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《基于超混沌掩盖法实现音频加密实验》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、基于超混沌掩盖法实现保密通信实验一、实验目的1.了解保密通信的重要性；2.掌握掩盖法实现信号保密的基本原理；3.掌握高阶超混沌信号产生原理；4.学习用数值积分方法，计算状态方程的数值解；二、实验原理（1）混沌序列信号产生原理掩盖法实现信号保密原理就是将传输信号与伪随机信号相迭加，受到放将接受到的加密信号去除伪随机信号可恢复出原始信号，在通信过程需要保持信号同步，而伪随机信号采用高阶超混沌发生器产生并经过非线性转化获得。超混沌数学模型采用4阶Matsumoto-Chua-kobayashi模型：（2.1）其中为分段线性函数（
2、2.2）有四个输出变量可供选择。非线性变换采用函数如下：（2.3）其中、取整数，为非线性变换参数也是本加密方法的密钥，、为超混沌电路的任意两个输出变量。经过非线性变换后的作为混沌掩盖载波，不同于任何一个超混沌电路的输出信号，而是它们的非线性变换，两个非线性信号经过非线性变换后，产生了新的频率成分，显然信号复杂度更高了。（2）龙格—库塔法算法原理设一阶微分方程的初值问题，（2.4）的解为。如果是等距节点，记步长用个值的Runge-Kutta方法，称为级Runge-Kutta方法。一般显式级Runge-Kutta方法为（2.5
3、）其中（2.6）（2.7）（2.6）和（2.7）式中的均为独立常数。若取（2.8）而且的不全零,对应的Runge-Kutta方法是隐式X级Runge-Kutta方法。在显式Runge-Kutta方法中，可依须序计算出来；而在隐式方法中要用解方程组（2.8）来得到。级Runge-Kutta方法称为是阶的，若把展开成的级数形式。（2.9）成立。Runge-Kutta方法中的常数用下述原则来确定，使其阶达到最高。一般选择是达到最高。具体来说，选择使其阶达到最高。一般选择是使达到最高。具体来说，选择使（2.10）常用低阶Runge
4、-Kutta方法一级显式Runge-Kutta方法为时为一阶方法，就是显式Runge-Kutta方法。一级显式Runge-Kutta方法是唯一的。考虑二级显式Runge-Kutta方法用等分别表示它们在的值，有，与Taylor方法对照，要求（2.11）才为阶方法。而在的系数中，偏导数出现的项数不一样多，从而不可能存在三阶的显式二级Runge-Kutta方法。二级显式Runge-Kutta最高是二阶的，即。显式二级二阶Runge-Kutta方法不唯一，（2.11）中四个参数满足三个方程，有无究多个解。若取对应计算公式为这就是
5、预估－校正Euler方法。若取对应公式为（2.12）方法（2.12）称为中点方法。当取时，得Heun二阶方法：（2.13）在显式三级Runge-Kutta方法中，待定参数共八个：。若是三阶方法，它们应满足（2.14）（2.14）有解但解不唯一。不论如何选择这八个参数，不可能使三级显式Runge-Kutta方法成为四阶方法。对于四级显式Runge-Kutta方法，类似的推导可以建立四阶方法。显式四阶四级Runge-Kutta方法不唯一，一个重要的代表是经典Runge-Kutta方法：（2.15）三、实验步骤1．构造有限长度的
6、语音信号序列y(n)；2．通过4阶Matsumoto-Chua-kobayashi模型产生超混沌序列vn；3．将超混沌序列掩盖信号序列并获得加密信号序列，然后通过信道传输出去；4．接受方受到信号后采用超混沌信号序列去掩盖获得原信号序列；5．将实现方案采用Matlab语言编程并仿真正确；四、程序代码1、主函数clc;clear;[y,fs,bits]=wavread('C:UsersLilong\哒哩哒哩哒.wav');%读取音频文件vn=vn();%调用混沌序列函数L=length(vn);%取混沌序列长度noise
7、=0.05*rand(L,2);%噪声信号y1=zeros(L,1);y2=zeros(L,1);y1=y(1:L,1)+noise(1:L,1);%取音频信号第一列sound(y1,fs);%播放含噪声的音频文件y2=y(1:L,2)+noise(1:L,2);%取音频信号第二列Y1=mod(round((y1-min(y1))/(max(y1)-min(y1))*255*255),256);%对音频序列取整Y2=mod(round((y2-min(y2))/(max(y2)-min(y2))*255*255),256)
8、;Z1=bitxor(Y1,vn(1:L)');%音频序列和混沌序列相异或Z2=bitxor(Y2,vn(1:L)');Y11=Z1/255;Y22=Z2/255;y3=zeros(L,2);y3(1:L,1)=Y11;y3(1:L,2)=Y22;sound(y3,fs);%播放加密后的音频文件2、加密
