CN113328856A - 一种单芯片蓝牙语音加密一体化终端及计算机存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种单芯片蓝牙语音加密一体化终端及计算机存储介质，包括包括蓝牙配对模块、语音转换模块、语音加密模块、语音解密模块和数据传输模块；本***将加解密模块集成在单一芯片中，并且在语音交互中提供一次一密码的加解密，且终端配对时生成相同的初始密钥由初始密钥根据相同的变化规则生成相同的密钥链，而密钥不参与数据传输，使得必须要同时获取初始密钥、变化规则和采用密钥的序号才有可能进行破解，大大增加了语音的安全性，同时，通过密钥对语音的信息包重新排序，如果不掌握加密和解密规则，即使窃取到密钥也无法复原得到原始语音，进一步增强了语音的保密性。

Description

一种单芯片蓝牙语音加密一体化终端及计算机存储介质

技术领域

本发明涉及语音加密技术领域，尤其涉及一种单芯片蓝牙语音加密一体化终端。

背景技术

语音、图像是人与人之间进行相互交流的基础方式，是获取***息、机密信息的有效手段，语音信息又占有很大比重，现代化数字信息互联里，语音信息交互拥有的位置已经非常重要，不管是针对国家、社会还是公司、个人，如何确保语音信息的安全意义极其重大。

现在已经开发出了很多语音加密***，经过我们大量的检索与参考，发现现有的加密***有如公开号为KR100519839B1，KR101369114B1和KR101690850B1所公开的***，包括蓝牙控制电路、同步信号编码器、同步信号解码器、语音加密电路和按键管理电路，所述同步信号编码器、同步信号解码器、语音加密电路、按键管理电路均与所述蓝牙控制电路连接，所述蓝牙耳机的语音加密方法同时包括模拟语言加密、同步加密和动态加密的过程。但该加密***的密钥容易被窃取，致使语音内容被泄露，语音安全性不够高。

发明内容

本发明的目的在于，针对所存在的不足，提出了一种单芯片蓝牙语音加密一体化终端，

为了克服现有技术的不足，本发明采用如下技术方案：

一种单芯片蓝牙语音加密一体化终端，包括包括蓝牙配对模块、语音转换模块、语音加密模块、语音解密模块和数据传输模块，所述蓝牙配对模块用于将处于通讯范围内的两个所述终端进行匹配，所述语音转换模块用于将语音转换成数字信号或将数字信号转换成语音，所述语音加密模块用于将所述数字信号处理成加密数据，所述语音解密模块用于将加密数据处理成数字信号，所述数据传输模块用于在匹配的两个终端件传输所述加密数据；

其特征在于，所述终端还包括密钥变换单元，所述密钥变换单元能够将一个密钥处理生成新的密钥，密钥变换公式为：

其中，n为密钥的长度，a_i表示密钥中的第i位字符，j为自然数，所述密钥由数字和字母构成，字母a至字母z代表10至35；

所述语音加密模块将所述数字信号处理成多个数据包，每个数据包包括多个经压缩后的信息包，所述信息包按一定的顺序排列，所述语音加密模块使用密钥对信息包的排列顺序重新排布达到加密效果，每对一个数据包使用密钥后需使用新的密钥对下一个数据包进行加密；

配对的两个终端拥有相同的初始密钥，经密钥变换单元生成的密钥链也相同，接收终端的语音解密模块使用对应的密钥对加密数据中的信息包重新排序得到原始的信息包序列，从而达到解密效果；

进一步的，所述数字信号由离散点D(A，t)构成，其中A代表振幅，t代表时序，将相同振幅的离散点集合成一个点集D(A，{t})并依据振幅重新排序，其中{t}为时序集，所述点集之间添加填充包(0，n)，其中n为相邻点集的振幅差，提取出点集中的最大最小振幅得到振幅信息A(min,max)，剔除点集中的振幅信息得到时序集{t}，由所述振幅信息、时序集{t}和填充包构成数据包；

进一步的，所述语音加密模块对所述时序集{t}进行一阶差值运算得到一阶时序差集{Δi}，再进行二阶差值运算得到二阶时序差集{Δ²i}，其中i为时序差的序号，将连续相同的二阶时序差Δ²i压缩成一个时序差包(Δ²i，m)，其中m为连续相同的二阶时序差的个数，若某个二阶时序差前后无相同的二阶时序差，则该二阶时序差记为(Δ²i，1)，所述数据包由振幅信息A(min,max)、时序差包集{(Δ²i，m)}和填充包构成，所述时序差包集和填充包为信息包；

