CN115982786B - 通过频率混淆实现的多芯片并行加密方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及数据加密技术领域，提出了通过频率混淆实现的多芯片并行加密方法，包括：采集原始信号传输到加密芯片中将加密芯片标记为状态忙；根据原始信号分解得到原始分量信号，将每个原始分量信号构成一个环形空间和一个分量图像，在分量图像中设定置换窗口，获取所有置换窗口的位置；完成置换窗口的旋转；根据环形空间和基准置换窗口完成对原始信号的加密，确定密文和密钥，加密完成后，将状态忙的加密芯片标记为状态闲。本发明结合分量平移与置换窗口旋转，既改变频率分量之间的时序对应关系，又实现不同频率之间的转换，极大提高信号组成的混乱程度，有效提高原始信号的加密效果。

Description

通过频率混淆实现的多芯片并行加密方法

技术领域

本发明涉及数据加密技术领域，具体涉及通过频率混淆实现的多芯片并行加密方法。

背景技术

随着智能化科技的发展，各种产品以及生产越来越多的依赖于各种芯片。芯片主要指具有存储和运算功能的集成电路，一般芯片都是根据实际需要进行程序的设计，此时芯片涉及私有的信号处理，所以在实际使用过程中需要进行芯片加密。因为芯片的私有性，一般芯片的加密都是基于加密芯片进行单独加密算法的设计，进行实现芯片加密。

对于信号的加密现有方法主要对信号组成进行替换或者置乱，以及对信号进行分解，然后基于分解项进行原始信号的加密。比如对信号进行频率分解，然后基于频率分量的时序对应关系的混淆实现原始信号的加密，但是对于信号的频率分量，其存在大量近似周期性的变化，使得分量信号在时序上存在大量的重复结构，导致信号变化具有近似规律性，容易暴露原始信号信息；同时大量重复结构在分量平移中可能存在平移前后局部一致，从而暴露原始信号的局部信号，影响原始信号的加密效果。

发明内容

本发明提供通过频率混淆实现的多芯片并行加密方法，以解决现有的分量信号在时序中存在大量重复结果导致容易暴露原始信号信息和影响原始信号的加密效果的问题，所采用的技术方案具体如下：

本发明一个实施例提供了通过频率混淆实现的多芯片并行加密方法，该方法包括以下步骤：

采集原始信号传输到状态闲的加密芯片中将状态闲加密芯片标记为状态忙；

根据原始信号分解得到若干原始分量信号，将每个原始分量信号首尾相连得到一个环形序列，将所有环形序列重叠放置，每个环形序列按照原始分量信号的时序关系对应排列，构成一个环形空间；

将所有原始分量信号构成一个分量图像，在分量图像中设定置换窗口，在分量图像中根据置换窗口的性质获得第一方向，根据第一方向将分量图像分为上区域和下区域，获取第一方向的角度，在上区域和下区域中根据第一方向的角度获得上区域和下区域中置换窗口的位置，第一方向上的置换窗口位置以及上区域和下区域的置换窗口位置作为所有置换窗口的位置；

将一个置换窗口记为基准置换窗口，根据固定的旋转角度及旋转方向对基准置换窗口进行旋转，并使基准置换窗口带动其余置换窗口进行旋转；

根据环形空间和基准置换窗口完成对原始信号的加密，密钥为基准置换窗口位置、基准置换窗口的旋转方向和旋转角度、环形旋转单位的数量，密文为经过置换窗口和环形旋转后的若干序列，加密完成后，将状态忙的加密芯片标记为状态闲。

优选的，所述所有原始分量信号每个时序对应的值组合得到原始信号在所述时序上的值，原始分量信号和原始信号具有相同的时序长度，同样时间上的信号值是对应关系。

优选的，所述将所有原始分量信号构成一个分量图像，在分量图像中设定置换窗口的方法为：

在分量图像中，每一个原始分量信号为分量图像中的一行，分量图像的横坐标为原始分量信号的时序，分量图像的纵坐标为原始分量序列的数量，分量图像的像素值是原始分量信号的信号值，置换窗口为分量图像中的一个像素点及像素点的四邻域。

