[发明专利]一种无线通信终端设备加密参数传送的方法

摘要

本发明公开了一种无线通信终端设备加密参数传送的方法，该方法包括无线数字移动终端在TDMA时隙中的某一个单独时隙发起保密语音通信和双时隙无线移动终端在TDMA中的某一个单独时隙接收加密语音通信这两个过程。本发明不用占用现有的语音载荷通道，对加密参数位宽的限制也进一步放宽，因此能提供语音音质更好，保密性更高的加密方法，进一步提高这类双时隙终端设备的安全性能。

主权项

一种双时隙无线终端设备加密参数传送的方法，其特征在于，该方法包括无线数字移动终端在TDMA时隙中的某一个单独时隙发起保密语音通信和双时隙无线移动终端在TDMA中的某一个单独时隙接收加密语音通信这两个过程；其中，所述无线数字移动终端在TDMA时隙中的某一个单独时隙发起保密语音通信包括如下步骤：步骤1：移动终端按下PTT按钮后发起密文语音呼叫，首先发送一个明文语音帧头，帧头为接收方是否接入当前语音呼叫的判断依据。所述语音帧结构为DMR标准制式的组帧帧格式，由语音帧头、PI头以及多个语音超帧组成，其中语音超帧包含语音帧A、B、C、D、E和F。步骤2：移动终端发送完成语音帧头后，紧接着发送一个标准的PI头，PI头为明文发送并且应包含初始密钥信息和算法序号信息等PI帧结构所包含的信息。一帧数据共12字节，其中首字节0为用户自定义的MID字段；字节1和字节8为保留字节，如果用户需要增加初始密钥字段，这两个字节也可扩展为初始密钥字段；字节2‑7共6个字节为初始密钥定义字段；字节9中定义算法序号；剩下的字节10‑11共2个字节为前面10个字节的CRC(16)校验信息位，采用DMR标准的CRC_CCITT校验方式。步骤3：发送完成标准PI头后，发送第一个语音超帧。该步骤由以下子步骤来实现：步骤3.1：发送第一个语音帧A的语音数据部分为加密过的语音密文，中间同步头区域为明文，帧A语音帧共264比特数据位，其中左右两边各108比特加密后的语音密文，帧A中间为48比特DMR标准语音同步头序列。步骤3.2：完成语音帧A发送后，依次发送第一个超帧的语音帧B、C、D、E、F。帧B、C、D、E、F语音帧均为264比特数据位，其中左右两边各108比特加密后的语音密文；中间32比特为Embedded signalling区域，分别承载随路迟后接入的嵌入式信息和超帧计数嵌入式信息；EMB两侧各8比特共16比特为EMB区域，包含4比特CC信息，1比特PI信息和2比特LCSS信息以及他们的校验标志位。第一个语音超帧中PI标志位应该设置为0。在帧B，C，D，E四帧的Embedded signalling区域填入需随路传送的迟后接入信息编码和交织后的数据，具体生成过程为：11比特数据经过DMR标准的Variable Length BPTC for Reverse Channel和FEC后形成32比特数据；此32比特数据经过对应BPTC 的标准交织过程，形成乱序后的32比特数据后嵌入到帧F的Embedded signalling区域。帧F的Embedded signalling区域填入序号为11bit全0的超帧序号。步骤4：第一个超帧发送完成后，发送第二个语音超帧。步骤4.1：发送第二个语音帧A的语音数据部分为密文，中间同步头区域为明文，帧A语音帧共264比特数据位，其中左右两边各108比特加密后的语音密文，帧A中间为48比特DMR标准语音同步头序列。步骤4.2：完成语音帧A发送后，依次发送第二个超帧的语音帧B,C,D,E,F。它们的帧结构如步骤3.2所述一致，如图7所示。其中语音部分为密文，其他嵌入式信息位明文。EMB区域的PI标志位应该设置为1。在帧B，C，D，E四帧的Embedded signalling区域填入需随路传送初始密钥、算法序号编码和交织后的数据，具体生成过程为：扩展密钥字段数据bit71‑bit64、初始密钥数据bit63‑bit16、扩展密钥字段数据bit15‑bit8和算法序号数据bit7‑bit0一起共72比特数据通过DMR标准的Checksum校验，产生5比特校验信息。