混沌在保密通道中对信息的加密应用是国内外研究的一个焦点,也是因为混沌信号具有保密性强等特点,应用前景也非常大 。国际上也有人先后提出了多种的保密方案,例如混沌掩蔽,混沌扩频,混沌密码和符号力学密码等,但是其在安全性,抗燥性,加密速度和通信方案不能满足保密的需求。

在前几年的836计划课题的资助下,对一维时空混沌密码系统进行了深入研究,发现有混沌密码系统低的原因是混沌同步对控制参数的变化不敏感,即解码端响应系统对密钥变化的令灵敏度不高,利用误差函数分析法可以找到密钥,而时空混沌同步对控制参数的变化非常敏感,为此,又结合混沌同步和序列密码算法提提出了一种高安全性的时空混沌密码系统,时空混沌系统的输出经过变换后用作密钥,而密文用作驱动信号,一方面驱动编码端系统,另一方面驱动解码端系统与编码端系统同步。

语音一维时空混沌密码系统基本原理:是由语音编码协议G.729与一维时空混沌密码系统组成。图中编码端和解码端系统各有一个单向耦合映射格点系统,分别用于产生加密密钥和揭秘密钥。

利用时空混沌同步对语音进行加密的技术

其中编码端OCML的系统方程为:

利用时空混沌同步对语音进行加密的技术

从图中可以看出该系统是一个自同步序列密码系统。在编码端,时空混沌系统的输出信号经过变换后用作加密密钥,对明文加密后得到密文。随后,密文一方面反馈到编码端,经过归一化处理后驱动自己的OCML系统,是编码端自形成一个环节:另外,密文传送给解码端,驱动解码端OCML系统,是二者达到同步状态。在解码端,混沌系统的输出经过变换后用作解密密钥,然后对密文进行解密,得到明文。

一维时空混沌密码系统保密性强,并且在混沌加密过程中也没有增加需要传输的数据量,这个系统对数据传输没有影响,只是在语音编码端与语音解码端计算量稍有增加,所以应用范围会越来越广泛。