；4.若功率譜密度函數為連續函數，那么可以表明系統具有混沌行為；5.結合計算機強大的運算功能，計算出李雅普諾夫指數，若李雅普諾夫指數大于零，則存在混沌現象。

混沌加密具有一系列其他加密方法所不具備的優勢，因此混沌系統對于保密通信領域有著廣闊的應用前景，由于混沌的難預測性、貌似隨機性等一系列的特點將注定混沌在保密通信領域將大放異彩。

發明內容

本發明的目的是提供一種基于二階逆時混沌匹配濾波器的語音通信加密方法，該方法利用二階逆時混沌系統產生所需要的逆時混沌信號對原始的語音信號進行加密。

本發明采用如下技術方案來實現的：

一種基于逆時混沌匹配濾波器的語音通信加密方法，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。

本發明進一步的改進在于，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：