这5比特的校验信息拼接在72比特有效数据bit0之后形成77比特数据经过DMR标准的Variable Length BPTC for embedded signalling和FEC后形成128比特数据；此128比特数据经过对应BPTC的标准交织过程，形成乱序后的128比特数据，由高到低为依次分成4部分，其中bit127‑bit96在帧B的Embedded signalling区域，bit95‑bit64在帧C的Embedded signalling区域，bit63‑bit32在帧D的Embedded signalling区域，bit31‑bit0在帧E的Embedded signalling区域。帧F的Embedded signalling区域填入序号为11bit超帧序号。步骤5：第二个语音超帧发送完成后，依次发送如步骤3和步骤4所述的语音第三个超帧，第四个语音超帧，一直到第N个语音超帧。第N个超帧是奇数也就是超帧序号为偶数时候，语音帧B,C,D,E中的随路嵌入式信令Embedded signalling区域填入的信息为迟后接入信息，并且EMB区域的PI标志位为0。超帧序号为0时候对应第一个超帧。第N个超帧是偶数也就是超帧序号为奇数时候，语音帧B,C,D,E中的随路嵌入式信令Embedded signalling区域填入的信息为初始密钥和算法序号信息，并且EMB区域的PI标志位为1。步骤6：移动终端释放PTT按钮后，本次密文语音发送结束。发送终端进入待机状态。所述双时隙无线移动终端在TDMA中的某一个单独时隙接收加密语音通信的过程是发送过程的逆反过程，具体包括如下步骤：步骤1：移动终端在待机状态下，如果首先收到一个明文语音帧头，在解析帧头信息匹配的条件下接入到当前语音时隙，并开始准备接听对方通话；步骤1.1：移动终端接入到当前语音时隙，完成语音帧头解析和信息匹配后，紧接着在下一个相同时隙接收标准的PI头，PI头为明文数据并且应包含的初始密钥信息和算法序号信息，获取到初始密钥和算法序号后，通过算法序号选择与发送终端相同的加密算法，使用相同的初始密码和超帧序号，得到同发送终端相同的解密密钥。此时还未收到语音超帧，超帧序号默认为0。步骤2：如果没有收到明文帧头，则等待接收迟后接入信息，并在解析迟后接入信息匹配的条件下接入到当前语音时隙，开始准备接听对方通话，接收终端通过PI标志位判断当前的嵌入式信息是迟后接入信息还是初始密钥和算法序号信息。只有PI标志位为0的条件下嵌入式信息为迟后接入信息：步骤2.1：迟后接入成功后，移动终端接入到当前语音时隙，完成语音帧头解析和信息匹配后。随后解析当前超帧的帧F的Embedded signalling区域信息，得到超帧序号信息。步骤2.2：迟后接入成功后，移动终端接入到当前语音时隙，完成语音帧头解析和信息匹配后，紧接着再等待并接收下一个语音超帧中B，C，D，E中的Embedded signalling区域信息，并解析得到初始密钥和算法序号。步骤3：完成初始密码、算法序号和超帧序号信息获取后，选取与发送终端相同的加密算法和加密初始密钥以及超帧序号计算得到解密密钥。步骤4：利用得到的解密密钥来解密语音下一个超帧A、B、C、D、E、F的密文语音后得到该超帧的明文语音。步骤5：依次解析后续的语音超帧，通过EMB区域的PI标志位判断当前超帧的B、C、D、E中的Embedded signalling区域信息是否为更新的加密初始密钥和算法序号；并解析帧F的Embedded signalling区域的超帧序号信息，并依此生成新的解密密钥用于解密接下来的超帧中密文语音。步骤6：直到发射移动终端释放PTT按钮后，通过接收语音帧尾信息结束本次密文语音接收过程。接收终端进入待机状态。