进一步的，所述长度为n的密钥对信息包队列的加密方法为：

将i从1至n遍历一次，当i为奇数时，取出位于队列中部的a_i个信息包放置于队列前部，当i为偶数时，取出位于队列中部的a_i个信息包放置于队列后部；

重复上述过程若干次使信息包重新排序，从而达到加密效果；

进一步的，所述语音解密模块包括缓存单元用于保存解密后的数据包，当所述缓存单元保存的数据包多于3个时，所述语音转换模块开始提取所述数据包进行语音播放，从而使播放的语音达到连贯的效果；

一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质中包括一种单芯片蓝牙语音加密一体化终端程序，所述单芯片蓝牙语音加密一体化终端程序被处理器执行时，实现一种单芯片蓝牙语音加密一体化终端步骤。

本发明所取得的有益效果是：

本***将加解密模块集成在单一芯片中，并且在语音交互中提供一次一密码的加解密，中在终端配对时生成相同的初始密钥，且由初始密钥根据相同的变化规则生成相同的密钥链，且密钥不参与数据传输，使得必须要同时获取初始密钥、变化规则和采用密钥的序号才有可能进行破解，大大增加了语音的安全性，同时，通过密钥对语音的信息包重新排序，如果不掌握加密和解密规则，即使窃取到密钥也无法复原得到原始语音，进一步增强了语音的保密性。

附图说明

从以下结合附图的描述可以进一步理解本发明。图中的部件不一定按比例绘制，而是将重点放在示出实施例的原理上。在不同的视图中，相同的附图标记指定对应的部分。

图1为整体结构框架示意图。

图2为语音数字信号加密示意图。

图3为密钥链加密解密示意图。

图4为信息包密钥加密排序示意图。

图5为点集中***填充包示意图。

具体实施方式

为了使得本发明的目的.技术方案及优点更加清楚明白，以下结合其实施例，对本发明进行进一步详细说明；应当理解，此处所描述的具体实施例仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。对于本领域技术人员而言，在查阅以下详细描述之后，本实施例的其它***.方法和/或特征将变得显而易见。旨在所有此类附加的***.方法.特征和优点都包括在本说明书内.包括在本发明的范围内，并且受所附权利要求书的保护。在以下详细描述描述了所公开的实施例的另外的特征，并且这些特征根据以下将详细描述将是显而易见的。

本发明实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或组件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

实施例一。

一种单芯片蓝牙语音加密一体化终端，包括包括蓝牙配对模块、语音转换模块、语音加密模块、语音解密模块和数据传输模块，所述蓝牙配对模块用于将处于通讯范围内的两个所述终端进行匹配，所述语音转换模块用于将语音转换成数字信号或将数字信号转换成语音，所述语音加密模块用于将所述数字信号处理成加密数据，所述语音解密模块用于将加密数据处理成数字信号，所述数据传输模块用于在匹配的两个终端件传输所述加密数据；

其特征在于，所述终端还包括密钥变换单元，所述密钥变换单元能够将一个密钥处理生成新的密钥，密钥变换公式为：

其中，n为密钥的长度，a_i表示密钥中的第i位字符，j为自然数，所述密钥由数字和字母构成，字母a至字母z代表10至35；

所述语音加密模块将所述数字信号处理成多个数据包，每个数据包包括多个经压缩后的信息包，所述信息包按一定的顺序排列，所述语音加密模块使用密钥对信息包的排列顺序重新排布达到加密效果，每对一个数据包使用密钥后需使用新的密钥对下一个数据包进行加密；

配对的两个终端拥有相同的初始密钥，经密钥变换单元生成的密钥链也相同，接收终端的语音解密模块使用对应的密钥对加密数据中的信息包重新排序得到原始的信息包序列，从而达到解密效果；

所述数字信号由离散点D(A，t)构成，其中A代表振幅，t代表时序，将相同振幅的离散点集合成一个点集D(A，{t})并依据振幅重新排序，其中{t}为时序集，所述点集之间添加填充包(0，n)，其中n为相邻点集的振幅差，提取出点集中的最大最小振幅得到振幅信息A(min,max)，剔除点集中的振幅信息得到时序集{t}，由所述振幅信息、时序集{t}和填充包构成数据包；

所述语音加密模块对所述时序集{t}进行一阶差值运算得到一阶时序差集{Δi}，再进行二阶差值运算得到二阶时序差集{Δ²i}，其中i为时序差的序号，将连续相同的二阶时序差Δ²i压缩成一个时序差包(Δ²i，m)，其中m为连续相同的二阶时序差的个数，若某个二阶时序差前后无相同的二阶时序差，则该二阶时序差记为(Δ²i，1)，所述数据包由振幅信息A(min,max)、时序差包集{(Δ²i，m)}和填充包构成，所述时序差包集和填充包为信息包；