优选的，所述在分量图像中根据置换窗口的性质获得第一方向，根据第一方向将分量图像分为上区域和下区域的方法为：

第一个置换窗口在分量图像的左上角，第一个置换窗口的左侧像素点在分量图像的第一列中，置换窗口的上侧像素点在分量图像的第一行中；

在第一个置换窗口的右下方放置第二个置换窗口，第二个置换窗口的左侧像素点与第一个置换窗口的右侧像素点为同一列，第二个置换窗口的上侧像素点与第一个置换窗口的右侧像素点为同一行；

第一个置换窗口到第二个置换窗口的方向记为第一方向，在第一方向上将后续的置换窗口按照这个方向排序，直到在这个方向上无法放置置换窗口为止，此时第一方向就将分量图像分为上区域和下区域。

优选的，所述获取第一方向的角度，在上区域和下区域中根据第一方向的角度获得上区域和下区域中置换窗口的位置的方法为：

第一方向的角度为每个置换窗口最中间的像素点之间的连线与水平线之间的夹角，令上区域的第一个置换窗口的上侧像素点在分量图像的第一行，第一个置换窗口与第一方向上的置换窗口相邻，第一个置换窗口在第一方向的角度下延长，直到无法填充置换窗口为止，上区域中的其他区域依次按照平行于第一方向的角度填充置换窗口，直到上区域无法填充置换窗口；

在下区域中，令下区域的第一个置换窗口的左侧像素点在分量图像的第一列中，第二个位置为下区域的第一个置换窗口的左侧像素点在分量图像的第二列中，置换窗口之间不存在间隙，根据第一方向的角度对下区域的第一个置换窗口进行延长补充，下区域的其他区域依次按照平行于第一方向的角度填充置换窗口，直到下区域无法填充置换窗口。

优选的，所述根据固定的旋转角度及旋转方向对基准置换窗口进行旋转，并使基准置换窗口带动其余置换窗口进行旋转的方法为：

给基准置换窗口一个固定的旋转角度和旋转方向，所有置换窗口的旋转角度与基准置换窗口的旋转角度相同，置换窗口的旋转为窗口自身旋转，其所在的像素点没有发生变化，像素点的像素值根据旋转角度发生改变，基准置换窗口的旋转会使与基准置换窗口相邻的置换窗口发生与基准置换窗口旋转方向相反的旋转，发生旋转的置换窗口会使除了导致自身旋转的置换窗口外的置换窗口发生反方向的旋转，所置换窗口均发生一次旋转。

优选的，所述根据环形空间和基准置换窗口完成对原始信号的加密的方法为：

环形空间有若干环形，每个环形旋转一个单位后，将环形空间转换为分量图像，令所有置换窗口进行一次旋转，之后再转换为环形空间，每个环形再次旋转一个单位后，置换窗口再次进行旋转，以此类推，直至每个环形旋转固定次数后停止。

本发明的有益效果是：本发明通过置换窗口旋转对频率分量进行置换，破坏频率分量的近似周期性，避免重复结构对引起的无效平移，并且提高分量与原始信号时序关系的一致性，有利于分量平移实现原始信号的加密，在置换窗口旋转中，利用所构建的置换窗口之间的关系，确定置换窗口之间的旋转参数关系，有效避免每一个置换窗口参数的设置，减少密钥数量，有利于密钥管理，结合分量平移与置换窗口旋转，既改变频率分量之间的时序对应关系，又实现不同频率之间的转换，极大提高信号组成的混乱程度，有效提高原始信号的加密效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的一个实施例所提供通过频率混淆实现的多芯片并行加密方法的流程示意图；

