1.基于混沌的多音频高维加密方法，其特征在于，加密过程包括如下步骤：

1 2 k

步骤1：音素整数化：令k个交互音频为A , A , …, A ，其大小为m×1，m是音素数目，1j

指音频文件为单声道；A（j=1, 2, …, k）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j j

bi =(ai +1)×d，i=1, 2, …, m；j=1, 2, …, k， （1）j j j j 1 2 k

其中，ai ∈A ，B ={bi }为音素整数矩阵，可得k个m×1的音素整数矩阵B , B , …, B ；

步骤2：混沌序列产生：随机选取初始值x0∈(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）m次，， （2）

1 1

可产生一个混沌序列X ={xi }；类似地，随机选取初始值y0∈(0, 1), z0∈(0, 1), w0∈(0, 1)和控制参数p2∈(0, 0.5), p3∈(0, 0.5), p4∈(0, 0.5)，分别迭代k，n和m×k

1 1 1 1 1 1

次，可产生三个混沌序列Y ={yi }，Z ={zi }和W ={wi }；

步骤3：混沌序列整数化：计算，

2 1 16

xi =mod(floor(xi ×10 ), m)， （3）

2 1 16

yi =mod(floor(yi ×10 ), k)， （4）

2 1 16

zi =mod(floor(zi ×10 ), n)， （5）

2 1 16 n

wi =mod(floor(wi ×10 ), 2)， （6）

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

1 1 2 2 1 1 2 2zi ∈Z ，Z ={zi }，wi ∈W 和W ={wi }；

1 2 k

步骤4：音频数据升维：按照B , B , …, B 的顺序，将其重塑成一个m×k的整数矩阵C；

将C中的元素均用n个二进制位表示；以单个二进制位视为元素，可构成一个大小为m×k×n的三维矩阵D；

2 2 2

步骤5：位级置乱：利用X ，Y 和Z 分别对D依次进行位级行置乱、位级列置乱和位级面置乱，可得置乱结果E；其中，位级行置乱指：若i（i=1, 2, …, m）为奇数行，则对D中第i行元

2 2 2

素进行xi ∈X 位向左循环移位操作；若i为偶数行，则对D中第i行元素进行xi位向右循环移

2 2

位操作；位级列置乱指：若j（j=1, 2, …, k）为奇数列，则对D中第j列元素进行yi∈Y 位向2

上循环移位操作；若i为偶数列，则对D中第j列元素进行yi 位向下循环移位操作；位级面置2

乱指：若s（s=1, 2, …, n）为奇数列，则对D中第s个位平面上的元素进行zi 位向前循环移2

位操作；若s为偶数列，则对D中第s个位平面上的元素进行zi 位向后循环移位操作；

步骤6：音频数据降维：以n个二进制位为单位，将E中数据十进制化，可将E转化为一个

1 2 k

大小为m×k的音素矩阵F；将F中元素按照列拆分，可得k个置乱结果为：G , G , …, G ；

步骤7：音素扩散：计算，

1 1 2 i i 2 i‑1H =G ⊕W ，H =G ⊕Y ⊕H ，i=2, 3, …, k， （7）

1 2 k

其中，⊕表示异或运算，可得扩散结果为：H , H , …, H ；

1 2 k

步骤8：音素小数化：对H , H , …, H 中的元素都除以d，再减1，使其范围变为[‑1,

1]，即

j j

qi =hi /d‑1，i=1, 2, …, m；j=1, 2, …, k， （8）j j j j 1 2 k

其中，hi ∈H ，Q ={qi }为音素矩阵；可得k个加密音频Q , Q , …, Q 。