admin 随着互联网的飞速发展，IP电话已越来越广泛地应用于人们的日常生活之中，语音通信的网络安全问题日益突出。尤其是利用超混沌系统对信息进行加密，是近年来信息科学领域的研究热点。下面我们就将超混沌加密系统应用于网络语音实时通信，看一下超混沌语音加密是如何让网络传输的。
1、超混沌序列
最近的理论研究结果表明：用相空间重构技术，可以推测出低维混沌系统的性质与特征。要增强系统的抗破译能力，采用具有多个正性Lyapunov指数的超混沌系统是行之有效的解决方法。这里以三维的广义Henon映射为例，让其产生超混沌序列对实时语音文件加密。
广义Henon映射：
它的3个Lyapunov指数与参数之间的关系曲线如图所示。
广义Henon映射吸引子的3个Lyapunov指数由图可以看到，广义Henon映射吸引子在参数限定到某一范围时，3个Lyapunov指数中两个为正，所以系统处于超混沌状态。对于高维混沌系统产生的信号，使用时可以单独使用其中一维信号，也可以使用将其中若干维信号进行某种组合得到信号，这种组合可以是线性的，可以是非线性的。这样可以进一步产生随机性更强的序列，用它加密信息其密文具有极强的抗破译能力。
2、加密算法
为增强语音数据传输的安全性，文章采用块加密算法。下面说明这种加密算法：
其中B0，Br是长度为l字节的明文和密文块，B0为64比特的明文块（l＝8bytes)，Bi=xi,0.....xi,7。明文块B0用加密变换迭代r次形成密文Br。Bz是由密钥确定的加密变换。
文中提到的块加密算法是基于密码学中Feistel网络的DES加密算法，它的主要思想是取一个长度为n的分组，分成左右两部分L和R，用轮函数（子函数）异或、迭代实现加密。这里使用的加密变换为：
zi,0.....zi,7是子密钥的8个字节，它控制着第i次迭代；
函数f1，…，f7的形式：
由非线性离散混沌映射得到，即：
是一个由混沌映射变换而来的映射。输出Bi=xi,0.....xi,7是下一次迭代的输入。
Br=xr,0.....xr,7是密文块。密文块的长度是64比特（8个字节）等于明文块的长度。迭代过程中共有r个子密钥。解密是通过密文Br得到明文Bo，将子密钥以相反的顺序用于r次解密迭代变换：
3、基于广义Henon映射的超混沌块加密算法
作为迭代值，将迭代映射定义为：
此迭代映射是将广义Henon映射，（值域为［－2，2]扩展为输出值域在［－128，128］然后离散化得到的。
4、关于密钥的讨论
该算法的密钥有：迭代函数及其相关参数、初值、迭代次数等，都是该算法的密钥。它形成的密钥空间之巨大也是抗攻击能力的保证。由于每一轮迭代中加入了可变参量，它的产生很灵活，下面重点讨论一下每一轮迭代的可变子密钥。
每一轮迭代的子密钥为64比特，它们由128比特位的通过下面的变换产生：
Ki由Kij，j＝0，…，15组成；式中i＝1，…，r，k＝1，…，16，f0＝c0，Ki.16....Ki.0且Ki.17....Ki.1，C0，…，C15是常数c的16比特位。函数RH是将密钥右半部分的64比特位给迭代子密钥密钥的产生过程类似于加密过程（式（2）），它们的差别在于密钥产生过程是用128比特块，并且子密钥为常数c，它可以随机选取。
这篇文章提出了基于超混沌的语音加密及其网络通信。文中的加密算法是基于广义Henon映射的超混沌块加密算法，这种加密算法属于Feistel网络加密算法，它的关键在于用超混沌映射重新构造Feistel网络中的S盒，既不复杂，还能提高加密的安全性能。
小知识之混沌序列
混沌是一种确定系统中出现的无规则的运动。混沌的离散情况常常表现为混沌时间序列，混沌时间序列是由混沌模型生成的具有混沌特性的时间序列，混沌时间序列中蕴涵着系统丰富的动力学信息，混沌时间序列是混沌理论通向现实世界的一个桥梁，是混沌的一个重要应用领域。