所述长度为n的密钥对信息包队列的加密方法为：

将i从1至n遍历一次，当i为奇数时，取出位于队列中部的a_i个信息包放置于队列前部，当i为偶数时，取出位于队列中部的a_i个信息包放置于队列后部；

重复上述过程若干次使信息包重新排序，从而达到加密效果；

所述语音解密模块包括缓存单元用于保存解密后的数据包，当所述缓存单元保存的数据包多于3个时，所述语音转换模块开始提取所述数据包进行语音播放，从而使播放的语音达到连贯的效果；

一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质中包括一种单芯片蓝牙语音加密一体化终端程序，所述单芯片蓝牙语音加密一体化终端程序被处理器执行时，实现一种单芯片蓝牙语音加密一体化终端步骤。

实施例二。

一种单芯片蓝牙语音加密一体化终端，包括包括蓝牙配对模块、语音转换模块、语音加密模块、语音解密模块和数据传输模块，所述蓝牙配对模块用于将处于通讯范围内的两个所述终端进行匹配，所述语音转换模块用于将语音转换成数字信号或将数字信号转换成语音，所述语音加密模块用于将所述数字信号处理成加密数据，所述语音解密模块用于将加密数据处理成数字信号，所述数据传输模块用于在匹配的两个终端件传输所述加密数据；

其特征在于，所述终端还包括密钥变换单元，所述密钥变换单元能够将一个密钥处理生成新的密钥，密钥变换公式为：

其中，n为密钥的长度，a_i表示密钥中的第i位字符，j为自然数，所述密钥由数字和字母构成，字母a至字母z代表10至35；

所述语音加密模块将所述数字信号处理成多个数据包，每个数据包包括多个经压缩后的信息包，所述信息包按一定的顺序排列，所述语音加密模块使用密钥对信息包的排列顺序重新排布达到加密效果，每对一个数据包使用密钥后需使用新的密钥对下一个数据包进行加密；

配对的两个终端拥有相同的初始密钥，经密钥变换单元生成的密钥链也相同，接收终端的语音解密模块使用对应的密钥对加密数据中的信息包重新排序得到原始的信息包序列，从而达到解密效果；

所述数字信号由离散点D(A，t)构成，其中A代表振幅，t代表时序，将相同振幅的离散点集合成一个点集D(A，{t})并依据振幅重新排序，其中{t}为时序集，所述点集之间添加填充包(0，n)，其中n为相邻点集的振幅差，提取出点集中的最大最小振幅得到振幅信息A(min,max)，剔除点集中的振幅信息得到时序集{t}，由所述振幅信息、时序集{t}和填充包构成数据包；

所述语音加密模块对所述时序集{t}进行一阶差值运算得到一阶时序差集{Δi}，再进行二阶差值运算得到二阶时序差集{Δ²i}，其中i为时序差的序号，将连续相同的二阶时序差Δ²i压缩成一个时序差包(Δ²i，m)，其中m为连续相同的二阶时序差的个数，若某个二阶时序差前后无相同的二阶时序差，则该二阶时序差记为(Δ²i，1)，所述数据包由振幅信息A(min,max)、时序差包集{(Δ²i，m)}和填充包构成，所述时序差包集和填充包为信息包；

所述长度为n的密钥对信息包队列的加密方法为：

将i从1至n遍历一次，当i为奇数时，取出位于队列中部的a_i个信息包放置于队列前部，当i为偶数时，取出位于队列中部的a_i个信息包放置于队列后部；

重复上述过程若干次使信息包重新排序，从而达到加密效果；

所述语音解密模块包括缓存单元用于保存解密后的数据包，当所述缓存单元保存的数据包多于3个时，所述语音转换模块开始提取所述数据包进行语音播放，从而使播放的语音达到连贯的效果；

一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质中包括一种单芯片蓝牙语音加密一体化终端程序，所述单芯片蓝牙语音加密一体化终端程序被处理器执行时，实现一种单芯片蓝牙语音加密一体化终端步骤；

基于此设计了一种单芯片蓝牙语音加密一体化终端，包括蓝牙配对模块、语音转换模块、语音加密模块、语音解密模块和数据传输模块，所述蓝牙配对模块用于将处于通讯范围内的两个所述终端进行匹配，所述语音转换模块用于将语音转换成数字信号或将数字信号转换成语音，所述语音加密模块用于将所述数字信号处理成加密数据，所述数据传输模块用于在匹配的两个终端件传输所述加密数据；