图2为环形空间示意图；

图3为旋转重复结构示意图；

图4为置换窗口示意图；

图5为第一种置换窗口位置分布示意图；

图6为第二种置换窗口位置分布示意图；

图7为置换窗口旋转示意图；

图8为置换窗口带动其余置换窗口旋转示意图；

图9位环形旋转一个单位的示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1，其示出了本发明一个实施例提供的通过频率混淆实现的多芯片并行加密方法流程图，该方法包括以下步骤：

步骤S001，采集信号数据作为原始信号，将原始信号传输到加密芯片中。

在加密过程中为了保证加密速度，需要安装多个加密芯片，实行多芯片并行加密，设置加密芯片的运行状态，对正在运行加密的芯片标记为状态忙，未运行的芯片标记为状态闲，将采集到的原始信号作为待加密信息，将待加密信息传输到状态闲的加密芯片中进行加密，在此过程中将正在加密操作的芯片标记为状态忙。

步骤S002，将原始信号分解为原始分量信号，对于原始分量信号构建分量图像和环形空间，根据分量图像确定置换窗口位置。

对于原始信号，不同的原始信号数据具有自身的时间尺度特征，即在不同的单一频率中具有不同的表现，此时为了准确描述信号的特征表现，且根据不同特征表现进行加密，需要对原始信号进行分解。

在原始信号中频率不规则，信息隐藏在不规则频率的复合信号中，所以此时基于频率进行原始信号的分解，本实施例利用EMD分解，将原始信号分解为多个单一频率的信号以及剩余残差。此时认为所有分解量都为原始分量信号，原始信号由多个原始分量信号共同组成。此时原始分量信号的改变会影响原始信号的频率分布，从而改变原始信号。

使用EMD分解后得到的原始分量信号与原始信号有严格的时序对应关系，即所有原始分量信号同一时刻的信号组成对应时刻的原始信号，原始信号和原始分量信号具有相同的长度，基于此特点，本实施例通过改变原始分量信号之间的时序对应关系，从而改变原始信号，实现对原始信号的加密，将原始分量信号按照频率大小从小到大进行编号，得到每个原始分量信号的序号。

原始分量信号时序对应关系的改变过程：

将每一个原始分量信号首尾相连，获得一个环形序列，此时因为所有原始分量信号均来自于原始信号，所以原始分量信号之间的长度一致，所以每一个原始分量信号对应的环形大小一致，此时将所有环形重叠放置，获得所有原始分量信号的空间对应关系，如图2所示，按照原始分量信号序号从小到大依次在空间中从上而下，且同一竖直方向对应每一原始分量信号的时间关系一致，记该空间为环形空间。

在上述原始分量信号的空间位置关系中，其竖直方向的对应关系决定原始分量信号与原始信号的关系，所以此时通过每一个原始分量信号对应环形的旋转，破坏原始信号与原始分量信号之间的对应关系，进行原始信号的加密。此时对应的加密密钥为每一环形的旋转角度以及旋转方向。

根据上述步骤，利用原始分量信号的旋转对原始信号进行置乱，从而实现原始信号的加密。但是由于原始分量信号的分布具有连续的近似周期，即原始分量信号存在大量的局部重复结构，导致最终旋转前后原始分量信号存在局部区域的对应关系一致，如图3所示。

在图3中，将原始分量信号中任意两个原始分量信号为例进行叙述，分别简称为分量1和分量2，分量1相对于分量2旋转，旋转前后虚线框对应的局部区域中的分量1与旋转分量1近似重复，此时导致旋转前后虚线框对应的局部分量之和可能存在较多未变化，所以旋转前后原始信号局部一致，即存在局部信息的暴露，使得原始信号的加密效果不佳的情况。

所以只使用信号旋转的加密过程存在缺点，主要来源于原始分量信号的近似周期，即局部重复，为了克服上述缺点，本实施例需要在旋转的过程中对原始分量信号的结构进行混乱，混乱方法为：将旋转过程按照旋转单位进行划分，在每一个旋转单位中对同一原始分量信号与不同原始分量信号之间分别进行置换。

