基于多混沌的变换域语音加密和解密装置

1.本实用新型涉及语音加密解密技术领域，尤其涉及一种基于多混沌的变换域语音加密和解密装置。


背景技术：

2.语音通信作为人们日常信息交流的最重要方式之一，其信息保密技术越来越受到关注。为实现语音信息传递的保密性，在语音信息传递之前可先进行加密操作。
3.在加密领域，混沌系统应用于通信安全、信息隐蔽中。然而随着对混沌理论的深入研究可知，基于单纯的混沌系统的加密技术在安全性方面表现出一定的局限性，比如易被选择性明文攻击破解等。在语音加密领域，基于变换域的加密方法是通常以单一的变换为主，变换方法通常具有固定的公式，不具有可变特点，在加密过程中的作用有限。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的是提供一种基于多混沌的变换域语音加密和解密装置，具有可动态加密、可快速实现、保密性强的特点。
5.为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：
6.一种基于多混沌的变换域语音加密和解密装置，加密装置包括传声器、第一模数转换模块、滤波模块、压缩处理模块、线性正则域加密模块、存储模块、外部接口一、多混沌系统模块和键盘及显示模块，其中：所述第一模数转换模块的信号输入端与传声器的信号输出端连接，滤波模块的信号输入端与第一模数转换模块的信号输出端连接，压缩处理模块的信号输入端与滤波模块的信号输出端连接，线性正则域加密模块的第一信号输入端与压缩处理模块的信号输出端连接，线性正则域加密模块的第二信号输入端与多混沌系统模块的第一信号输出端连接，多混沌系统模块的信号输入端与键盘及显示模块连接，存储模块的信号输入端与线性正则域加密模块的信号输出端连接，存储模块的第一信号输出端为外部接口一，存储模块的第二信号输出端与解密装置连接；
7.解密装置包括外部接口二、线性正则域解密模块、解压缩模块、第二模数转换模块和扬声器，其中：所述线性正则域解密模块的第一信号输入端与加密装置连接，线性正则域解密模块的第二信号输入端与多混沌系统模块的第二信号输出端连接，线性正则域解密模块的第三信号输入端为外部接口二，解压缩模块的信号输入端与线性正则域解密模块的信号输出端连接，第二模数转换模块的信号输入端与解压缩模块的信号输出端连接，第二模数转换模块的信号输出端与扬声器连接；
8.所述传声器将输入的原始语音转换为语音信号后，第一模数转换模块把语音信号转换为数字信号；所述滤波模块用于对数字语音信号进行自适应滤波去噪处理；所述压缩处理模块用于减少滤波后的数字语音信号的数据量；所述多混沌系统模块由多个混沌系统相连组成，分别用于生成不同的随机序列，通过各个随机序列调制线性正则域加密模块的各个可变参数和变换域信号的加密处理，相对应的初值和参数由键盘及显示模块进行输入
设置；所述存储模块用于将加密后的语音信号进行存储；所述外部接口一用于将加密后的语音信号对外传输，同时加密后的语音信号也可直接传输到解密装置的线性正则域解密模块；
9.所述外部接口二可将加密后的语音信号输入到解密装置；线性正则域解密模块使用的多混沌系统等同于加密模块，通过多混沌系统模块生成的随机序列对加密后的语音信号进行解密；所述解压缩模块将解密后的语音信号进行解压缩处理；第二模数转换模块将解密后的语音信号转换为模拟语音信号并通过扬声器进行播放。
10.可选地，所述外部接口一和外部接口二采用通用串行总线接口。
11.可选地，所述第一模数转换模块和第二模数转换模块采用max8模数转换器。
12.可选地，所述多混沌系统模块采用四个混沌系统组成，前三个混沌系统生成的随机序列分别用于调制线性正则变换的三个可变参数，对压缩后的切分为相等长度的信号进行不同参数下的线性正则变换；第四个混沌系统用于对变换域信号进行加密。
13.本实用新型的有益效果是：
14.通过设置多混沌系统模块，相比单混沌系统，能够扩大密钥空间，提高安全性能；通过多混沌系统模块作用于线性正则域加密模块，动态变化作用于信号，实现了动态加密，增加了加密算法的复杂性，提高了算法的破解难度。
附图说明
15.图1是本实用新型的组成结构示意图。
