CN108270917B

CN108270917B - 一种加密智能手机

Info

Publication number: CN108270917B
Application number: CN201711249954.6A
Authority: CN
Inventors: 黄晓康; 张毅
Original assignee: Jiagutech Co ltd
Current assignee: JIAGUTECH Co.,Ltd.; Nanjing nanjizhi agricultural machinery science and Technology Research Institute Co., Ltd
Priority date: 2017-12-01
Filing date: 2017-12-01
Publication date: 2021-01-15
Anticipated expiration: 2037-12-01
Also published as: CN108270917A

Abstract

本发明公开了一种加密智能手机。本发明通过将存储器分划出加密区，并通过专用客户端访问加密区内的信息，对本地数据进行加密，有效的防止其他用户和其它手机软件窃取本地的数据，用户不需要访问加密数据时无需输入密码，比如打游戏，看视频等，便于使用。通过设置加解密芯片，并在系统中增加加密通讯服务模块，实现通讯加密，利用手机号码生成的加密密钥和解密密钥具有唯一性，大幅提高通讯过程中加解密的精确度。并采用频域置乱算法和非对称加密算法分别对通话音频信号和加密短信，加密的稳定性和安全性极佳。且增了系统监测模块，防止手机被root而获取权限，使得智能手机的安全系数大幅提高。

Description

一种加密智能手机

技术领域

本发明涉及手机领域，具体涉及一种加密智能手机。

背景技术

智能手机的使用，深刻的方便了我们的学习工作与生活。尤其是2008年Android系统的发布以后，为生产更加廉价的智能手机提供了可能，智能手机成为了市场的霸主。但是随之而来的，是日益凸显的安全问题，严重影响了用户的隐私安全，造成用户的财产损失等。

智能手机相较于传统的非智能手机而言，其很容易被植入木马、病毒等恶意软件，非法获取用户的信息，包括通话录音等，对用户造成很大危害。用户采用智能手机通话的通话内容涉及到个人隐私、商业密码等多方面内容，若被窃取，则严重侵害了用户的合法权益。智能手机相较于传统的非智能手机而言，其很容易被植入木马、病毒等恶意软件，非法获取用户的信息，包括通话录音等，对用户造成很大危害。用户采用智能手机通话的通话内容涉及到个人隐私、商业密码等多方面内容，若被窃取，则严重侵害了用户的合法权益。因此采取必要的措施，防止智能手机恶意软件的影响，已经成为我们必须考虑的问题。此外，通过使用空口设备，就可以截取移动设备和基站间的通讯数据，包括语音和短信，造成通话和短信内容泄漏，严重影响了用户的隐私安全。

现有技术中已经出现语音加密的技术方案，一种是服务端加密，即加密语音通过专线通讯，电信推出过此方案，需要使用特殊的手机，特殊的网络。此种方案需要运营商提供专线支持，无法大规模扩展。第二种是通过PS域传输语音，类似微信、QQ之类，通过网络传输语音。此种方法可以实现较高的加密级别，但缺点是PS域网络稳定性不高，并且语音延时较大。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的不足，提供一种加密智能手机。

为实现上述目的，本发明提供了一种加密智能手机，包括音频控制芯片、主控芯片、麦克风、喇叭、存储器和移动通信芯片，

所述主控芯片、麦克风、喇叭和移动通讯芯片分别与音频控制芯片连接；

所述存储器包括系统区、数据区、用户区和加密区，所述系统区内安装有安卓操作系统，所述加密区用于存储用户的所需加密信息，所述系统区、数据区、用户区和加密区中的一区中设有用于访问所述加密区的手机客户端，所述手机客户端设有访问密码。

所述操作系统包括系统通讯服务模块和加密通讯服务模块，所述系统通讯服务模块用于提供非加密短信的收发和通用数据服务，所述加密通讯服务模块用于提供通话和加密短信服务。

作为优选，所述加密通讯服务模块还用以生成本机的加密密钥和解密密钥，所述加密密钥和解密密钥用以实现加密通讯录的创建、通话和短信的加解密。

作为优选，还包括加解密芯片，其与所述音频控制芯片、主控芯片和移动通信芯片分别相连，

其中，本端手机的加解密芯片利用对端手机的加密密钥对输入的音频信号加密，

对端手机的加解密芯片利用其解密密钥对加密的音频信号解密，

所述音频信号的加密与解密通过频谱置乱算法实现。

作为优选，所述加密通讯服务模块还用于为所述加密通讯录提供加密短信服务，本端手机以对端手机的加密密钥将加密短信为 8bitPDU数据包后向外发送，对端手机以其解密密钥将 8bitPDU数据包解密。

作为优选，所述加密通讯录的创建具体包括：

将本端手机的加密密钥通过系统公用加密密钥加密后发送至对端手机；

对端手机通过系统公用解密密钥解密并存储，将其加密密钥以系统公用加密密钥加密后发送至本端手机；

本端手机接收对端手机发送的加密密钥并通过系统公用解密密钥解密后存储，完成加密通信录的创建。

作为优选，还包括系统监测模块，所述系统监测模块用于定时对系统文件中的bin和xbin目录中的文件采用MD5计算，并监测所述采用MD5计算出的数值是否改变，当监测到该数值改变时，所述系统监测模块输出报警信号。

