CN101287274A - 移动通信语音加密***及其加密方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种移动通信语音加密***及其加密方法，其包括依次连接的语音采集播放模块、语音编码解码模块、语音加密解密模块及数字语音传输信道通信模块，所述方法包括语音采集播放模块采集和播放通话双方的语音，语音编码解码模块压缩/还原采集/播放的语音数据，并判断是否为静音数据帧，语音加密解密模块将传输的语音数据进行加密和解密，并在语音编码与解码模块检测到静音数据帧时隙时进行算法与密钥更换，数字语音传输信道通信模块传输通话双方的语音数据。由于本发明移动通信语音加密***及其加密方法采用数字语音传输信道的静音数据帧传输协商算法和密钥的更换，可确保算法和密钥更换的同步，并保证语音通信的安全性。
Description
技术领域
本发明涉及一种移动通信语音加密***及其加密方法，尤其涉及一种适用于GSM移动通信网络的移动通信语音加密***及其加密方法。
背景技术
随着科学技术的发展，通信科技日新月异，移动通信手机已被人们广泛应用于日常生活和学习中，人们通过移动通信手机和网络通话或互发短信息，不但大大拉近了人们彼此之间的距离，还给人们的联系和信息交流带来了极大的便利，因此，人们通过移动通信网络进行语音通信的安全问题至关重要。
GSM是目前应用范围最广的移动通信网络，如中国第200410021688.8号专利申请揭示的一种手机话音和数据的端到端加密方法，当移动台与移动台进行话音/数据通信时，发送端发出的话音/数据信息经过外置终端保密装置进行话音编码和加密处理后，通过蓝牙数据信道发送给发送端的蓝牙移动台，外置终端保密装置通过蓝牙技术与支持蓝牙数据通信功能的GSM移动台连接，来实现GSM网络话音和数据业务的加密。然而，上述现有GSM语音通信加密技术通过外置终端保密装置进行话音编码和加密处理，此种方法的加密强度较低，难以保证语音通信的安全。
发明内容
为了克服现有移动通信语音加密技术加密强度较低、安全性不高和不足的问题，本发明提供一种移动通信语音加密***，其加密强度高，安全性较好。
本发明进一步所要解决的技术问题是：提供一种移动通信语音加密方法，其加密强度高，安全性较好。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：提供一种移动通信语音加密***，包括依次连接的语音采集播放模块、语音编码解码模块、语音加密解密模块及数字语音传输信道通信模块，所述语音采集播放模块用于采集和播放通话双方的语音数据，语音编码解码模块将采集/播放的语音数据进行压缩/还原，语音加密解密模块对传输的语音数据进行加密和解密，数字语音传输信道通信模块用于传输通话双方的语音数据，传输语音数据过程中，所述语音编码解码模块将判断语音数据是否为静音数据帧，语音加密解密模块在语音编码解码模块检测到静音数据帧时隙时进行算法与密钥更换。
所述语音采集播放模块包括录音单元和放音单元，一方面通过录音单元将采集的语音数据写入缓存，一个方面读取解码的数据输入放音单元进行播放，并将其转换为数字信息。
所述语音编码解码模块通过语音压缩编码单元和语音解码单元对采集/播放的语音数据进行压缩/还原，并判断是语音数据帧或静音数据帧。
所述语音加密解密模块通过加密接口和解密接口将传输的语音数据进行加密和解密，并在编码与解码模块检测到静音数据帧时隙时进行算法与密钥更换。
所述数字语音传输信道通信模块通过依次连接的信道发送单元、数据链路、信道发送单元对通话双方的语音数据传输，所述数字语音传输信道是CSD、GPRS或无线电中的一种。
所述语音编码与解码模块通过对语音的线性预测与码本编码对语音数据进行压缩与还原。
