[发明专利]一种基于加权处理的三维Lorenz映射控制的二进制安全算术编码方法

摘要

本发明目的在于提供一种基于加权处理的三维Lorenz映射控制的二进制安全算术编码方法，该方法由初始值密钥(1)、权重密钥(2)、Lorenz映射(3)、算术编码器(4)、信道(5)和算术解码器(6)构成。本发明采用三维的Lorenz混沌系统来产生加密向量，引入了加权的思想，增大了密钥的可操作空间，使加密向量的不可预测性较低维的混沌系统更强。同时本发明在不损失编码效率的情况下，将数据压缩和加密一体化，简化了通信系统的结构。

主权项

1.一种基于加权处理的三维Lorenz映射控制的二进制安全算术编码方法，其特征是：1)该安全算术编码方法由初始值密钥(1)、权重密钥(2)、Lorenz映射(3)、算术编码器(4)、信道(5)和算术解码器(6)构成；2)工作过程如下：首先由初始值密钥(1)中的密钥Key1、Key2、Key3通过Lorenz映射(3)产生三个混沌序列x、y、z，权重密钥(2)产生密钥Key4、Key5、Key6，利用权重密钥Key4、Key5、Key6分别对三个混沌序列x、y、z进行加权并合成密钥向量k，然后将密钥向量k和长度为L的明文s送入算术编码器(4)进行编码、加密、生成密文，密文经信道(5)传递至算术解码器(6)，算术解码器(6)根据密钥向量k进行密文的解码与解密，最后译出明文；3)具体方法如下：a)设定初始值密钥Key1、Key2、Key3和权重密钥Key4、Key5、Key6的值；b)利用初始值密钥经Lorenz混沌系统产生与明文长度相等的实数值序列x、y、z；c)利用权重密钥对序列x、y、z进行加权处理并合成密钥向量k，即其中，为中间变量，x、y、z序列的权重分别为α、β、λ，并将其称为权重密钥Key4、Key5、Key6，round(·)表示四舍五入运算函数；d)读取密钥向量k的第i位k_i和明文序列s的第i位s_i，其中i的初始值为0；e)当k_i≤0时，运用算术编码对s_i进行编码；当k_i＞0时，先变换s_i所对应的编码区间，再运用算术编码对符号s_i进行编码；其中算术编码采用基于自适应模型的二进制算术编码，信源符号的初始概率为等概分布，编码初始区间为[0,0XFFFF)，采用跟随比特法进行编码；f)i递增加1，若i＞L编码结束；否则返回到步骤d)继续编码。