在原始分量信号对应的环形在旋转过程中，为破坏原始分量信号的重复结构，需要引入不同的原始分量信号的多个序列值进行置换，即实现单个原始分量信号的混乱，又破坏原始分量信号之间的对应关系，值得注意的是，原始分量信号的序列值为原始分量信号在时序上的信号值，时间不同，信号值不同。此时涉及不同原始分量信号的置换窗口如图4所示：

图4中，，/>，/>分别表示第i个原始分量信号中连续三个序列值；/>，/>，分别表示相邻三个原始分量信号对应的第j个序列值。所以上述置换窗口同时包含不同的原始分量信号的多个序列值，便于对同一原始分量信号以及不同的原始分量信号对应关系置换，实现原始信号的隐藏加密。

将所有原始分量信号组合为一张图像，图像为分量图像，按照原始分量信号的序号从上到下，序号为1的原始分量信号作为分量图像的第一行，其中每一个原始分量信号为分量图像中的一行，分量图像的横坐标为原始分量信号的时序，分量图像的纵坐标为原始分量信号的序号，分量图像的像素值是原始分量信号的信号值，分量图像的长和宽分别为原始分量信号在时序上的长度及原始分量信号的数量，在分量图像中得到若干置换窗口，置换窗口为图4所示的形状，即一个像素点以及该像素点的4邻域，由于置换窗口为一个凸结构，所以置换窗口并不能填满整个分量图像，置换窗口不同位置时所包含的像素点的信号值不同，对应置换窗口置换的结果也不同，在置换窗口进行置换前，需要确定置换窗口在分量图像中的位置。

确定置换窗口的位置方法为：

从分量图像的左上角开始确定置换窗口的位置，第一个置换窗口的左侧像素点在分量图像的第一列中，置换窗口的上侧像素点在分量图像的第一行中；

在第一个置换窗口的右下方放置第二个置换窗口，第二个置换窗口的左侧像素点与第一个置换窗口的右侧像素点为同一列，第二个置换窗口的上侧像素点与第一个置换窗口的右侧像素点为同一行；

按照同样的规律，下一个置换窗口的左侧像素点与上一个置换窗口的右侧像素点为同一列，下一个置换窗口的上侧像素点与上一个置换窗口的右侧像素点为同一行，将这些置换窗口中心像素点的连线记为第一方向，直到在第一方向上，下一个置换窗口无法完整的放置在分量图像中时，此时分量图像被第一方向隔开了两个区域，分别为上区域和下区域。

之后在上区域中使用同样的方法得到若干置换窗口，而在下区域中使用同样方法得到若干置换窗口时，下区域中的第一个置换窗口会存在两个位置，第一个位置为下区域第一个置换窗口的左侧像素点在分量图像的第一列中，第二个位置为下区域第一个置换窗口的左侧像素点在分量图像的第二列中，如图5，图6所示，而在第一个位置时会导致置换窗口之间存在间隙，第二个位置不存在间隙，因此为了置换窗口能够更多的覆盖分量图像，在本实施例中选择第二个位置进行确定，如图6所示。

在所有置换窗口的位置确定后，由于置换窗口为凸结构，导致置换窗口不能覆盖矩阵边缘元素，此时为了保证所有像素点均进行窗口置换，需要对分量图像进行填充。当前分量图像中边缘两行两列存在没有被置换窗口覆盖的像素点，所以本实施例中在分量图像中两个竖直边缘和两个水平边缘分别填充两行与两列，所填充的像素值为随机序列，利用现有的随机序列生成函数确定，且随机序列的值域不超过上述原始分量信号的最大值与最小值。

利用以上步骤，在分量图像中确定固定的置换窗口位置，保证置换窗口位置的一致性，同时通过结合分量图像行列填充，使得置换窗口位置覆盖所有的分量图像像素点，提高置换窗口置换的完整性，保证所有像素点的置换加密效果。