所述蓝牙配对模块包括搜索单元、协议校对单元和锁定单元，所述搜索单元能够搜索出通讯范围内的其余终端，所述协议校对单元对所述终端的加密协议进行校对，并显示符合要求的终端名称，所述锁定单元能够将最终选择的终端进行锁定并关闭所述蓝牙配对模块内的其余功能，主动搜索的为主终端，被选择的终端为从终端，终端配对成功后，所述主终端的所述数据传输模块向所述从终端发送初始密钥；

所述语音转换模块包括麦克单元、AD转换单元和DA转换单元，通过所述麦克单元能够将语音转换成模拟信号或将模拟信号转换成语音，所述AD转换单元能够将数字信号转换成模拟信号，所述DA转换单元能够将模拟信号转换成数字信号；

所述语音加密模块将所述数字信号按时序分割成多个数据包，每个数据包经密钥处理成加密数据，所述终端还包括密钥变换单元，将一个密钥输入所述密钥变换单元后能够生成另一个不同的密钥，使用密钥对一个数据包加密后通过所述密钥变换单元生成新密钥，所述新密钥用于对下一个数据包进行加密，由于主终端和从终端具有相同的初始密钥，通过所述密钥变换单元生成的密钥链也是相同的，所以能够用相同的密钥对接收的加密数据进行处理成原始的数字信号；

所述数据传输模块包括发送单元和接收单元，所述发送单元从所述语音加密模块中获取加密数据后发送至另一终端，所述接收单元接收到加密数据后发送至所述语音解密模块。

实施例三。

一种单芯片蓝牙语音加密一体化终端，包括包括蓝牙配对模块、语音转换模块、语音加密模块、语音解密模块和数据传输模块，所述蓝牙配对模块用于将处于通讯范围内的两个所述终端进行匹配，所述语音转换模块用于将语音转换成数字信号或将数字信号转换成语音，所述语音加密模块用于将所述数字信号处理成加密数据，所述语音解密模块用于将加密数据处理成数字信号，所述数据传输模块用于在匹配的两个终端件传输所述加密数据；

其特征在于，所述终端还包括密钥变换单元，所述密钥变换单元能够将一个密钥处理生成新的密钥，密钥变换公式为：

其中，n为密钥的长度，a_i表示密钥中的第i位字符，j为自然数，所述密钥由数字和字母构成，字母a至字母z代表10至35；

所述语音加密模块将所述数字信号处理成多个数据包，每个数据包包括多个经压缩后的信息包，所述信息包按一定的顺序排列，所述语音加密模块使用密钥对信息包的排列顺序重新排布达到加密效果，每对一个数据包使用密钥后需使用新的密钥对下一个数据包进行加密；

配对的两个终端拥有相同的初始密钥，经密钥变换单元生成的密钥链也相同，接收终端的语音解密模块使用对应的密钥对加密数据中的信息包重新排序得到原始的信息包序列，从而达到解密效果；

所述数字信号由离散点D(A，t)构成，其中A代表振幅，t代表时序，将相同振幅的离散点集合成一个点集D(A，{t})并依据振幅重新排序，其中{t}为时序集，所述点集之间添加填充包(0，n)，其中n为相邻点集的振幅差，提取出点集中的最大最小振幅得到振幅信息A(min,max)，剔除点集中的振幅信息得到时序集{t}，由所述振幅信息、时序集{t}和填充包构成数据包；

所述语音加密模块对所述时序集{t}进行一阶差值运算得到一阶时序差集{Δi}，再进行二阶差值运算得到二阶时序差集{Δ²i}，其中i为时序差的序号，将连续相同的二阶时序差Δ²i压缩成一个时序差包(Δ²i，m)，其中m为连续相同的二阶时序差的个数，若某个二阶时序差前后无相同的二阶时序差，则该二阶时序差记为(Δ²i，1)，所述数据包由振幅信息A(min,max)、时序差包集{(Δ²i，m)}和填充包构成，所述时序差包集和填充包为信息包；

所述长度为n的密钥对信息包队列的加密方法为：

将i从1至n遍历一次，当i为奇数时，取出位于队列中部的a_i个信息包放置于队列前部，当i为偶数时，取出位于队列中部的a_i个信息包放置于队列后部；

重复上述过程若干次使信息包重新排序，从而达到加密效果；

所述语音解密模块包括缓存单元用于保存解密后的数据包，当所述缓存单元保存的数据包多于3个时，所述语音转换模块开始提取所述数据包进行语音播放，从而使播放的语音达到连贯的效果；

一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质中包括一种单芯片蓝牙语音加密一体化终端程序，所述单芯片蓝牙语音加密一体化终端程序被处理器执行时，实现一种单芯片蓝牙语音加密一体化终端步骤；

