语音通信方法及装置
技术领域
本发明涉及通信技术领域,具体而言,涉及一种语音通信方法及装置。
背景技术
随着通信技术的发展,手机等通信终端已成为生活必须品,在语音通信的过程中,常采用明文格式对语音信号进行传输,极易被窃听,从而导致用户数据以及隐私的泄露。
发明内容
有鉴于此,本发明实施例的目的在于提供一种语音通信方法及装置,以改善上述问题。
本发明是这样实现的:
第一方面,本发明实施例提供了一种语音通信方法,所述方法应用于语音通信装置,所述语音通信装置包括发送端和接收端,所述发送端和所述接收端通过通信网络连接,所述发送端预存储有第一密钥,所述方法包括:
所述发送端将预先获得的第一模拟语音信号转换为第一数字语音信号,根据预存储的所述第一密钥对所述第一数字语音信号进行加密处理得到第二数字语音信号;
所述发送端将所述第二数字语音信号发送给所述接收端。
通过在发送端和接收端预先存储第一密钥,在发送端通过第一密钥对语音信号进行加密,有效保证了语音通信的安全性,保证用户数据以及隐私的不被泄露。
结合第一方面,本发明实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式,其中,
所述接收端也预存储有所述第一密钥,所述方法还包括:所述接收端接收所述第二数字语音信号,根据预存储的所述第一密钥对所述第二数字语音信号进行解密处理,得到第三数字语音信号;
所述接收端将所述第三数字语音信号转换成第二模拟语音信号,以便将所述第二模拟语音信号发送给与所述接收端连接的音频设备。
结合第一方面的第一种可能的实施方式,本发明实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式,其中,所述接收端还预存储有第二密钥,所述方法还包括:
所述接收端将预先获得的第三模拟语音信号转换为第四数字语音信号,根据预存储的所述第二密钥对所述第四数字语音信号进行加密处理得到第五数字语音信号;
所述接收端将所述第五数字语音信号发送给所述发送端。
设置第二密钥,发送端和接收端的语音信号采可通过不同的密钥进行加密,进一步保证语音通信的安全性。
结合第一方面,本发明实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式,其中,所述发送端和所述接收端预存储第一密钥包括:
所述发送端随机生成第一序列号,将所述第一序列号发送给所述接收端;
所述发送端和所述接收端根据相同的预设算法分别对所述第一序列号进行运算得到所述第一密钥;
所述发送端和所述接收端分别存储所述第一密钥。
采用随机生成序列号,并通过预设算法运算得到密钥的方式,因此密钥的产生也是随机的,降低了密钥被破解的可能,进一步保证语音通信的安全性。
结合第一方面的第三种可能的实施方式,本发明实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式,其中,在所述接收端存储所述第一密钥后,所述方法还包括:
所述接收端向所述发送端发送确认信息。
通过发送确认信息的方式,确保发送端和接收端的密钥的一致性,避免出现接收端对接收到的加密语音信号无法进行解密的情况发生。
结合第一方面,本发明实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式,其中,所述对所述第一数字语音信号进行加密处理得到第二数字语音信号,包括:
所述发送端对所述第一数字语音信号进行组帧、傅里叶变换和分帧处理,得到至少两帧新的数字语音信号;
所述发送端根据所述第一密钥对应的排序规则将所述至少两帧新的数字语音信号排序,得到所述第二数字语音信号。
结合第一方面的第一种可能的实施方式,本发明实施例提供了第一方面的第六种可能的实施方式,其中,所述根据预存储的所述第一密钥对所述第二数字语音信号进行解密处理,得到第三数字语音信号,包括:
所述接收端根据所述第一密钥对应的排序规则对所述第二数字信号重新排序;
所述接收端将重新排序后的所述第二数字信号进行反傅里叶变换和滤波处理,得到所述第三数字语音信号。
结合第一方面的第三种可能的实施方式至第一方面的第六种可能的实施方式中的其中一种,本发明实施例提供了第一方面的第七种可能的实施方式,其中,所述方法还包括:
所述发送端每隔设定的间隔时间随机生成第二序列号,将所述第二序列号发送给所述接收端;
所述发送端和所述接收端根据相同的所述预设算法分别对所述第二序列号进行运算得到第三密钥;
所述发送端和所述接收端分别存储所述第三密钥,并分别将所述第一密钥更新为所述第三密钥。
采用这样的方式,发送端和接收端每隔固定的时间重新生成新的密钥,保证密钥不易被破解,更进一步保障语音通信的安全性。
