混沌语音加密算法及其Android实现

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1、广东工业大学硕士学位论文（工学硕士）混沌语音加密算法及其Android实现张健威二〇一八年五月分类号：学校代号：11845UDC：密级：学号：2111504048广东工业大学硕士学位论文（工学硕士）混沌语音加密算法及其Android实现张健威指导教师姓名、职称：鲍芳教授学科(专业)或领域名称：控制科学与工程学生所属学院：自动化学院论文答辩日期：2018年5月ADissertationSubmittedtoGuangdongUniversityofTechnologyfortheDegreeofMaster（MasterofEngineeringScience）Ch

2、aoticvoiceencryptionalgorithmanditsAndroidimplementationCandidate:ZhangJianweiSupervisor:Prof.BaoFangMay2018SchoolofAutomationGuangdongUniversityofTechnologyGuangzhou,Guangdong,P.R.China,510006摘要摘要随着移动通讯技术的高速发展，智能手机作为移动终端极大改变人类接入互联网的方式。移动互联网信息交流平台中的图像、语音、视频等多媒体信息面临着与互联网同样不可忽视的信息安全问题。语

3、音通信因其便利和快捷性是通信方式中普遍使用的一种，由于其数据量大、冗余性高及相关性强等特点，使得以往普通的加密方法并不适用于移动互联网语音加密。由于混沌理论的很多特性与密码学的一些原则之间有着强烈的对应关系，特别是混沌同步领域的研究为移动互联网数字语音信息等动态信息的安全提供了新的解决方案。基于混沌系统所具有独特非线性动力特性、考虑数字语音信息的特点并结合密码学的加密原则和移动互联网语音加密要求，本文设计并实现用于Android移动终端的实时语音、非实时语音的加密软件。该软件使用经典的离散混沌系统Logistic映射和具有良好同步性能的Wang-Chen算法进行实

4、时和非实时的语音加密，Wang-Chen算法使用驱动-响应式同步实现发送端与接收端的同步，基于Logistic映射的混沌语音加密算法则选择在每个发送数据包头部加上Logistic映射迭代所需初始值作为驱动码的方法来实现流数据的同步。本文通过MATLAB软件对Logistic映射及Wang-Chen算法进行仿真观察混沌系统的非线性动力特性、确定加密算法密钥空间，验证Wang-Chen算法的同步特性并且在时频域测试算法的加密效果，对比两种算法在语音数据加密操作中的耗时、敏感性及其密钥数量的性能差异。考虑到实际社交情景中的不同需求，该语音加密软件应用程序包括实时语音加密

5、应用程序和非实时语音加密应用程序，同时也考虑利用Speex编解码来减轻加密算法对网络传输带宽要求。在代码实现上，Wang-Chen算法实现简单，并且有着更大的密钥空间，而基于Logistic映射的混沌语音加密算法则相对快速，但安全性较低，也通过实验的方式测试了Speex编解码在混沌语音加密过程中的效果。本文选用两台Android设备（红米Pro和红米Note4）测试所开发的语音加密应用程序，对多种实验环境下的语音加解密效果进行测试并给出相关分析，验证了两种算法在在实际移动互联网中实时、非实时语音加密的可行性。关键词：语音加密；Logistic映射；Wang-Che

6、n算法；AndroidI广东工业大学硕士学位论文AbstractWiththerapiddevelopmentofmobilecommunicationtechnology,smartphone,asamobileterminal,greatlychangesthewayhumanaccesstotheInternet.Themultimediainformation,suchasimage,voiceandvideointhemobileInternetinformationexchangeplatform,isfacedwiththesameinformati

7、onsecurityproblemthatcannotbeignoredwiththeInternet.Voicecommunicationiswidelyusedincommunicationbecauseofitsconvenienceandrapidity.Becauseofitslargeamountofdata,highredundancyandstrongcorrelation,theconventionalencryptionmethodisnotsuitableformobileinternetvoiceencryption.Duetothestr

8、ongco