基于此设计了一种单芯片蓝牙语音加密一体化终端，包括蓝牙配对模块、语音转换模块、语音加密模块、语音解密模块和数据传输模块，所述蓝牙配对模块用于将处于通讯范围内的两个所述终端进行匹配，所述语音转换模块用于将语音转换成数字信号或将数字信号转换成语音，所述语音加密模块用于将所述数字信号处理成加密数据，所述数据传输模块用于在匹配的两个终端件传输所述加密数据；

所述蓝牙配对模块包括搜索单元、协议校对单元和锁定单元，所述搜索单元能够搜索出通讯范围内的其余终端，所述协议校对单元对所述终端的加密协议进行校对，并显示符合要求的终端名称，所述锁定单元能够将最终选择的终端进行锁定并关闭所述蓝牙配对模块内的其余功能，主动搜索的为主终端，被选择的终端为从终端，终端配对成功后，所述主终端的所述数据传输模块向所述从终端发送初始密钥；

所述语音转换模块包括麦克单元、AD转换单元和DA转换单元，通过所述麦克单元能够将语音转换成模拟信号或将模拟信号转换成语音，所述AD转换单元能够将数字信号转换成模拟信号，所述DA转换单元能够将模拟信号转换成数字信号；

所述语音加密模块将所述数字信号按时序分割成多个数据包，每个数据包经密钥处理成加密数据，所述终端还包括密钥变换单元，将一个密钥输入所述密钥变换单元后能够生成另一个不同的密钥，使用密钥对一个数据包加密后通过所述密钥变换单元生成新密钥，所述新密钥用于对下一个数据包进行加密，由于主终端和从终端具有相同的初始密钥，通过所述密钥变换单元生成的密钥链也是相同的，所以能够用相同的密钥对接收的加密数据进行处理成原始的数字信号；

所述数据传输模块包括发送单元和接收单元，所述发送单元从所述语音加密模块中获取加密数据后发送至另一终端，所述接收单元接收到加密数据后发送至所述语音解密模块；

由所述数字信号分割成的数据包由多个离散点D(A，t)构成，其中A代表振幅，t代表时序，将所述离散点根据振幅从低到高重新排序，具有相同振幅的离散点集合成一个点集D(A，{t})，其中，{t}表示振幅为A的所有离散点的时序集，由于相邻的两个点集中的振幅未必是连续的，在点集之间添加填充包(0，n)，其中n为相邻两个点集的振幅之差，即：

n＝A_i+1-A_i；

其中，A_i表示第i个点集的振幅；

当A_i+1-A_i＝1时，不添加填充包；

将所述数据包中的最小振幅和最大振幅提取出单独保存，并从点集中剔除振幅信息，只保留时序信息，则数据包变为由振幅信息A(min,max)、点集D({t})和填充包构成；

所述时序集{t}为从低到高排列的自然数集，将时序集中相邻的时序相减得到一阶时序差Δi：

Δi＝t_i+1-t_i；

其中t_i表示时序集中第i个时序；

将相邻的所述一阶时序差相减得到二阶时序差Δ²i：

Δ²i＝Δ(i+1)-Δi；

将连续相同的二阶时序差Δ²i压缩成一个时序差包(Δ²i，m)，其中m为连续相同的二阶时序差的个数，若某个二阶时序差前后无相同的二阶时序差，则该二阶时序差记为(Δ²i，1)；

通过上述方式对时序集进行处理后得到时序差包集{(Δ²i，m)}，大大减少了数据量，所述数据包变成了由振幅信息A(min,max)、时序差包集{(Δ²i，m)}和填充包构成，所述时序差包集和填充包均记为信息包B_j，其中下标j表示该信息包的排列顺序，所述时差包集和填充包的排列顺序决定了复原后的数字信号；

所述加密模块使用密钥对所述信息包打乱顺序重新排序，使得信息包在无密钥情况下无法复原至原始的数字信号，进而实现语音加密功能。

实施例四。

一种单芯片蓝牙语音加密一体化终端，包括包括蓝牙配对模块、语音转换模块、语音加密模块、语音解密模块和数据传输模块，所述蓝牙配对模块用于将处于通讯范围内的两个所述终端进行匹配，所述语音转换模块用于将语音转换成数字信号或将数字信号转换成语音，所述语音加密模块用于将所述数字信号处理成加密数据，所述语音解密模块用于将加密数据处理成数字信号，所述数据传输模块用于在匹配的两个终端件传输所述加密数据；

其特征在于，所述终端还包括密钥变换单元，所述密钥变换单元能够将一个密钥处理生成新的密钥，密钥变换公式为：

其中，n为密钥的长度，a_i表示密钥中的第i位字符，j为自然数，所述密钥由数字和字母构成，字母a至字母z代表10至35；

所述语音加密模块将所述数字信号处理成多个数据包，每个数据包包括多个经压缩后的信息包，所述信息包按一定的顺序排列，所述语音加密模块使用密钥对信息包的排列顺序重新排布达到加密效果，每对一个数据包使用密钥后需使用新的密钥对下一个数据包进行加密；