至此，完成对置换窗口位置的确定。

步骤S003，基于置换窗口的位置将置换窗口的旋转角度和旋转方向进行规定。

根据上述得到的置换窗口的位置，由于置换窗口同时包含同一原始分量信号三个序列值与三个不同原始分量信号的序列值，此时置换窗口内像素点位置直接反应原始分量信号的对应关系，对置换窗口进行旋转，改变原始分量信号的对应关系。

在分量图像中，对于单个置换窗口，确定其旋转方向，一般旋转方向分为顺时针旋转或者逆时针旋转；然后确定旋转角度，此时为了保证旋转后置换窗口位置与原始分量信号的信号值对应，采用旋转角度分别为90度，180度，270度，360度。置换窗口旋转后，带动置换窗口像素点位置变化，从而改变原始分量信号。

图7左为原始置换窗口，此时置换窗口顺时针旋转，旋转角度为90度，旋转后获得图7右，此时像素点a从所在第一行置换到第二行，像素点b从所在第二行置换到第三行，像素点c从所在第三行置换到第二行，像素点d从所在第二行置换到第一行，并且置换窗口所在列均发生改变。所以通过上述置换窗口旋转，既破坏原始分量信号的分布，又改变同一竖直方向组成，即在破坏原始分量信号重复结构的同时改变分量之和，实现原始分量信号与原始信号之间的关系的隐藏。

已知分量图像中存在多个置换窗口，此时为了实现所有原始分量信号结构的破坏，需要对所有置换窗口进行旋转。但是置换窗口数量较多，直接记录置换窗口旋转方向与旋转角度数据量大，不利于密钥保存，此时需要利用置换窗口之间的关系，进行置换窗口旋转参数的确定。

置换窗口为凸结构，相邻置换窗口存在凸结构的镶嵌，所以此时可以根据置换窗口的镶嵌，利用一个置换窗口旋转带动其他置换窗口旋转，如图8所示：

图8所示两个置换窗口相邻，此时置换窗口A顺时针旋转时，对应b1带动d2，然后d2带动置换窗口B逆时针旋转。同理，b1，c1，d1分别带动其他置换窗口旋转，而其他置换窗口旋转过程又带动其相邻置换窗口旋转，以此类推，所有的置换窗口都将发生旋转。所以本实施例利用置换窗口之间的带动关系，确定所有置换窗口的旋转方向，此时只需要设定一个置换窗口的旋转方向，即可确定所有置换窗口的旋转方向，每个置换窗口的旋转角度一致。需要说明的是，如果一个置换窗口有出现多次旋转，那么每个置换窗口只受到第一个能使该置换窗口旋转的影响。

通过对置换窗口的旋转，对原始分量信号的重复结构进行破坏，同时改变原始分量信号与原始信号的对应关系，实现原始信息的隐藏，同时利用置换窗口结构与位置的关系，确定置换窗口旋转参数之间的关系，实现参数的最少化，便于参数的管理。

步骤S004，对明文进行加密得到密文及密钥，将加密完成的加密芯片标记为状态闲，进行下一轮加密。

在加密之前定义如下密钥：

Key1：旋转单位的数量，本实施例中在加密之前使用蒙特卡罗法随机生成一个10到20之间的一个整数作为Key1；

Key2：获得的所有置换窗口按照填充的顺序进行排序构成置换窗口序列，Key2就表示该序列的索引序号；

Key3：置换窗口的旋转方向，用0，1表示，顺时针为0，逆时针为1；

Key4：置换窗口的旋转角度，旋转角度分别为90度，180度，270度，360度。

具体加密过程为：

根据混沌映射获得混沌序列，混沌序列长度为3，令混沌序列的第一个数与置换窗口序列的长度乘积向上取整得到Key2，混沌序列的第二个数与2的乘积向下取整得到Key3，混沌序列的第三个数与4的乘积，向上取整后与90的乘积得到Key4，另外需要说明的是，本实施例中混沌序列出现0的话将该0元素替换成0.1，出现1的话将该1元素替换成0.9，以保证本实施例中的Key2、Key3、Key4处于正确的取值范围。

