基于混沌和小波变换的音频加密算法

《基于混沌和小波变换的音频加密算法》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、基于混沌和小波变换的音频加密算法魏雅娟范九伦任方西安邮电大学通信与信息工程学院摘要：为使音频信息可以在信道中安全传输，提出了一种在MPEG压缩的背景下基于混沌和小波变换的音频加密算法。首先对信号采用随机矩阵进行扩充来改变原信号的幅值，其次在“时域-小波域-时域”利用Logistic混沌映射进行3次咅频信号置乱和扩散加密操作，最终得到加密信号。通过分段Logistic映射生成密钥的随机矩阵。理论分析发现，所提算法的密钥空间明显增大。实骑结果表明，得到的音频加密信号的直方图分布更均匀，信号间的相关度变

2、小，密钥敏感度增强。因此，提岀的咅频加密算法具有较高的安全性。关键词：音频信号加密;混沌映射;小波变换;置乱;随机矩阵;作者简介：魏雅娟（1991-），女，硕士生，主要研究方向为信息安^：;E-mail:Virginia_wyj@163.com;作者简介：范九伦（1964-），男，教授，博士生导师，主要研究方向为模式识别、信息安全；作者简介：任方（1981-）,男，博士，副教授，主要研究方向为密码学、信息安全。收稿日期：2016-10-09基金：国家自然科学基金资助项目（61671377,6147

3、2472）AudioEncryptionAlgorithmBasedonChaosandWaveletTransformWEIYa-juanFANJiu-lunRENFangSchoolofCommunicationandInformationEngineering,Xi'anUniversityofPostsandTelecommunications;Abstract：TomakeaudioinfonnationbroadcastacrosstheWebsafely,anaudioencrypt

4、ionalgorithmbasedonchaoticsystemsandthewavelettransforminMPEGbackgroundwasproposed.Firstly,thesignalisaddedwitharandommatrixtochangethevalueofsignal.Secondly,logisticmapisusedtoscrambleanddiffusethepositionofeachsignalintimeandthewaveletdomainsforthre

5、etimes.Finally,wecanobtainthesecuresigrml.TheremdommatrixusedaskeyswasgeneratedbypiecewiseLogisticmapandtherandomseeds.TheexperimentresuItsshowthementionedalgorithmnotonlymakesgrayhistogramuniformandsignalcorrelationweake,butalsoincreaseskeyspaceandhi

6、ghsensitivitytothekeys.Therefore,theaudioencryptionalgorithmhashighersecuritytoprotectaudioinfonnation.Keyword：Audioinformationencryption;Chooticmap;Wavelettransform;Positionscrambling;Randommatrix;Received：2016-10-091引言快速更新的移动通讯设备和多媒体技术使得多媒体数据本身的安全问题

7、受到广泛关注［1-2］,例如，个体间的视音频通话或会议（包括视频数据和音频数据）不得被无授权的第三方获取和篡改;视频点播V0D系统中，只有付费的用户才可点播观看加密后的电视节目（视频数据和音频数据）等［3-4］。由此可见，音频数据在多媒体数据中的地位举足轻重，若无值得信赖的安全加密算法或系统保护，大量的原始咅频信号将暴露于公开和共享的网络平台，从而对传递信息用户的隐私造成不可估量的影响固。因此，探讨高安全级别的音频信号加密算法成为一个重要的研究课题。不同于文木、图像信息，相邻的音频信号间具有更大的

8、冗余和更强的相关性。因此，咅频加密与文本、图像加密算法不尽相同。最早的加密算法是由Phillips等回提出的基于振幅域的模拟音频加密算法，随后Jayant等也提出基于时域和频域的模拟音频加密算法，Liu等宜提出针对数字音频的基于混沌系统块加密算法。值得注意的是，音频信号中往往存在特殊的语音、语调或长时间的停顿，在信道传播过程中，有经验的攻击者往往会根据这些特殊性质进行推测判断，一旦识别成功就很容易对原始音频进行篡改，从而威胁音频数据的安全。另外，无论是模拟咅频数字化还是数字咅频，其