随着现代社会对语音通信的需求逐渐增多,语音通信技术的发展也随之加快,而针对语音通信的攻击也越来越严重。信息安全问题日益受到人们的重视,加密算法的好坏直接决定着信息的安全性。基于混沌算法的特性,在语音加密通信中也已产生了与3DES加密算法相结合、与神经网络相结合的加密算法。

基于混沌的几种加密算法

一、3DES与混沌加密相结合的加密算法

把3DES加密算法与混沌相结合的加密算法中,加解密的密钥由两个同步的混沌映射系统产生,实时语音加密的核心算法采用3DES加密算法,整个加密模型如图。

混沌算法在语音加密中的应用KI是由Logistic映射系统产生的每个数据包的密钥,X0、U是Logistic映射的初值和参数。

此种方法密钥由于结合了3DES而变成168位,使得传输具有很强的安全性即使在中途被截获,也会因为没有混沌系统的初始值与参数而无法破译。但在过程中值得注意的是如何让两个混沌系统同步与怎样将产生的64位序列转化为64位密钥,而且由于3DES加密算法是在DES加密算法上的迭代加密,所以在加密速度上会成倍的增长。

二、基于神经网络的混沌加密

人工神经网络的以下几个突出的优点使它近年来引起人们的极大关注:

(1)可以充分逼近任意复杂的非线性关系;

(2)所有定量或定性的信息都等势分布贮存于网络内的各神经元,故有很强的鲁棒性和兼容性;

(3)采用并行分布处理方法,使得快速进行大量运算成为可能;

(4)可学习和自适应不知道或不确定的系统;

(5)能够同时处理定量、定性知识。

人工神经网络的特点和优越性,主要表现在三个方面:

(1)具有自学习功能

例如实现图像识别时,只要先把许多不同的图像样板和对应的应识别的结果输入人工神经网络,网络就会通过自学功能,慢慢学会识别类似的图像。自学功能对 于预测有特别重要的意义。预期未来的人工神经网络计算机将为人类提供经济预测、市场预测、效益预测,其应用前途是很远大的。

(2)具有联想存储功能

用人工神经网络的反馈网络就可以实现这种联想。

(3)具有高速寻找优化解的能力

寻找一个复杂问题的优化解,往往需要很大的计算量,利用一个针对某问题而设计的反馈型人工神经网络,发挥计算机的高速运算能力,可能很快找到优化解。

此种方法是因为混沌系统在计算机或其它数字系统实现时,由于对混沌映射的参数和状态模拟精度的限制,使混沌序列表现出短周期、强相关以及局部线性的缺点,因此在较小精度实现下的混沌系统不适于加密这个缺陷而提出的。

与神经网络结合的混沌加密法,在安全性上优势有:

第一,神经网络映射混沌关系使直接获取映射关系十分困难;

第二,加密函数是动态的,也就是说每个明文单元加密后的结果不是固定的,而是随机变化的。

随着科学技术的发展,人们对加密技术的要求也越来越高,而因为语音的特殊性,对于语音的加密算法就在速度与安全性上要求更高。

小知识之3DES加密算法

3DES(或称为Triple DES)是三重数据加密算法(TDEA,Triple Data Encryption Algorithm)块密码的通称。它相当于是对每个数据块应用三次DES加密算法。由于计算机运算能力的增强,原版DES密码的密钥长度变得容易被暴力破解;3DES即是设计用来提供一种相对简单的方法,即通过增加DES的密钥长度来避免类似的攻击,而不是设计一种全新的块密码算法。