在环形空间中，根据原始分量信号的序号，在环形空间中按照从上到下依次进行环形顺时针旋转，每次旋转一个单位。所有环形旋转顺时针旋转一个单位后，将环形空间转换为分量图像，旋转一个单位如图9所示。

在分量图像中，根据Key2的值选择基准置换窗口，并且根据Key3对应的旋转方向和Key4对应的旋转角度对基准置换窗口进行旋转，通过基准置换窗口的旋转带动其与置换窗口的旋转，之后删除随机序列填充的行和列，完成置换窗口的旋转。

重复上述A.B.C.过程Key1次后，得到原始信号的加密结果，即置换窗口旋转完成后，所有环形再次旋转一个单位，再转换为分量图像，预设所有环形的旋转单位数量为Key1，每次旋转一个单位时。重复Key1次过程中重新生成了Key1次的Key2，Key3，Key4，也即分别得到Key1个Key2，Key3，Key4。将Key1以及所有的Key2，Key3，Key4作为加密过程的密钥。

利用以上步骤，根据置换窗口与环形的旋转，改变原始分量信号之间对应关系的同时，破坏原始分量信号的重复结构，实现原始分量信号的混乱以及对应原始信号的混乱。

由此完成了加密，密文为经过破坏后的原始信号，密钥为基准置换窗口位置、基准置换窗口的旋转方向和旋转角度、环形旋转单位的数量。

加密完成后，读取已加密的密文数据，将已经完成加密操作的加密芯片标记为状态闲，准备后续加密。

需要说明的是，解密过程是上述的加密过程的逆过程，即，对于加密结果，使用上述迭代 过程最后一次生成的Key2，Key3，Key4，进行基准置换窗口的反方向旋转，并在环形空间中进行逆时针旋转一个单位；然后使用上述迭代过程倒数第二次生成的Key2，Key3，Key4行基准置换窗口的反方向旋转，并在环形空间中进行逆时针旋转一个单位；依次类推直至得到原始信号。由于本实施了已经给出加密的具体过程，那么解密过程可以由加密过程简单逆推出来，因此本实施例不再赘述具体的解密过程。

以上所述仅为的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.通过频率混淆实现的多芯片并行加密方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

采集原始信号传输到状态闲的加密芯片中将状态闲加密芯片标记为状态忙；

根据原始信号分解得到若干原始分量信号，将每个原始分量信号首尾相连得到一个环形序列，将所有环形序列重叠放置，每个环形序列按照原始分量信号的时序关系对应排列，构成一个环形空间；其中，基于EMD分解，将原始信号分解为多个单一频率的信号以及剩余残差；并将多个单一频率的信号以及剩余残差作为原始分量信号；

将所有原始分量信号构成一个分量图像，在分量图像中设定置换窗口，在分量图像中根据置换窗口的性质获得第一方向，根据第一方向将分量图像分为上区域和下区域，获取第一方向的角度，在上区域和下区域中根据第一方向的角度获得上区域和下区域中置换窗口的位置，第一方向上的置换窗口位置以及上区域和下区域的置换窗口位置作为所有置换窗口的位置；

将一个置换窗口记为基准置换窗口，根据固定的旋转角度及旋转方向对基准置换窗口进行旋转，并使基准置换窗口带动其余置换窗口进行旋转；

根据环形空间和基准置换窗口完成对原始信号的加密，密钥为基准置换窗口位置、基准置换窗口的旋转方向和旋转角度、环形旋转单位的数量，密文为经过置换窗口和环形旋转后的若干序列，加密完成后，将状态忙的加密芯片标记为状态闲；