第二方面,本发明实施例还提供了一种语音通信装置,该语音通信装置包括发送端和接收端,所述发送端和所述接收端通过通信网络连接,所述发送端预存储有第一密钥;
所述发送端用于将预先获得的第一模拟语音信号转换为第一数字语音信号,对所述第一数字语音信号进行加密处理得到第二数字语音信号,并将所述第二数字语音信号发送给所述接收端。
通过在发送端对语音信号进行加密,有效保证了语音通信的安全性,保证用户数据以及隐私的不被泄露。
结合第二方面,本发明实施例提供了第二方面的第一种可能的实施方式,其中,所述发送端还用于随机生成第一序列号,将所述第一序列号发送给所述接收端;
所述发送端和所述接收端还用于根据相同的预设算法分别对所述第一序列号进行运算得到所述第一密钥,并分布存储所述第一密钥。
本发明实施例提供的语音通信方法及装置,采用在发送端预先存储密钥,并通过该密钥对语音信号进行加密处理,有效保证了语音通信的安全性,保证用户数据以及隐私的不被泄露。
进一步的,通过设置第二密钥,发送端和接收端的语音信号采可通过不同的密钥进行加密,进一步保证语音通信的安全性。
进一步的,通过发送端和接收端每隔固定的时间重新生成新的密钥,保证密钥不易被破解,更进一步保障语音通信的安全性。
为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂,下文特举较佳实施例,并配合所附附图,作详细说明如下。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,应当理解,以下附图仅示出了本发明的某些实施例,因此不应被看作是对范围的限定,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1示出了本发明第一实施例所提供的语音通信方法的流程图;
图2示出了本发明第二实施例所提供的语音通信方法的流程图;
图3示出了本发明第三实施例所提供的语音通信装置的原理框图。
主要元件符号说明:
第一处理器301,第一编解码器302,第二编解码器303,第二处理器304。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中附图,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。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此,以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围,而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例,本领域技术人员在没有做出创造性劳动的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。
随着通信技术的发展,手机等通信终端已成为生活必须品,在语音通信的过程中,常采用明文格式对语音信号进行传输,极易被窃听,从而导致用户数据以及隐私的泄露。基于此,发明人经过不断的研究,提出了本发明实施例提供的语音通信方法及装置。
实施例一
参阅图1,本发明实施例提供了一种语音通信方法,该方法应用于语音通信装置,语音通信装置包括发送端和接收端,发送端和所述接收端通过通信网络连接,发送端预存储有第一密钥,该方法包括以下步骤:
步骤S101:发送端将预先获得的第一模拟语音信号转换为第一数字语音信号。
发送端连接有音频设备,进行语音通信时,外接的音频设备向发送端发送第一模拟语音信号,发送端接收到第一模拟语音信号后经过模数转换,将第一模拟语音信号转换为第一数字语音信号。
步骤S102:发送端对第一数字语音信号进行加密处理得到第二数字语音信号。
发送端预存储有第一密钥,第一密钥是根据发送端随机产生的序列号经发送端预设的算法生成的,发送端根据第一密钥对应的排序规则对第一数字语音信号进行加密处理。具体的,加密处理可以这样实现:发送端的处理器先将第一数字语音信号进行分帧,得到至少两帧数字语音信号,第一密匙设定有特定的排列规则,该至少两帧数字语音信号根据该特定的排列规则将该至少两帧数字语音信号重新排列。
步骤S103:发送端将第二数字语音信号发送给接收端。
通过发送端对语音信号的加密并发送给接收端的方式,能有效保证语音通信的安全性,保证用户数据以及隐私的不被泄露。
本实施例中,发送端与接收端通过通信网络连接可以这样实现:发送端和接收端可以分别连接在两个通信连接的智能终端(如手机)上,通过该两个智能终端实现发送端和接收端的通信连接,两个智能终端建立通信连接的原理为现有技术,在此不详细说明。
实施例二