配对的两个终端拥有相同的初始密钥，经密钥变换单元生成的密钥链也相同，接收终端的语音解密模块使用对应的密钥对加密数据中的信息包重新排序得到原始的信息包序列，从而达到解密效果；

所述数字信号由离散点D(A，t)构成，其中A代表振幅，t代表时序，将相同振幅的离散点集合成一个点集D(A，{t})并依据振幅重新排序，其中{t}为时序集，所述点集之间添加填充包(0，n)，其中n为相邻点集的振幅差，提取出点集中的最大最小振幅得到振幅信息A(min,max)，剔除点集中的振幅信息得到时序集{t}，由所述振幅信息、时序集{t}和填充包构成数据包；

所述语音加密模块对所述时序集{t}进行一阶差值运算得到一阶时序差集{Δi}，再进行二阶差值运算得到二阶时序差集{Δ²i}，其中i为时序差的序号，将连续相同的二阶时序差Δ²i压缩成一个时序差包(Δ²i，m)，其中m为连续相同的二阶时序差的个数，若某个二阶时序差前后无相同的二阶时序差，则该二阶时序差记为(Δ²i，1)，所述数据包由振幅信息A(min,max)、时序差包集{(Δ²i，m)}和填充包构成，所述时序差包集和填充包为信息包；

所述长度为n的密钥对信息包队列的加密方法为：

将i从1至n遍历一次，当i为奇数时，取出位于队列中部的a_i个信息包放置于队列前部，当i为偶数时，取出位于队列中部的a_i个信息包放置于队列后部；

重复上述过程若干次使信息包重新排序，从而达到加密效果；

所述语音解密模块包括缓存单元用于保存解密后的数据包，当所述缓存单元保存的数据包多于3个时，所述语音转换模块开始提取所述数据包进行语音播放，从而使播放的语音达到连贯的效果；

一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质中包括一种单芯片蓝牙语音加密一体化终端程序，所述单芯片蓝牙语音加密一体化终端程序被处理器执行时，实现一种单芯片蓝牙语音加密一体化终端步骤；

基于此设计了一种单芯片蓝牙语音加密一体化终端，包括蓝牙配对模块、语音转换模块、语音加密模块、语音解密模块和数据传输模块，所述蓝牙配对模块用于将处于通讯范围内的两个所述终端进行匹配，所述语音转换模块用于将语音转换成数字信号或将数字信号转换成语音，所述语音加密模块用于将所述数字信号处理成加密数据，所述数据传输模块用于在匹配的两个终端件传输所述加密数据；

所述蓝牙配对模块包括搜索单元、协议校对单元和锁定单元，所述搜索单元能够搜索出通讯范围内的其余终端，所述协议校对单元对所述终端的加密协议进行校对，并显示符合要求的终端名称，所述锁定单元能够将最终选择的终端进行锁定并关闭所述蓝牙配对模块内的其余功能，主动搜索的为主终端，被选择的终端为从终端，终端配对成功后，所述主终端的所述数据传输模块向所述从终端发送初始密钥；

所述语音转换模块包括麦克单元、AD转换单元和DA转换单元，通过所述麦克单元能够将语音转换成模拟信号或将模拟信号转换成语音，所述AD转换单元能够将数字信号转换成模拟信号，所述DA转换单元能够将模拟信号转换成数字信号；

所述语音加密模块将所述数字信号按时序分割成多个数据包，每个数据包经密钥处理成加密数据，所述终端还包括密钥变换单元，将一个密钥输入所述密钥变换单元后能够生成另一个不同的密钥，使用密钥对一个数据包加密后通过所述密钥变换单元生成新密钥，所述新密钥用于对下一个数据包进行加密，由于主终端和从终端具有相同的初始密钥，通过所述密钥变换单元生成的密钥链也是相同的，所以能够用相同的密钥对接收的加密数据进行处理成原始的数字信号；

所述数据传输模块包括发送单元和接收单元，所述发送单元从所述语音加密模块中获取加密数据后发送至另一终端，所述接收单元接收到加密数据后发送至所述语音解密模块；

由所述数字信号分割成的数据包由多个离散点D(A，t)构成，其中A代表振幅，t代表时序，将所述离散点根据振幅从低到高重新排序，具有相同振幅的离散点集合成一个点集D(A，{t})，其中，{t}表示振幅为A的所有离散点的时序集，由于相邻的两个点集中的振幅未必是连续的，在点集之间添加填充包(0，n)，其中n为相邻两个点集的振幅之差，即：

n＝A_i+1-A_i；

其中，A_i表示第i个点集的振幅；

当A_i+1-A_i＝1时，不添加填充包；

将所述数据包中的最小振幅和最大振幅提取出单独保存，并从点集中剔除振幅信息，只保留时序信息，则数据包变为由振幅信息A(min,max)、点集D({t})和填充包构成；

