基于ARM的混沌语音加密系统开题报告

1. 研究目的与意义（文献综述）

1.1研究背景及意义

随着通信技术的飞速发展，人们普遍使用智能手机来联系家人、朋友以及商业客户，现代语音通信的出现使人们得以突破时空限制进行交流，与此同时所产生的信息安全问题也无法忽视，语音信息容易被窃听，为了防止这种情况的发生，我们应该提高通话系统语音信息的安全性。混沌在保密通信中应用是近年来直接为人类服务的重要研究方向之一，混沌信号以其类噪声式的宽带功率谱、冲击式的相关特性、对初始条件高度敏感性、复杂的混沌动力学行为，在混沌保密通信及其相关领域内获得了广泛关注。目前，混沌通信已从理论分析、计算机仿真和电路实验阶段正逐步走入实际工程应用。混沌信号根据时间的变化，可分为连续与离散的混沌信号，而要使混沌信号应用于密码系统中，需设计数字电路或者模拟电路来产生混沌序列，由于模拟电路参数失配且抗干扰能力弱，使其所产生的混沌信号性能不稳定，对于数字混沌系统，不仅克服了模拟电路的缺陷，还适应了数字通信加密的需要，为混沌应用于实际保密通信领域奠定了基础。本课题即基于以上背景，针对arnold变换易被破解，lorenz混沌系统置乱难以抵抗攻击，提出设计一种arnold置乱算法与lorenz混沌系统相结合的加密系统，以提高语音传输的安全性和抗攻击性能，并区别于传统软件加密，利用linux-arm交叉编译环境，实现嵌入式语音系统的加密和解密。

1.2国内外研究现状

2. 研究的基本内容与方案

本课题以混沌系统及混沌同步为基础，拟设计出一种arnold置乱算法与lorenz混沌映射相结合的嵌入式语音加密系统。研究的基本内容包括：arnold置乱算法设计原理，lorenz三维混沌系统的离散化处理与数字化实现，基于变量反馈法的混沌同步控制器设计，混沌序列的提取与输出，tcp/ip网络通信协议，音频处理采样与量化原理，linux声卡驱动程序的使用，对称式加解密算法原理等。

本课题拟采用的技术方案为：(1)对arnold置乱算法和lorenz混沌系统的同步方法进行研究，拟尝试matlab仿真进行——先使用arnold变换置乱，再使用lorenz动力学方程进行加密，利用欧拉算法对该混沌系统做离散化处理，最后得到混沌序列，解密即上述加密算法的逆过程，对上述系统进行动力学分析，记录仿真结果；(2)拟使用ok6410a arm11开发板进行嵌入式开发，宿主机环境拟使用vmware8虚拟的linux，本机编译器拟使用gcc对linux-arm交叉开发和交叉编译的环境进行搭建，用c语言编写上述混合系统发生程序，并使用状态反馈法实现同步控制器设计，对驱动和响应系统进行数值分析；(3)基于上述系统，结合linux声卡驱动和语音编码原理设计出完整的系统，最后在arm开发板上验证。

3. 研究计划与安排

(1)1-3周：查阅相关文献，明确研究思路，完成开题报告；

(2)4-6周：研究混沌语音加密和解密原理，实现混沌系统离散化；

(3)7-9周：研究arnold置乱算法，用matlab设计算法仿真；

4. 参考文献（12篇以上）

[1]shen c,yu s,luj,et al.constructing hyperchaotic systems at will[j].international journal ofcircuit theory applications, 2016,43(12):2039-2056.

[2]zhu y,luy,vikram a.on privacy of encrypted speech communications[j]

ieee transactions on securecomputing, 2012,9(4):470-481.