参阅图2,本发明实施例提供了另一种语音通信方法,该方法应用于语音通信装置,语音通信装置包括发送端和接收端,发送端和所述接收端通过通信网络连接,发送端包括第一编解码器和第一处理器,接收端包括第二编解码器和第二处理器,第一处理器和第一编解码器通信连接,第二编解码器和第二处理器通信连接,该方法包括以下步骤:
步骤S201:发送端随机生成第一序列号,将第一序列号发送给接收端。
发送端包括第一编解码器和第一处理器,接收端包括第二编解码器和第二处理器,在进行语音通信之前,发送端端与接收端已建立通信连接,具体的,发送端和接收端可以分别连接在两个通信连接的智能终端(如手机)上,通过该两个智能终端实现发送端和接收端的通信连接,两个智能终端建立通信连接的原理为现有技术,在此不详细说明。
建立通信连接后,发送端的第一处理器随机生成第一序列号,并将第一序列号发送至第二处理器。
步骤S202:发送端和接收端根据相同的预设算法(例如哈希算法)分别对第一序列号进行运算得到第一密钥。
步骤S203:发送端和接收端分别存储第一密钥。
第一处理器和第二处理器预先设定有相同的算法,在第二处理器接收到第一处理器发送的第一序列号后,分别根据该预先设定的算法进行运算,得到相同的第一密钥,第一处理器和第二处理器同时将第一密钥存储。
步骤S204:接收端向发送端发送确认信息。
当第二处理器存储第一密钥后,第二处理器再向第一处理器发送确认信息,确认接收端已生成第一密钥,可以对发送端发送的加密语音信号进行解密。
进一步的,第二处理器也可以将运算获得的第一密钥发送给第一处理器,第一处理器将第二处理器发送的第一密钥与其自身运算获得的第一密钥进行比对,当第二处理器发送的第一密钥与其自身运算获得的第一密钥相同时,即可对发送的语音信号进行加密,采用这样的方式,进一步确保接收端能对发送端发送的加密语音信号进行解密。当第二处理器发送的第一密钥与其自身运算获得的第一密钥不同时,重新执行上述步骤S201-S203,直到第二处理器发送的第一密钥与其自身运算获得的第一密钥相同。
步骤S205:接收端随机生成第三序列号,将第三序列号发送给发送端。
第二处理器也能随机生成第三序列号并将第三序列号发送给第一处理器。
步骤S206:接收端和发送端根据相同的预设算法分别对第三序列号进行运算得到第二密钥。
第一序列号与第三序列号可以不相同,因此得到的第二密钥可以与第一密钥不相同,这样双向语音通信的密钥不相同,进一步提高语音通信的安全性。
步骤S207:接收端和发送端分别存储第二密钥。
步骤S208:发送端向接收端发送确认信息。
第一处理器向第二处理器发送确认信息,确认发送端已生成第二密钥,可以对接收端发送的加密语音信号进行解密。这样能确保发送的加密语音信号能被发送端解密。
本实施例中,第一密钥的生成(步骤S201-S204)与第二密钥的生成(步骤S205-S208)无顺序限定。
步骤S209:发送端将预先获得的第一模拟语音信号转换为第一数字语音信号。
发送端包括第一编解码器和第一处理器,第一编解码器连接有音频设备,语音通信时,第一编解码器接收音频设备发送来的第一模拟语音信号,并通过模数转换将第一模拟语音信号转换为第一数字语音信号。.
第一数字语音信号为PCM格式的数字语音信号,当然,第一数字语音信号不仅限于PCM格式的数字语音信号,例如还可以为ADPCM格式,其中以PCM格式为最优。
第一编解码器将第一模拟语音信号转换为第一数字语音信号后再将第一数字语音信号发送给与其通信连接的第一处理器。
步骤S210:发送端对第一数字语音信号进行组帧、傅里叶变换和分帧处理,得到至少两帧新的数字语音信号。
第一处理器接收第一编解码器发送来的第一数字语音信号并对第一数字语音信号进行组帧处理,得到多帧数字语音信号。
例如,第一数字语音信号为1024字节,以每256字节为一帧对第一数字语音信号进行采样,得到4帧数字语音信号,此时该4帧数字语音信号为时域信号。
组帧完成后,再通过傅里叶变换将该将4帧数字语音信号转换为频域信号,以便对该4帧数字语音信号进行重新分帧处理。
将4帧数字语音信号转换为频域信号后,再将该4帧数字语音信号进行分帧处理,得到多帧新的数字语音信号。
步骤S211:发送端根据第一密钥对应的排序规则将至少两帧新的数字语音信号排序,得到第二数字语音信号。
第一密钥对应有相应的排序规则,第一处理器将该4帧数字语音信号进行分帧处理,得到多帧新的数字语音信号后,根据第一密钥对应的排序规则将多帧新的数字语音信号重新排序,得到第二数字语音信号,即实现对第一数字语音信号的加密处理。
当然,为保证第二数字语音信号的信号质量,还可对第二数字语音信号进行滤波处理。
步骤S212:发送端将第二数字语音信号发送给接收端。
