[发明专利]一种基于频域交织的独立于通信网络的端到端语音加密方法

说明书

本发明提供了一种基于频域交织的独立于通信网络的端到端语音加密方法。该方法包括：时频变换模块，频域交织和加密模块，时频反变换模块。其中：时频变换模块通过MIC采集的模拟语音信号经采样/量化获得PCM数字语音信号，对PCM信号做时频变换；频域交织和加密模块通过对频域信号采用连续N帧语音信号做频域处理，对N帧频域信号在低、中、高频域区采取不等分分组方案，并根据用户时变参量分别获得M组交织图案，对M组语音信号独立进行数据交织，在频域内进行交织达到加密；时频反变换模块，通过对交织后的20ms*N长度频域语音信号做IFFT变换，即获得加密语音信号。经过信源编码、调制后通过无线通信系统发送到对端，从而完成对通信网络的端到端语音加密。

技术领域

本发明涉及语音信号加密领域，具体地，涉及一基于频域交织的独立于通信网络的端到端语音加密方法，更为具体地，涉及语音信号不等分分组方法和根据用户时变参量获得交织图案方法。

背景技术

由于在移动通信应用中的语音业务中，目前所有移动通信系统的安全机制都是从网络侧角度考虑，在进入信道前仍都是明文形式传输，并未实现端到端的语音加密。某些伪装设备(如伪基站)或不法机构仍然有技术手段接入移动通信网络骗取用户通话的鉴权/加密等关键信息从而达到截获用户间通话信息的可能。这也使得个人隐私、企业商业机密、政府重要信息甚至国家军事机密都可能遭到泄漏，给个人、企业及国家可能造成不可估量的损失及不可预期的威胁。

因此迫切需要独立于移动通信网络的端到端语音加密技术，真正实现保密通信。

由于语音编码算法都是有损压缩编码，对信源本身进行加密将破坏语音波形导致信源编码后的数据无法准确恢复为原始语音，目前针对该问题，国内外尚无有效对抗话音信源有损压缩编码的语音加密技术，特别是适用于多码率的AMR信源编解码技术。常规的频域加密算法存在加密后语音可懂度不高、AMR编解码后解密的语音音质较差的问题，无法用于实际工程中。

为实现独立于通信网络的端到端语音加密，本发明将研究重点集中在基于频域交织的独立于通信网络的端到端语音加密方法上。

本文基于AMR语音编解码原理及PCM话音波形编码技术特征，提出一种基于频域交织的方法，在不破坏时域PCM波形包络的情况下，可有效对抗AMR有损压缩编码，能够较好的还原话音，真正实现独立于通信网络的端到端语音加密。此外，为进一步加强端到端保密性能，利用用户时变信息作为生成交织图案的参量，使得破解活动变得非常困难。

发明内容

针对现有技术的缺陷，本发明的目的是提供一种基于频域交织的独立于通信网络的端到端语音加密方法。

根据本发明提供的一种基于频域交织的独立于通信网络的端到端语音加密方法，包括：

时频变换模块：通过MIC采集的模拟语音信号经采样/量化获得PCM数字语音信号，对PCM信号做时频变换；

频域交织和加密模块：通过对频域信号采用连续N帧语音信号做频域处理，对N帧频域信号在低、中、高频域区采取不等分分组方案，并根据用户时变参量分别获得M组交织图案，对M组语音信号独立进行数据交织，在频域内进行交织达到加密；

时频反变换模块：通过对交织后的20ms*N长度频域语音信号做IFFT变换，即获得加密语音信号。

优选地，所述频域交织和加密模块模块包括：将连续N帧语音信号在低、中、高频域区采取不等分分组(即低频区做高密度分组，高频区做低密度分组，共M个不等分的频域语音切片)，并根据用户时变参量分别获得M组交织图案，从而实现对M组语音信号独立进行数据交织加密。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

1、本发明通过通过对信号在频域进行独立数据交织后可以有效解决话音信源有损压缩编码的语音加密技术；

附图说明