所述时序集{t}为从低到高排列的自然数集，将时序集中相邻的时序相减得到一阶时序差Δi：

Δi＝t_i+1-t_i；

其中t_i表示时序集中第i个时序；

将相邻的所述一阶时序差相减得到二阶时序差Δ²i：

Δ²i＝Δ(i+1)-Δi；

将连续相同的二阶时序差Δ²i压缩成一个时序差包(Δ²i，m)，其中m为连续相同的二阶时序差的个数，若某个二阶时序差前后无相同的二阶时序差，则该二阶时序差记为(Δ²i，1)；

通过上述方式对时序集进行处理后得到时序差包集{(Δ²i，m)}，大大减少了数据量，所述数据包变成了由振幅信息A(min,max)、时序差包集{(Δ²i，m)}和填充包构成，所述时序差包集和填充包均记为信息包B_j，其中下标j表示该信息包的排列顺序，所述时差包集和填充包的排列顺序决定了复原后的数字信号；

所述加密模块使用密钥对所述信息包打乱顺序重新排序，使得信息包在无密钥情况下无法复原至原始的数字信号，进而实现语音加密功能；

所述密钥为一串包含n个字符的字符串，n为偶数，每个字符记为a_i，所述字符为数字或是字母，字母a至字母z分别代表数字10至35，所述密钥对m个信息包队列的加密方法为：

将i从1至n遍历一次，当i为奇数时，取出位于队列中部的a_i个信息包放置于队列前部，当i为偶数时，取出位于队列中部的a_i个信息包放置于队列后部；

重复上述操作5次，得到全新的信息包队列；

当信息包的个数为偶数时，所述队列中部的a_i个信息包指第

个信息包开始，以先后再前的顺序扩充直至达到a_i个信息包；

当信息包的个数为奇数时，所述队列中部的a_i个信息包指第

个信息包开始，以先前再后的顺序扩充直至达到a_i个信息包；

下面进行举例说明：

若信息包队列为B₁、B₂、B₃、B₄、B₅，而密钥为2132，队列中部的2个信息包指B₂和B₃，第一次变换后队列为B₂、B₃、B₁、B₄、B₅，队列中部的1个信息包指B₁，第二次变换后队列为B₂、B₃、B₄、B₅、B₁，队列中部的3个信息包指B₃、B₄、B₅，第三次变换后的队列为B₃、B₄、B₅、B₂、B₁，队列中部的2个信息包指B₄和B₅，第四次变换后的队列为B₃、B₂、B₁、B₄、B₅，这是遍历一次密钥后的新的信息包队列；

若信息包队列为B₁、B₂、B₃、B₄、B₅，B₆，而密钥为2132，队列中部的2个信息包指B₃和B₄，第一次变换后队列为B₃、B₄、B₁、B₂、B₅，B₆，队列中部的1个信息包指B₁，第二次变换后队列为B₃、B₄、B₂、B₅、B₆、B₁，队列中部的3个信息包指B₄、B₂、B₅，第三次变换后的队列为B₄、B₂、B₅、B₃、B₆、B₁，队列中部的2个信息包指B₅和B₃，第四次变换后的队列为B₄、B₂、B₆、B₁、B₅、B₃，这是遍历一次密钥后的新的信息包队列；

当终端接收到加密后的信息包时，只需用同样的密钥对信息包进行逆向操作便可复原至原始的信息包队列顺序，再将信息包复原至数字信号后通过语音转换模块转换为语音；

所述密钥变换单元中密钥的变换公式为：

其中，n为密钥的长度，a_i表示密钥中的第i位字符；

由于密钥为初始密钥转换而来，而两个终端在成功配对时确保了初始密钥相同，故每次对数据包加密和解密时使用的也是同一个密钥，密钥不参与数据传输且不断发生变化，大大提高了语音的保密性能。

虽然上面已经参考各种实施例描述了本发明，但是应当理解，在不脱离本发明的范围的情况下，可以进行许多改变和修改。也就是说上面讨论的方法，***和设备是示例。各种配置可以适当地省略，替换或添加各种过程或组件。例如，在替代配置中，可以以与所描述的顺序不同的顺序执行方法，和/或可以添加，省略和/或组合各种部件。而且，关于某些配置描述的特征可以以各种其他配置组合，如可以以类似的方式组合配置的不同方面和元素。此外，随着技术发展其中的元素可以更新，即许多元素是示例，并不限制本公开或权利要求的范围。

