发布时间 : 星期一 文章语音加密解密算法研究,仿真和实现-毕业论文更新完毕开始阅读defa696c866fb84ae55c8d0e
河北工业大学2013届本科毕业设计说明书
位序列；
④读入明文信息，对每一个明文信息位，依据第③步算法，将两个映射迭代，比较每次迭代后的状态值，产生二进制位 0 或 1，并与明文信息位进行模 2 加运算，实现加密。该操作一直持续到将所有明文信息位加密完为止
由于μ、初始状态值、初始迭代次数皆可选择，因此，即使在明文信息中出现的重复字符，加密后也会产生不同的密文。不同的μ值、不同的初始状态值以及不同的初始迭代次数的组合大大地减少了周期窗口出现的几率，提升了伪混沌二进制位序列的不可预测性，在扩大密钥空间的同时，提高了算法的安全性。
为了进一步提高保密性能，本方案可让用户每次通信前自行设置密码，方案依据特定的算法，根据密码生成μ值、初始状态值以及初始迭代次数值，达到“一次一密”的效果。[6]
3.2 解密方法
对称密码体制是一种传统的密码体制，也称为私钥密码体制，根据能否由加密过程推导出解密过程(或由解密过程推导出加密过程)而将密码体制分为对称密码体制和非对称密码体制。在对称加密体制中，加密和解密采用相同的密钥或者可由其中的一个很方便的推导出另外一个，这样一来能够加密就能够解密[12][13]。该算法的计算量小，加密的方式简单，但是有很强的保密能力，是现在信息加密采用的主要方法。
本课题即采用对称密码体制进行解密，在已设计出的混沌logistic映射加密钥的基础上，解密时只需将加密钥与密文流异或即可恢复明文序列，也就完成了对语音信号的解密过程。
4 语音信号加密解密算法程序设计
4.1算法步骤
第一步：读取已处理声音文件，并画出其频谱图、倒谱图，以便于跟之后的结果作对比。
第二步：调用函数来自定义两个系统的初始迭代次数、初始值与系统参数，并将赋值结果送给混沌系统的logistic映射的表达式进行初始迭代，最终得出生成密钥流的初始值。
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第三步：两个系统同时进行logistic映射迭代，并动态比较两个系统的对应值得到一维密钥流序列。
第四步：将原语音信号扩大一千倍后取整，为将其简单的转换成二进制明文流做准备。并画出其波形图，频谱图以及倒谱图作为对照。
第五步：将一维有正有负的十进制整数信号转换成为七位带符号的二维二进制数据流，再将二维的二进制数据流转换成为一维的明文流序列，以便于进行按位加密。
第六步：将第三步生成的一维密钥流序列与第五步生成的一维明文流序列按位进行异或生成一维的密文流序列。
第七步：画出密文流序列的波形图，频谱图以及倒谱图，以便于观察混沌logistic映射加密的效果。
第八步：将第六步生成的一维密文流序列与第三步生成的一维密钥流序列按位异或得到恢复后的一维明文流序列。
第九步：将此一维明文流序列连续七个数据为一组转换成二维的二进制数据流，注意转换时的顺序。然后将每行七位带符号的二进制数转换成为有正有负的一维十进制整数。
第十步：将得到的一维十进制整数缩小一千倍就得到量化后的语音信号数据流，即恢复后的语音信号。画出该数据流的波形图，频谱图以及倒谱图来与原量化的语音信号做比较，并将其与原语音信号对比差异。
4.2 算法流程图
其中第二三步的整体的混沌流加密方案的流程图如下：
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开始 选择k1，k2∈[0,1]μ1,μ2∈[3.57,4] m,n∈[50,100] i=0 N k1=k2 or μ1=μ2 or m=n Y 以μ1为映射参数，k1为初始值进行logistic映射迭代 以μ2为映射参数，k2为初始值进行logistic映射迭代 N 迭代m次 ? Y 得到状态值xm 迭代n次 ? Y 得到状态值yn N i<明文信息位 i=i+1 Y 迭代1次得y(n+i) N 迭代1次得x(m+i) 产生二进制位0 N x(m+i)>y(n+i) Y 产生二进制位1 产生密钥 输入明文信息位i 模2运算 结束 输出密文 输入加密密钥流 模2运算 输出明文 - 15 -
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图3-3 混沌加密方案程序设计流程图
结 论
根据第四章的语音信号加密解密算法的程序设计来编写matlab程序，程序见附录，由程序得出来四幅图，分别是：原语音信号波形图、频谱图及其倒谱图，量化后语音信号波形图、频谱图及其倒谱图，加密后语音信号波形图、频谱图及其倒谱图，解密后语音信号波形图、频谱图及其倒谱图。现将四幅图列出以观察对比结果。
0.06波形图0.04 60原信号频谱图40 10000原信号倒谱图900080007000 0.02原信号频谱幅度(dB)f120倒频谱幅度q1600050004000300020001000幅度y00-0.02-20-0.04-40-0.06 01时间 (s)2-60 05000频率(Hz)0 00.010.02倒频(s) 图1
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