16.图2是图1中多混沌系统模块的组成结构示意图。
具体实施方式
17.下面将结合附图和实施例对本实用新型作进一步地详细描述。
18.如图1所示，本实施例中的基于多混沌的变换域语音加密和解密装置，加密装置包括传声器1、第一模数转换模块2、滤波模块3、压缩处理模块4、线性正则域加密模块5、存储模块6、外部接口一7、多混沌系统模块8和键盘及显示模块9，其中：所述第一模数转换模块2的信号输入端与传声器1的信号输出端连接，滤波模块3的信号输入端与第一模数转换模块2的信号输出端连接，压缩处理模块4的信号输入端与滤波模块3的信号输出端连接，线性正则域加密模块5的第一信号输入端与压缩处理模块4的信号输出端连接，线性正则域加密模块5的第二信号输入端与多混沌系统模块8的第一信号输出端连接，多混沌系统模块8的信号输入端与键盘及显示模块9连接，存储模块6的信号输入端与线性正则域加密模块5的信号输出端连接，存储模块6的第一信号输出端为外部接口一7，存储模块6的第二信号输出端与解密装置连接；
19.解密装置包括外部接口二14、线性正则域解密模块10、解压缩模块11、第二模数转换模块12和扬声器13，其中：所述线性正则域解密模块10的第一信号输入端与加密装置连接，线性正则域解密模块10的第二信号输入端与多混沌系统模块8的第二信号输出端连接，线性正则域解密模块10的第三信号输入端为外部接口二14，解压缩模块11的信号输入端与线性正则域解密模块10的信号输出端连接，第二模数转换模块12的信号输入端与解压缩模块11的信号输出端连接，第二模数转换模块12的信号输出端与扬声器13连接。
20.本实用新型在使用时，所述传声器1将输入的原始语音转换为语音信号后，第一模数转换模块2把语音信号转换为数字信号；所述滤波模块3用于对数字语音信号进行自适应滤波去噪处理；所述压缩处理模块4用于减少滤波后的数字语音信号的数据量；所述多混沌系统模块8由多个混沌系统相连组成，分别用于生成不同的随机序列，通过各个随机序列调制线性正则域加密模块5的各个可变参数和变换域信号的加密处理，相对应的初值和参数由键盘及显示模块9进行输入设置；所述存储模块6用于将加密后的语音信号进行存储；所述外部接口一7用于将加密后的语音信号对外传输，同时加密后的语音信号也可直接传输到解密装置的线性正则域解密模块10；
21.所述外部接口二14可将加密后的语音信号输入到解密装置；线性正则域解密模块10使用的多混沌系统等同于加密模块，通过多混沌系统模块8生成的随机序列对加密后的语音信号进行解密；所述解压缩模块11将解密后的语音信号进行解压缩处理；第二模数转换模块12将解密后的语音信号转换为模拟语音信号并通过扬声器13进行播放。
22.可选地，所述外部接口一7和外部接口二14采用通用串行总线接口，使用u盘作为数据媒介传递信息。
23.可选地，所述第一模数转换模块2和第二模数转换模块12采用max8模数转换器。
24.可选地，如图2所示，所述多混沌系统模块8采用四个混沌系统组成，前三个混沌系统生成的随机序列分别用于调制线性正则变换的三个可变参数，对压缩后的切分为相等长度的信号进行不同参数下的线性正则变换；第四个混沌系统用于对变换域信号进行加密。
25.可选地，所述加密装置和解密装置可以分离并单独使用。
26.可选地，所述多混沌系统模块8对变换域信号进行加密采用异或操作。
27.可选地，线性正则变换的离散方法选用基于基分解的快速算法，既近似连续变换，又具有显示表达式，同时具有等同于快速傅里叶变换的计算复杂度。
28.本实用新型提供了一种基于多混沌变换域语音加密方法的、可独立于通信工具的语音加密和解密装置，具有更高安全性，对保护个人隐私、实现通信安全具有重要意义。
29.可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本实用新型的原理而采用的示例性实施方式，然而本实用新型并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本实用新型的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本实用新型的保护范围。