为了解决进一步的技术问题，本发明采用如下另一种技术方案：提供一种移动通信语音加密加密方法，其包括以下步骤：
步骤一、通话双方创建数字语音传输通信通道；
步骤二、采集的语音数据，编码并生成语音数据和静音数据；
步骤三、对语音数据进行加密，并在静音数据时隙时进行算法与密钥更换；
步骤四、利用数字语音传输信道进行数据传输；
步骤五、将接收到语音数据进行解密，在检测到静音数据时隙时进行算法与密钥更换；
步骤六、解码还原并播放解密后的语音数据。
所述步骤一中，主叫方利用非对称算法和已知的被叫方证书协商初始的语音加密算法和密钥。
所述步骤二中，语音数据被转换为数字信息，相应的语音数据和静音数据被生成语音数据帧和静音数据帧。
当每次语音通信信道建立时，重复所述步骤三至步骤五，保证双方密钥同步。
本发明的有益效果在于：由于本发明移动通信语音加密***及其加密方法采用数字语音传输信道的静音数据帧传输协商算法和密钥的更换，可确保算法和密钥更换的同步，并保证语音通信的安全性。
附图说明
图1是本发明移动通信语音加密***及其加密方法的原理示意图；
图2是本发明移动通信语音加密方法的编码与解码以及加密与解密的工作流程图；
图3是本发明移动通信语音加密***的CSD数字语音传输信道通信模块的工作流程图。
具体实施方式
由于人们在通话时存在停顿，本发明移动通信语音加密***及其加密方法通过利用数字语音传输信道语音通信的静音数据帧(SID帧)时隙进行语音通信数据加密的算法和密钥更换，以提高语音加密的保密性和可靠性，即当在停顿时通过语音通信的静音数据帧(无语音数据帧)时隙来进行数据加密的算法与密钥更换，可通过在语音通信过程中采用非固定的算法与固定的密钥加密，从而进一步提高语音通信的保密性和可靠性，使其难被破解。
请参阅图1，本实施例移动通信语音加密***以GSM-CSD(Circuit SwitchedData，电路交换数据)数字语音传输信道为例说明，其包括依次连接的语音采集播放模块10，其通过录音单元和放音单元采集和播放通话双方的语音，并将其转换为数字信息，一方面通过录音单元将采集的语音数据写入缓存，一个方面读取解码的数据输入放音单元进行播放；语音编码解码模块20，其通过语音压缩编码单元和语音解码单元对采集/播放的语音数据进行压缩/还原，并判断是否为静音数据帧，本实施例利用对语音的线性预测与码本编码对语音数据进行压缩与还原；语音加密解密模块30，其通过加密接口和解密接口将传输的语音数据进行加密和解密，并在编码与解码模块检测到静音数据帧时隙时进行算法与密钥更换；CSD通信模块40，其通过依次连接的CSD信道发送单元、CSD数据链路、CSD信道发送单元对通话双方的语音数据传输。
请一并参阅图2，本发明移动通信语音加密***的语音编码解码模块20以及语音加密解密模块30工作时，首先对语音采集播放模块10采集的语音数据进行编码，并判断其为语音数据帧时隙或是静音数据帧时隙，若为语音数据帧时隙，则进行加密，若为静音数据帧时隙，则协商算法和密钥更换；经过CSD数据链路传输之后，再对接收的语音数据进行判断，若为语音数据帧时隙，则进行解密，若为静音数据帧时隙，则协商算法和密钥更换。可以理解，若上述步骤中密钥更新失败，则返回更新失败要求重发。
请一并参阅图3，本发明移动通信语音加密***的CSD通信模块40工作时，首先初始化线路设备；根据主叫方/被叫方呼叫/应答电话；建立连接；接收和发送数据，进行数据传输；关闭线路，断开连接；释放资源；结束。
综上所述，可以理解，本发明移动通信语音加密方法具体包括以下步骤：
步骤一、通话双方创建CSD通信通道，主叫方利用非对称算法和已知的被叫方证书协商初始的语音加密算法和密钥；
步骤二、语音采集播放模块将采集的语音数据转换为数字信息；
步骤三、编码与解码模块对采集的数字信息进行编码，并生成语音数据帧和静音数据帧；
