[发明专利]一种蜂窝移动网实时语音加密设备及方法

说明书

本发明属于网络信息安全技术领域，具体涉及一种蜂窝移动网实时语音加密设备及方法，所述语音加密设备分为接收端语音加密设备和发送端语音加密设备，且分别与蜂窝移动电话建立蓝牙连接，所述蜂窝移动电话之间建立蜂窝移动网语音信道；所述发送端语音加密设备和接收端语音加密设备均包括语音通话模块、信源编码模块、序列密码模块、信道编码模块、类语音调制模块和蓝牙连接模块；所述接收端语音加密设备接收到对方类语音信号时按发送端语音加密设备的逆序处理，输出明语态语音至用户耳机。本发明能够适用于不同类型蜂窝移动网的实时语音加密手段，以解决当前蜂窝移动网语音信道安全问题。

技术领域

本发明属于网络信息安全技术领域，具体涉及一种蜂窝移动网实时语音加密设备及方法。

背景技术

蜂窝移动网在结构上一般由移动终端、无线接入网络与核心网络组成，语音信号传输包括移动终端与基站间的空中传输和核心网传输两个阶段。2G和3G网络中，核心网中语音信号以明文方式传输，空中传输阶段并不支持对接入网的认证，使用的A5系列密码算法较为脆弱，且部分移动运营商并不支持该加密方案，因而面临较大安全威胁。4G和5G网络中，虽然安全体系得到了强化重构，然而全IP化分组数据传输使其面临着传统网络的安全威胁。更为甚者，2G至5G所有网络中，语音通信安全体系结构由移动运营商控制，用户隐私难以保证。因此，蜂窝移动网语音信道安全通信需由端到端加密技术实现。

蜂窝移动网语音空中传输阶段，部署于移动终端和基站的声码器对语音信号实施参数编码传输，并使用语音激活检测(voice-activity detection, VAD)和非连续性传输(discontinuous transmission, DTX)等技术提高信道利用率，不具备语音特征的信号被视为噪声丢弃。因而，语音信号经数字化加密后呈随机化而失去语音特征，难以在蜂窝移动网传输。

发明内容

为了解决现有技术中存在的问题，本发明提出了一种蜂窝移动网实时语音加密设备及方法，能够适用于不同类型蜂窝移动网的实时语音加密手段，以解决当前蜂窝移动网语音信道安全问题。

为解决上述技术问题，本发明采用以下的技术方案：

本发明提供了一种蜂窝移动网实时语音加密设备，所述语音加密设备分为接收端语音加密设备和发送端语音加密设备，且分别与蜂窝移动电话建立蓝牙连接，所述蜂窝移动电话之间建立蜂窝移动网语音信道；

所述发送端语音加密设备包括按照语音传输方向依次顺序连接的语音通话模块、信源编码模块、序列密码模块、信道编码模块、类语音调制模块和蓝牙连接模块；所述语音通话模块用于在用户讲话时拾取用户声音并放大、采样和量化；所述信源编码模块用于将语音数据帧压缩编码为语音参数；所述序列密码模块用于将语音参数加密为密语态数据；所述信道编码模块用于对传输的密语态数据实施前向纠错；所述类语音调制模块用于将前向纠错后的密语态数据映射为类语音信号；所述蓝牙连接模块用于与蜂窝移动电话建立语音传输通道；

所述接收端语音加密设备包括按照语音传输方向依次顺序连接的蓝牙连接模块、类语音调制模块、信道编码模块、序列密码模块、信源编码模块和语音通话模块，所述接收端语音加密设备接收到对方类语音信号时按发送端语音加密设备的逆序处理，输出明语态语音至用户耳机。

进一步地，所述类语音调制模块包括调制码本、调制器、信号记录器、信号补偿器、解调器和解调码本；

所述调制器将前向纠错后的密语态数据映射为预先优化生成的调制码本中的波形符号，并进行滤波整形消除高频谐波，再交由蜂窝移动网语音信道传输；

所述信号补偿器依据信号记录器记录的历史类语音数据对接收的发送端类语音信号实施波形补偿，而后由解调器使用解调码本将补偿后信号解调为目标数据。