步骤S213:接收端接收第二数字语音信号,根据第一密钥对应的排序规则对第二数字信号进行排序,将排序后的第二数字信号进行反傅里叶变换和滤波处理,得到第三数字语音信号。
第二处理器内同样也存储有第一密钥,第二处理器接收到第二数字语音信号后,根据第一密钥对应的排序规则将第二数字语音信号再次重新排序,将第二数字语音信号中的每帧数字语音信号的排列顺序排列成与原第一数字语音信号中每帧数字语音信号的排序顺序,即对第二数字语音信号中的每帧数字语音信号的排列顺序进行还原。
然后再将还原后的第二数字语音信号进行反傅里叶变换,从而将第二数字语音信号从频域信号转换为时域信号,最后再对第二数字语音信号进行滤波处理,得到第三数字语音信号。
步骤S214:接收端将第三数字语音信号转换成第二模拟语音信号,并将第二模拟语音信号发送给与之连接的音频设备。
得到第三数字语音信号后,第二处理器将第三数字语音信号发送给第二编解码器,第二编解码器对第三数字语音信号进行数模转换,得到第二模拟语音信号。
第二编解码器同样也连接有音频设备,当第二编解码器对第三数字语音信号进行数模转换得到第二模拟语音信号后,将该第二模拟语音信号发送给该音频设备,以便该音频设备对第二模拟语音信号进行播放。
步骤S215:接收端将预先获得的第三模拟语音信号转换为第四数字语音信号。
接收端连接的第二编解码获得与之连接的音频设备发送的第三模拟语音信号,经模数转换将第三模拟语音信号转换为第四数字语音信号,并将第四数字语音信号发送给第二处理器。
步骤S216:接收端对第四数字语音信号进行组帧、傅里叶变换和分帧处理,得到至少两帧新的数字语音信号。
第二处理器按照与步骤S210相同的方法对第四数字语音信号进行处理,得到至少两帧新的数字语音信号。
步骤S217:接收端根据第二密钥对应的排序规则将至少两帧新的数字语音信号排序,得到第五数字语音信号。
第二处理器按照与步骤S211相同的方法对该至少两帧新的数字语音信号进行处理,得到第五数字语音信号。
步骤S218:接收端将第五数字语音信号发送给发送端。
步骤S219:发送端接收第五数字语音信号,根据第二密钥对应的排序规则对第五数字信号进行排序,将排序后的第五数字信号进行反傅里叶变换和滤波处理,得到第六数字语音信号。
第一处理器按照与步骤S213相同的方法对接收到的第五数字语音信号进行处理,得到第六数字语音信号,并将第六数字语音信号发送给第一编解码器。
步骤S220:发送端将第六数字语音信号转换成第四模拟语音信号,并将第四模拟语音信号发送给与之连接的音频设备。
第一编解码器对第六数字语音信号进行数模转换,得到第四模拟语音信号,并将得到的第四模拟语音信号发送给与之连接的音频设备,以便对第四模拟语音信号进行播放。
本实施例中步骤S209-S214与步骤S215-S220无顺序限定。
步骤S221:发送端每设定的间隔时间随机生成第二序列号,并将第二序列号发送给接收端。
步骤S222:发送端和接收端根据相同的预设算法分别对第二序列号进行运算得到第三密钥。
本步骤中,预设算法与步骤S202中的预设算法相同。当然,本步骤中的预设算法也可以与步骤S202中的预设算法不相同。
步骤S223:发送端和接收端分别存储第三密钥,并分别将第一密钥更新为所述第三密钥。
为进一步保证语音通信的安全性,第一处理器还可以每个设定的时间随机生成第二序列号,并将第二序列号发送给第二处理器,第二处理器与第一处理再次跟根据相同的预设算法分别对第二序列号得到相同的第三密钥。得到第三密钥后,第一处理器和第二处理器将第三密钥替换原有的第一密钥,从而使语音通信的加密和解密密钥不停的变换,进一步保证语音通信的安全性。
当然,第二序列号也可以由第二处理器生成,并由第二处理器发送给第一处理器。或者是第一处理器和第二处理器同均每隔设定时间随机生成第二序列号。
本发明施例提供的语音通信方法,通过发送端和接收端随机生成序列号生成密钥的方式,同时还可以每隔设定的间隔时间变化密钥对语音通信进行双向加密。与传统的语音通信方法相比,本发明实施例提供的语音通信方法有效保证了语音通信的安全性,保证用户数据以及隐私的不被泄露。
实施例三
参阅图3,本发明实施例还提供了一种语音通信装置,语音通信装置包括发送端和接收端,发送端和接收端通过通信网络连接。
具体的,发送端包括第一编解码器302和第一处理器301,接收端包括第二编解码器303和第二处理器304,第一处理器301和第一编解码器302通信连接,第二编解码器303和第二处理器304通信连接。
第一编解码器302用于将预先获得的第一模拟语音信号转换为第一数字语音信号,将第一数字语音信号发送给第一处理器。