步骤四、加密与解密模块对语音数据帧进行加密，并在静音数据帧时隙中进行算法与密钥协商和更换；
步骤五、通过CSD通信模块，利用GSM-CSD信道进行数据传输；
步骤六、加密与解密模块对接收到语音数据帧进行解密，在检测到静音数据帧时进行算法与密钥协商和更换；
步骤七、编码解码模块对解密后的语音数据进行解码还原；
步骤八、语音采集与播放模块将解码还原后的语音数据播放到语音设备。
可以理解，当每次语音通信信道建立时，本发明移动通信语音加密***的语音加密解密模块20将重复以上步骤三至步骤六，如此保证双方密钥同步，从而保证通话的数据加密性；其次，本发明移动通信语音加密***及其加密方法也可采用其他数字语音传输信道，如GPRS、无线电等的静音数据帧时隙进行加密；此外，也可采用静音数据帧时隙传输其他数据，以扩展其他应用。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1、一种移动通信语音加密***，包括依次连接的语音采集播放模块、语音编码解码模块、语音加密解密模块及数字语音传输信道通信模块，所述语音采集播放模块用于采集和播放通话双方的语音数据，语音编码解码模块将采集/播放的语音数据进行压缩/还原，语音加密解密模块对传输的语音数据进行加密和解密，数字语音传输信道通信模块用于传输通话双方的语音数据，其特征在于：传输语音数据过程中，所述语音编码解码模块将判断语音数据是否为静音数据帧，语音加密解密模块在语音编码解码模块检测到静音数据帧时隙时进行算法与密钥更换。
2、如权利要求1所述的移动通信语音加密***，其特征在于：所述语音采集播放模块包括录音单元和放音单元，一方面通过录音单元将采集的语音数据写入缓存，一个方面读取解码的数据输入放音单元进行播放，并将其转换为数字信息。
3、如权利要求1所述的移动通信语音加密***，其特征在于：所述语音编码解码模块通过语音压缩编码单元和语音解码单元对采集/播放的语音数据进行压缩/还原，并判断是语音数据帧或静音数据帧。
4、如权利要求1所述的移动通信语音加密***，其特征在于：所述语音加密解密模块通过加密接口和解密接口将传输的语音数据进行加密和解密，并在编码与解码模块检测到静音数据帧时隙时进行算法与密钥更换。
5、如权利要求1所述的移动通信语音加密***，其特征在于：所述数字语音传输信道通信模块通过依次连接的信道发送单元、数据链路、信道发送单元对通话双方的语音数据传输，所述数字语音传输信道是CSD、GPRS或无线电中的一种。
6、如权利要求1所述的移动通信语音加密***，其特征在于：所述语音编码与解码模块通过对语音的线性预测与码本编码对语音数据进行压缩与还原。
7、一种移动通信语音加密加密方法，其特征在于包括以下步骤：
步骤一、通话双方创建数字语音传输通信通道；
步骤二、采集的语音数据，编码并生成语音数据和静音数据；
步骤三、对语音数据进行加密，并在静音数据时隙时进行算法与密钥更换；
步骤四、利用数字语音传输信道进行数据传输；
步骤五、将接收到语音数据进行解密，在检测到静音数据时隙时进行算法与密钥更换；
步骤六、解码还原并播放解密后的语音数据。
8、如权利要求7所述的移动通信语音加密方法，其特征在于：所述步骤一中，主叫方利用非对称算法和已知的被叫方证书协商初始的语音加密算法和密钥。
9、如权利要求7所述的移动通信语音加密方法，其特征在于：所述步骤二中，语音数据被转换为数字信息，相应的语音数据和静音数据被生成语音数据帧和静音数据帧。
10、如权利要求7所述的移动通信语音加密方法，其特征在于：当每次语音通信信道建立时，重复所述步骤三至步骤五，保证双方密钥同步。
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