1.基于分数阶混沌系统同步的语音加解密方法,其特征在于,包括以下步骤:S1,选择一个m维的分数阶混沌系统作为驱动系统;
S2,对需加密的音频文件进行预处理;
S3,通过驱动系统生成多组混沌序列;
S4,根据生成的混沌序列与Logistic映射序列对预处理后的音频文件进行加密处理,并将加密后的音频文件传输;
S5,选择一个n维的分数阶混沌系统作为响应系统;
S6,根据建立的驱动系统与响应系统建立误差系统;
S7,设计一个新的分数阶积分滑模控制器实现驱动系统与响应系统的同步,即使用新的分数阶积分滑模控制器让误差系统的状态为0;
S8,在接收到加密后的音频文件后,根据同步后的响应系统生成的混沌序列与Logistic映射序列对加密音频文件完成解密。
2.根据权利要求1所述的基于分数阶混沌系统同步的语音加解密方法,其特征在于,所述S1包括:S11,将可积函数 的 阶分数阶积分定义为:;
其中, , 为伽马函数, ;
S12,函数 的Caputo型分数阶导数定义为:;
其中, , , ;
当 时, ;
S13,根据Caputo型分数阶微积分的定义,m维分数阶驱动系统的模型为:;
其中, 是系统分数阶阶次, 代表系统的状态向量,分别代表系
统的内部不确定性与外部扰动, 是一个已知的连续非线性函数。
3.根据权利要求1所述的基于分数阶混沌系统同步的语音加解密方法,其特征在于,所述S2包括:S21,对需加密的音频文件进行重采样;
S22,对重采样后的音频文件进行归一化处理;
S23,将归一化处理后的音频文件映射到16位整数,即 范围。
4.根据权利要求3所述的基于分数阶混沌系统同步的语音加解密方法,其特征在于,所述S3包括:S31,依据预处理后的音频文件大小截取驱动系统同步时间 后一定时间的状态,生成对应维度的多组混沌序列;
S32,将预处理后的音频文件的长度与混沌序列的长度进行比对,若音频文件长度大于混沌序列长度,则通过重复叠加混沌序列的方式进行扩展,直至其长度超过音频文件长度,并截取与音频文件长度相等的部分;
S33,若音频文件长度小于混沌序列长度,则直接截取与音频文件长度相同的部分,以满足加密需求;
S34,将混沌序列中的数值映射至 范围,与音频文件一致。
5.根据权利要求4所述的基于分数阶混沌系统同步的语音加解密方法,其特征在于,所述S4包括:S41,将音频文件与混沌序列进行多次XOR运算完成初次加密;
S42,利用Logistic映射生成一组序列,对初次加密后的音频文件按照Logistic映射生成的序列按照升序排列进行索引置乱,并按照Logistic映射生成的序列中值来进行极性置乱;
S43,将加密后的语音数据转换成.wav格式传输。
6.根据权利要求2所述的基于分数阶混沌系统同步的语音加解密方法,其特征在于,所述响应系统模型表示为:;
其中, 是系统分数阶阶次, 代表系统的状态向量,分别代表系统的内部不确定性与外部扰动, 是一个已知的连续非线性函数, 是控制输入。
7.根据权利要求6所述的基于分数阶混沌系统同步的语音加解密方法,其特征在于,所述S6包括:S61,定义驱动系统与响应系统状态之间的同步误差,表示为:;
其中, 是一个行满秩的常数矩阵,它将驱动系统状态空间映射到响应系统状态空间;
S62,将 划分为同步控制器 和补偿控制器 ,表示为:;
;
S63,建立误差系统的数学模型,表示为:。
8.根据权利要求7所述的基于分数阶混沌系统同步的语音加解密方法,其特征在于,所述S7包括:S71,分数阶积分滑模控制器的滑模面表示为:;
其中, 和 是任意的正常数, ;
;
S72,新的分数阶积分滑模控制器表示为:;
其中, 和 是任意的正常数, ;
;
S73,驱动系统与响应系统将在预定义时间 完成同步。
9.根据权利要求8所述的基于分数阶混沌系统同步的语音加解密方法,其特征在于,所述S8包括:S81,将加密后的音频文件转换为16位整数;
S82,根据响应系统生成与音频文件长度相同的混沌序列,并进行同样次数的XOR运算,完成初步解密;
S83,根据Logistic映射生成一组序列,对初次解密后的音频文件按照Logistic映射生成的序列按照升序排列进行逆索引置乱,并照Logistic映射生成的序列中值来进行逆极性置乱,将解密后的音频文件还原成.wav格式。