[實用新型]一種端到端加密語音處理裝置

有效

• 申請號: 201020538651.3
• 申請日: 2010-09-21
• 公開（公告）號: CN202050421U
• 公開（公告）日: 2011-11-23
• 發明（設計）人: 周昕;朱振榮;蔣慶生;史勝偉
• 申請（專利權）人: 公安部第一研究所;北京中盾安全技術開發公司
• 主分類號: H04K1/00
• 分類號: H04K1/00;H04L9/12;H04L9/06;G10L19/00
• 代理公司: 北京中海智圣知識產權代理有限公司 11282
• 代理人: 胡靜

技術領域

本實用新型屬于通信領域，涉及一種語音加密裝置，尤其涉及一種端到端加密語音處理裝置。

背景技術

為了保證數字通信系統的信息安全，需要采用加密的方法對傳輸的信息進行保護。端到端加密是數字通信系統中最常用的一種安全加密機制。端到端加密可分為端到端語音加密和端到端數據加密。端到端語音加密是指語音在發送端加密，在接收端解密，從而保證語音在收發雙方之間的設備節點中不以明文形式存在。

在傳統的端到端語音加密方案中，安全加解密模塊和語音編解碼模塊是完全獨立的，加解密功能全部在安全模塊中實現。參見圖2所示，模擬語音信息通過A/D量化編碼后進入語音編碼模塊，在語音編碼模塊中編碼成為低速率的壓縮語音流，送給安全加密模塊。安全加密模塊負責生成密鑰流，并且完成整個加密處理過程，將加密后的密文流送入信道編碼模塊進行信道編碼，再進行成幀處理以及數字調制等操作，最后輸入到射頻模塊，通過天線發送出去。在接收端，則進行一個反向的工作流程，安全解密模塊生成密鑰流，將密文流還原為明文流。

在傳統模式中，在發送端，先要將壓縮語音流送入到安全加密模塊中，安全加密模塊產生密鑰流以后，進行加密處理，再將密文語音流送回給信道編碼模塊進行下一步的信道編碼。這樣，在一個語音幀的加密過程中，安全加密模塊與語音編碼模塊之間的交互數據量至少是編碼后語音數據的兩倍。同樣，解密過程中安全解密模塊與語音解碼模塊之間的交互數據量也至少是兩倍的壓縮語音數據。數據交互的通信時間加上產生密鑰流的處理時間，會明顯增加整個端到端語音信息處理的時延。

發明內容

為解決上述問題，本實用新型提供一種端到端加密語音處理裝置，加密操作并不是全部由安全加密模塊完成，安全加密模塊只負責提供每一個語音幀的密鑰流，由語音處理模塊來完成加密的同位異或操作，減少了語音處理模塊與安全加密模塊之間交互的通信數據量。在接收端，密鑰流生成操作可與信道解碼操作并行處理，降低了語音處理的時延，提高了處理效率。進行端到端語音加密時，使用比明語通信略低的語音編碼速率。發送方通過傳送攜帶初始向量及密鑰信息的同步控制幀信令，并且擠占語音幀中的部分信息位來傳送端到端加密的語音幀序列號，接收方只需通過解析語音幀序列號就可以實現端到端語音解密。實現同步控制、處理靈活方便，實現簡單。

為實現上述目的，本實用新型是通過以下方案來實現：一種端到端加密語音處理裝置，包括編碼模塊、解碼模塊、安全加密模塊和安全解密模塊，其中所述編碼模塊由信源編碼單元、同位異或單元、語音幀序列號拼接單元和信道編碼單元順序連接組成，安全加密模塊分別連接同位異或單元和語音幀序列號拼接單元，安全加密模塊為同位異或單元提供密鑰流，為語音幀序列號拼接單元提供語音幀序列號；所述解碼模塊由信道解碼單元、語音幀序列號提取單元、同位異或單元和信源解碼單元順序連接組成，所述安全解密模塊分別連接同位異或單元和語音幀序列號提取單元，所述安全解密模塊從語音幀序列號提取單元中獲取語音幀序列號，為同位異或單元提供密鑰流。

在本實用新型所述的語音處理裝置中，為了實現端到端語音加密的同步，通過降低語音編碼速率，在發送端擠占語音幀中的部分信息位傳送語音幀序列號，在接收端解析語音幀序列號。

本實用新型使用基于比特流加密的流密碼算法，加密速度快并且可以進行預計算。對于流密碼算法，加密就是明文流與密鑰流同位異或后生成密文流，解密就是密文流與密鑰流同位異或后還原成明文流。將同位異或單元放到語音處理模塊中，并且使用比明語通信略低的語音編碼速率，通過在發送端擠占語音幀中的部分信息位傳送語音幀序列號，以及在接收端提取出每個語音幀的序列號，來實現端到端語音加密的同步。其中，語音幀序列號從收發雙方約定好的一個初始值開始計數，逐幀加1。

在發送端，模擬語音信息通過A/D量化編碼后進入信源編碼單元，在信源編碼單元中編碼成為低速率的壓縮語音流，安全加密模塊只負責生成密鑰流和語音幀序列號，在語音處理模塊中完成明文流與密鑰流的同位異或，以及語音幀序列號的拼接操作后，將密文語音流送入信道編碼單元進行信道編碼，再進行成幀處理以及數字調制等操作，最后輸入到射頻模塊，通過天線發送出去。