[发明专利]GSM语音信道中安全传输数字信息的方法

说明书

技术领域

本发明属于通信安全领域，具体涉及一种数字信息传输方法，可用于通信双方在GSM语音信道中的数字信息传输。

背景技术

随着手机窃听、信息泄露的现象日益严重，全球移动通信系统GSM端到端的信息安全需求也越来越迫切。在移动终端上对语音信号进行加密可以保证端到端的语音保密通信，这时就必须要考虑到加密密钥在语音信道中的可靠传输问题。通常情况下，密钥是以数字信号的形式进行传输的，然而全球移动通信系统GSM语音信道主要是用来传输模拟信号，即话音信号。全球移动通信系统GSM传统语音信道上存在一编一解的规则脉冲激励长期预测RPE-LTP声码器模块，该模块通过提取输入语音的声音模型参数对语音进行压缩和恢复。然而数字信号与模拟信号特征差别较大，它不具备语音信号的声音模型参数，直接传输时部分信号有可能会被声码器当作噪声丢弃，从而在通过声码器后出现较大的误码，且数字信号在语音信道中传输的传输速率低，抗干扰能力弱。所以，在全球移动通信系统GSM传统语音信道上能够可靠地传输数字信息对实现移动端到端语音保密通信具有重要意义。同时，在保证可靠传输的前提下提高数字信息传输的安全性也有助于提升语音通信的保密效果。

在全球移动通信系统GSM语音信道传输数字信号的研究最初集中在其实现的可行性上，较少涉及到使数字信号具备类语音特征以及数字信号传输所特有的对传输准确性和安全性的要求。

以此为基础，近年来人们已经提出了一些在全球移动通信系统GSM语音信道中端到端传输数字信息的方法，并且进行了仿真验证：

[1].刘芳，季晓勇，GSM语音信道传输实时数据的可行性研究[J]，科学技术与工程，2008，8(17)，5009-5011。该研究对频移键控FSK、四相移相键控QPSK和正交振幅调制QAM这三种调制方式进行了仿真，但是没有考虑误码性能和信息安全性问题；

[2].陈立全，胡爱群，徐青，杨晓辉，一种抗规则脉冲激励长期预测RPE-LTP声码器压缩的端到端数据传输方法[J]，中国工程科学，2007，9(12)，81-85。该方法使用正交频分复用OFDM调制来实现语音信道中低误码、低时延的传输，但没有考虑采用适当的OFDM子载波频率范围和信号采样率，故调制后的信号并不具备良好的类语音特征；

[3].Ali Shahbazi,Amir Hossein Rezaie,Abolghasem Sayadiyan,and Saeed Mosayyebpour Department of Electrical Engineering，Data Transmission over GSM Adaptive Multi Rate Voice Channel Using Speech-Like Symbols，at2010International Conference on Signal Acquisition and Processing，pp.63-67，2010。该方法将数据编码成一种已设计好的类语音符号，然后对这种类语音符号进行相应处理后发送，这种方法会造成一定的数据冗余并提高了对系统传输质量的要求；

[4].Gianluigi Biancucci,Andrea Claudi,Aldo Franco Dragoni Information Engineering Department(DII)，Secure Data and Voice Transmission Over GSM Voice Channel:Applications for Secure Communications，at20134th International Conference on Intelligent Systems,Modelling and Simulation，pp230-233，2013。该方法将语音数字化后直接加密传输，但数字化后的语音会失去大部分的类语音特性，造成信号通过规则脉冲激励长期预测RPE-LTP声码器后产生较大误码。

发明内容

本发明的目的在于提出一种全球移动通信系统GSM语音信道中安全传输数字信息的方法，以解决数字信号在全球移动通信系统GSM语音信道中传输时抗干扰能力弱、传输速率低以及安全性差的问题，从而实现数字信息的安全可靠传输。

实现本发明目的的技术方案，包括如下步骤：

(1)发送终端A与接收终端B相互通信，发送终端A采用椭圆曲线公钥密码SM2加密算法对要安全传输的数字信息进行加密；

(2)对加密后的数字信息密文进行BCH信道编码；