在说明书中给出了具体细节以提供对包括实现的示例性配置的透彻理解。然而，可以在没有这些具体细节的情况下实践配置例如，已经示出了众所周知的电路，过程，算法，结构和技术而没有不必要的细节，以避免模糊配置。该描述仅提供示例配置，并且不限制权利要求的范围，适用性或配置。相反，前面对配置的描述将为本领域技术人员提供用于实现所描述的技术的使能描述。在不脱离本公开的精神或范围的情况下，可以对元件的功能和布置进行各种改变。

综上，其旨在上述详细描述被认为是例示性的而非限制性的，并且应当理解，以上这些实施例应理解为仅用于说明本发明而不用于限制本发明的保护范围。在阅读了本发明的记载的内容之后，技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等效变化和修饰同样落入本发明权利要求所限定的范围。

Claims (6)

1.一种单芯片蓝牙语音加密一体化终端，包括包括蓝牙配对模块、语音转换模块、语音加密模块、语音解密模块和数据传输模块，所述蓝牙配对模块用于将处于通讯范围内的两个所述终端进行匹配，所述语音转换模块用于将语音转换成数字信号或将数字信号转换成语音，所述语音加密模块和所述语音解密模块集成于同一芯片；所述语音加密模块用于将所述数字信号处理成加密数据，所述语音解密模块用于将加密数据处理成数字信号，所述数据传输模块用于在匹配的两个终端件传输所述加密数据；

其特征在于，所述终端还包括密钥变换单元，所述密钥变换单元能够将一个密钥处理生成新的密钥，密钥变换公式为：

其中，n为密钥的长度，a_i表示密钥中的第i位字符，j为自然数，所述密钥由数字和字母构成，字母a至字母z代表10至35；

所述语音加密模块将所述数字信号处理成多个数据包，每个数据包包括多个经压缩后的信息包，所述信息包按一定的顺序排列，所述语音加密模块使用密钥对信息包的排列顺序重新排布达到加密效果，每对一个数据包使用密钥后需使用新的密钥对下一个数据包进行加密；

配对的两个终端拥有相同的初始密钥，经密钥变换单元生成的密钥链也相同，接收终端的语音解密模块使用对应的密钥对加密数据中的信息包重新排序得到原始的信息包序列，从而达到解密效果。

2.如权利要求1所述的一种单芯片蓝牙语音加密一体化终端，所述数字信号由离散点D(A，t)构成，其中A代表振幅，t代表时序，将相同振幅的离散点集合成一个点集D(A，{t})并依据振幅重新排序，其中{t}为时序集，所述点集之间添加填充包(0，n)，其中n为相邻点集的振幅差，提取出点集中的最大最小振幅得到振幅信息A(min,max)，剔除点集中的振幅信息得到时序集{t}，由所述振幅信息、时序集{t}和填充包构成数据包。

3.如权利要求2所述的一种单芯片蓝牙语音加密一体化终端，所述语音加密模块对所述时序集{t}进行一阶差值运算得到一阶时序差集{Δi}，再进行二阶差值运算得到二阶时序差集{Δ²i}，其中i为时序差的序号，将连续相同的二阶时序差Δ²i压缩成一个时序差包(Δ²i，m)，其中m为连续相同的二阶时序差的个数，若某个二阶时序差前后无相同的二阶时序差，则该二阶时序差记为(Δ²i，1)，所述数据包由振幅信息A(min,max)、时序差包集{(Δ²i，m)}和填充包构成，所述时序差包集和填充包为信息包。

4.如权利要求3所述的一种单芯片蓝牙语音加密一体化终端，所述长度为n的密钥对信息包队列的加密方法为：

将i从1至n遍历一次，当i为奇数时，取出位于队列中部的a_i个信息包放置于队列前部，当i为偶数时，取出位于队列中部的a_i个信息包放置于队列后部；

重复上述过程若干次使信息包重新排序，从而达到加密效果。

5.如权利要求4所述的一种单芯片蓝牙语音加密一体化终端，所述语音解密模块包括缓存单元用于保存解密后的数据包，当所述缓存单元保存的数据包多于3个时，所述语音转换模块开始提取所述数据包进行语音播放，从而使播放的语音达到连贯的效果。

6.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质中包括一种单芯片蓝牙语音加密一体化终端程序，所述单芯片蓝牙语音加密一体化终端程序被处理器执行时，实现如权利要求1至5中任一项所述的一种单芯片蓝牙语音加密一体化终端步骤。

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