1.基于混沌的位级音频加密方法，其特征在于，加密过程包括如下步骤：1

步骤1：音素整数化：令交互音频文件为A ，其大小为m×1，m是音素数目，1指音频文件为1

单声道；A 中元素范围为[‑1, 1]，将所有元素加1，使其范围变为[0, 2]，再乘上指定系数d，使得每个音素值均可用n个二进制位来表示，即

2 1

ai =(ai +1)×d， （1）

1 1 2 2

其中，ai ∈A ，A ={ai }为整数矩阵；

步骤2：混沌序列产生：随机选取初始值w0∈(0, 1)和控制参数p1∈(0, 0.5)，迭代公式（2）所示的分段线性混沌映射（Piecewise Linear Chaotic Map，PWLCM）n次，可产生一个混

1 1

沌序列W ={wi }；

， （2）

令控制参数a=35，b=3和c=38，随机选择初始值x0∈(0, 1)， y0∈(0, 1)，z0∈(0, 1)，迭代公式（3）所示的陈混沌系统m次，， （3）

1 1 1 1 1 1可产生三个混沌序列X ={xi }，Y ={yi }和Z ={zi }；

步骤3：混沌整数化：计算：

2 1 16

wi=mod(floor(wi ×10 ), m)， （4）

2 1 16

yi=mod(floor(yi ×10 ), n)， （5）

2 1 16

zi=mod(floor(zi ×10 ), 2)， （6）

1 1 1 1 1 1 2 2 2其中，mod( )和floor( )分别为取模和取整函数，wi ∈W ，yi ∈Y ，zi ∈Z ，W ={wi}，Y =

2 2 2

{yi }和Z ={zi }；

1 2 1 2

步骤4：音素级置乱：对X 进行元素值升序排列，可得一个新的混沌序列X ，利用X 和X 元

2 3

素位置的对应关系对A 进行音素置乱，可得置乱矩阵A ；

3

步骤5：音素二进制化：将A 中的每个元素均用n位二进制位表示，可构成一个大小为m×4

n的二进制位矩阵A ；

2 4 5 2 5

步骤6：位级置乱：利用Y ，对A 执行位级行置乱，可得置乱结果A ；再利用W ，对A 执行位

6 4

级列置乱，可得置乱结果A ；其中，位级行置乱指：若i（i=1, 2, …, m）为奇数行，则对A 的

2 2 4 2

第i行元素进行yi∈Y 位向左循环移位操作；若i为偶数行，则对A 的第i行元素进行yi 位向5

右循环移位操作；位级列置乱指：若j（j=1, 2, …, n）为奇数列，则对A 的第j列元素进行

2 2 5 2

wi ∈W 位向上循环移位操作；若i为偶数列，则对A 的第j列元素进行wi 位向下循环移位操作；

6 1 1 1

步骤7：位级扩散：A 可分解成n个位向量为V1 , V2 , …, Vn，计算：

2 1 2 2 1 2 2V1=V1 ⊕Z ，Vi =Vi ⊕Z ⊕Vi‑1，i=2, 3, …, n， （7）

2 2 2 7

其中，⊕表示异或运算，V1 , V2 , …, Vn 构成扩散结果A ；

7

步骤8：音素小数化：对A 中的每行元素均用一个十进制数表示，可构成一个大小为m×1

8 8

的十进制矩阵A ；将A 中的所有元素除以d，再减1，使其范围变为[‑1, 1]，即

9 8

ai = ai /d‑1， （8）

8 8 9 9

其中，ai ∈A ，A ={ai }为加密音频。