<?php

$json = '{
    "title1": {
        "key1": "value1",
        "key2": "value2",
        "key3": "value3"
    },
    "title2": {
        "key1": "value1",
        "key2": "value2",
        "key3": "value3"      
    }
}';

$decodificado = json_decode($json);

if (!$decodificado) {
    die('JSON invalido');
}

//$title pega o title1 e title2, title3, etc
foreach ($decodificado as &$title) {
	
	//$value pega o valor key1, key3, key3, key4, etc
	foreach ($title as $key => &$value) {
		
		//Aqui um exemplo para alterar as chaves com nome key2 e key3 apenas
		if ($key === 'key2') {
			$value = rand(0, 100);
		} elseif ($key === 'key3') {
			$value = rand(200, 300);
		}
	}
}

print_r($decodificado);