第一处理器301用于随机生成第一序列号,并将第一序列号发送至第二处理器304,根据预设算法对第一序列号进行运算得到第一密钥并存储第一密钥。第二处理器304用于接收第一处理器301发送的第一序列号并根据与上述相同的预设算法对第一序列号进行运算得到第一密钥并存储第一密钥。
第一处理器301还用于根据存储的第一密钥对第一数字语音信号进行加密处理,得到第二数字语音信号。其中,加密处理的过程具体包括:对第一数字语音信号进行组帧、傅里叶变换和分帧处理,得到至少两帧新的数字语音信号,根据第一密钥对应的排序规则将至少两帧新的数字语音信号排序,得到第二数字语音信号。
第二处理器304还用于根据存储的第一密钥对第二数字语音信号进行解密处理,得到第三数字语音信号。其中,解密处理的过程具体包括:第二处理器304根据第一密钥对应的排序规则对第二数字信号进行排序,将排序后的第二数字信号进行反傅里叶变换和滤波处理,得到第三数字语音信号。
第二编解码器303用于将第三数字语音信号转换成第二模拟语音信号,并将第二模拟语音信号发送给与之连接的音频设备,以便对第二模拟语音信号进行播放。。
进一步的,为实现语音通信的双向加密,第二编解码器303还用于将预先获得的第三模拟语音信号转换为第四数字语音信号。第二处理器304还用于随机生成第三序列号并将第三序列号发送给第一处理器301,根据与上述相同的预设算法对第三序列号进行运算得到第二密钥,并存储第二密钥。第一处理器301还可用于根据与上述相同的预设算法对第三序列号进行运算得到第二密钥,并存储第二密钥。
第二处理器304还用于根据存储的第二密钥对第四数字语音信号进行加密处理,得到第五数字语音信号并发送给第一处理器301。第一处理器301还用于根据预存储的第二密钥对第五数字语音信号进行解密处理得到第六数字语音信号,并将第六数字语音信号发送给第一编解码器302。第一编解码器302还用于将接收到的第六数字语音信号转换为第四模拟语音信号并发送给与之连接的音频设备,以便对第四模拟语音信号进行播放。
进一步的,为确保能对加密后的语音信号进行解密,第二处理器304还用于当存储第一密钥后向第一处理器301发送确认信息。第一处理器301还用于当存储第二密钥后向第二处理器304发送确认信息。
更进一步的,为使语音通信的加密和解密密钥不停的变换,进一步保证语音通信的安全性,第一处理器301还用于每隔设定的间隔时间随机生成第二序列号,将第二序列号发送给第二处理器304。第一处理器301和第二处理器304还用于根据与上述相同的预设算法对第二序列号进行运算得到第三密钥并分布存储第三密钥,以及分别将第一密钥更新为第三密钥。
本发明实施例所提供的装置,其实现原理及产生的技术效果和前述方法实施例相同,为简要描述,装置实施例部分未提及之处,可参考前述方法实施例中相应内容。
本发明实施例提供的语音通信装置可其在发送端和接收端对语音信号进行加密和解密处理,有效保证了语音通信的安全性,保证用户数据以及隐私的不被泄露。
本发明实施例中,处理器可能是一种集成电路芯片,具有信号的处理能力。在实现过程中,上述方法的各步骤可以通过处理器中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。上述的处理器可以是通用处理器,包括中央处理器(CentralProcessingUnit,简称CPU)、网络处理器(NetworkProcessor,简称NP)等;还可以是数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。可以实现或者执行本发明实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。结合本发明实施例所公开的方法的步骤可以直接体现为硬件译码处理器执行完成,或者用译码处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到,为描述的方便和简洁,上述描述的***、装置和单元的具体工作过程,可以参考前述方法实施例中的对应过程,在此不再赘述。
在本申请所提供的几个实施例中,应该理解到,所揭露的装置和方法,可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的。另一点,所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些通信接口,装置或单元的间接耦合或通信连接,可以是电性,机械或其它的形式。
以上所述,仅为本发明的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,可轻易想到变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。