所述将所有原始分量信号构成一个分量图像，在分量图像中设定置换窗口的方法为：

在分量图像中，每一个原始分量信号为分量图像中的一行，分量图像的横坐标为原始分量信号的时序，分量图像的纵坐标为原始分量序列的数量，分量图像的像素值是原始分量信号的信号值，置换窗口为分量图像中的一个像素点及像素点的四邻域；

所述在分量图像中根据置换窗口的性质获得第一方向，根据第一方向将分量图像分为上区域和下区域的方法为：

第一方向的第一个置换窗口在分量图像的左上角，第一方向的第一个置换窗口的左侧像素点在分量图像的第一列中，第一方向的第一个置换窗口的上侧像素点在分量图像的第一行中；

在第一方向的第一个置换窗口的右下方放置第一方向的第二个置换窗口，第一方向的第二个置换窗口的左侧像素点与第一方向的第一个置换窗口的右侧像素点为同一列，第一方向的第二个置换窗口的上侧像素点与第一方向的第一个置换窗口的右侧像素点为同一行；

第一方向的第一个置换窗口到第一方向的第二个置换窗口的方向记为第一方向，在第一方向上将后续的置换窗口按照这个方向排序，直到在这个方向上无法放置置换窗口为止，此时第一方向就将分量图像分为上区域和下区域；

所述根据环形空间和基准置换窗口完成对原始信号的加密的方法为：

环形空间有若干环形，每个环形旋转一个单位后，将环形空间转换为分量图像，令所有置换窗口进行一次旋转，之后再转换为环形空间，每个环形再次旋转一个单位后，置换窗口再次进行旋转，以此类推，直至每个环形旋转固定次数后停止。

2.根据权利要求1所述的通过频率混淆实现的多芯片并行加密方法，其特征在于，所述所有原始分量信号每个时序对应的值组合得到原始信号在所述时序上的值，原始分量信号和原始信号具有相同的时序长度，同样时间上的信号值是对应关系。

3.根据权利要求1所述的通过频率混淆实现的多芯片并行加密方法，其特征在于，所述获取第一方向的角度，在上区域和下区域中根据第一方向的角度获得上区域和下区域中置换窗口的位置的方法为：

第一方向的角度为每个置换窗口最中间的像素点之间的连线与水平线之间的夹角，令上区域的第一个置换窗口的上侧像素点在分量图像的第一行，上区域的第一个置换窗口与第一方向上的置换窗口相邻，上区域的第一个置换窗口在第一方向的角度下延长，直到无法填充置换窗口为止，上区域中的其他区域依次按照平行于第一方向的角度填充置换窗口，直到上区域无法填充置换窗口；

在下区域中，令下区域的第一个置换窗口的左侧像素点在分量图像的第一列中，第二个位置为下区域的第一个置换窗口的左侧像素点在分量图像的第二列中，置换窗口之间不存在间隙，根据第一方向的角度对下区域的第一个置换窗口进行延长补充，下区域的其他区域依次按照平行于第一方向的角度填充置换窗口，直到下区域无法填充置换窗口。

4.根据权利要求1所述的通过频率混淆实现的多芯片并行加密方法，其特征在于，所述根据固定的旋转角度及旋转方向对基准置换窗口进行旋转，并使基准置换窗口带动其余置换窗口进行旋转的方法为：

给基准置换窗口一个固定的旋转角度和旋转方向，所有置换窗口的旋转角度与基准置换窗口的旋转角度相同，置换窗口的旋转为窗口自身旋转，其所在的像素点没有发生变化，像素点的像素值根据旋转角度发生改变，基准置换窗口的旋转会使与基准置换窗口相邻的置换窗口发生与基准置换窗口旋转方向相反的旋转，发生旋转的置换窗口会使除了导致自身旋转的置换窗口外的置换窗口发生反方向的旋转，所置换窗口均发生一次旋转。