有益效果：本发明通过将存储器分划出加密区，并通过专用客户端访问加密区内的信息，对本地数据进行加密，有效的防止其他用户和其它手机软件窃取本地的数据，用户不需要访问加密数据时无需输入密码，比如打游戏，看视频等，便于使用。通过设置加解密芯片，并在系统中增加加密通讯服务模块，实现通讯加密，利用手机号码生成的加密密钥和解密密钥具有唯一性，大幅提高通讯过程中加解密的精确度。并采用频域置乱算法和非对称加密算法分别对通话音频信号和加密短信，加密的稳定性和安全性极佳。且增了系统监测模块，防止手机被root而获取权限，使得智能手机的安全系数大幅提高。

附图说明

图1是本发明实施例的存储器分区结构示意图；

图2是本发明实施例的系统的通讯服务框架示意图；

图3是本发明实施例的语音通话硬件框架示意图；

图4是本发明实施例的接听机在接通加密电话的状态变化示意图；

图5是本发明实施例的拨打机在接通加密电话的状态变化示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本发明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。

如图1所示，本发明实施例提供了一种加密智能手机，该手机具有存储器1。存储器1分为系统区11、数据区12和用户区13。系统区11内安装有手机的安卓操作系统。操作系统包括通讯服务模块21，该智能手机还包括电池、屏幕和其它一些手机部件，在此不再赘述。本发明实施例的存储器1还包括加密区14，加密区14用于存储用户所需的加密信息，用户可以将想要加密的文件、照片、视频和即时通信类聊天工具等存储在加密区14中。系统区11、数据区12、用户区13和加密区14中的任意一区中安装有专用于访问加密区14的客户端，客户端设有访问密码。在成功输入该客户端密码之前，用户只能访问加密区14之外的其它分区，在客户端输入正确的密码后，用户可以在该客户端内访问加密区14，无论登录成功与否，手机上的其它APP都不能访问加密区14，但是可以正常访问用户分区。从而实现将本地数据加密。

如图2所示，为了进一步提高加密效果，本发明实施例还具有通讯加密功能。本发明实施例的通讯服务模块21包括系统通讯服务模块211和加密通讯服务模块212，系统通讯服务模块211用于提供非加密短信的收发和通用数据服务。加密通讯服务模块212用于提供通话服务和加密短信的收发服务。加密通讯服务模块212可以以每个手机号码或其它唯一的编号作为种子生成各自的加密密钥和解密密钥，由于，每个手机号码或其它唯一的编号是唯一的，所以生成的加密密钥和解密密钥是唯一的，即每个手机的解密密钥只能用于解密采用本手机加密密钥加密的音频信号。加密密钥在加密通讯录中创建联系人时交换并储存。例如，A将联系人B创建到加密通讯录，A的手机会自动将其加密密钥通过一条采用系统公用加密密钥的加密短息至B的手机上，B的手机在受到该信息后，利用系统的公用解密密钥解密。系统公用加密密钥与系统公用解密密钥都在手机系统预先设置好公用的，B在接收该加密短信后解密，并将A的加密密钥钥储存在B手机上该联系人的数据库中，B手机就有了A的加密密钥。B手机将自己的加密密钥通过回复该加密短信发送给A，回复时，同样自动采用系统公用加密密钥加密，A受到该解密短信后，利用系统公用解密密钥解密，此时，A手机上就有了B的加密密钥。在A和B都具有了对方的加密密钥后，才能进行加密通话和发送加密短信。加密密钥在交换后，自动将对方的加密密钥储存在手机中。

如图3所示，为了实现通话加密，本发明实施例还包括音频控制芯片3，音频控制芯片3分别与主控芯片4、麦克风5、喇叭6和加解密芯片7连接，加解密芯片7分别与主控芯片4和移动通讯芯片8连接。音频控制芯片3、麦克风5和喇叭6的功能与现有技术中相同，不在赘述。在进行加密通话时，由于在加密通讯录中建立联系人时，双方已互有对方的加密密钥，本端手机的加解密芯片7利用对端手机的加密密钥对音频控制芯片3传输的的音频信号加密后发送给对端手机，对端手机的移动通讯芯片8接收该加密后的音频信号，对端手机的加解密芯片7再利用其自己的解密密钥对其移动通讯芯片8接收的加密的音频信号解密，这样就实现通话过程中的加密，有效的防止明文音频信号在传输过程中被拦截。

如图4和5所示，其示意了接听机和拨打机在接通加密电话的状态变化，接通电话时，接听机和拨打机的加密通讯服务模块均会进入验证阶段，当验证到双方均有对方的加密密钥时，则进行保密通话，主控芯片提供给加解密芯片加密密钥，使加解密芯片对音频信号进行加解密。未通过验证时，按一般电话通话。

在加密通话过程中，本发明实施例采用的是频域置乱算法。本端手机的加解密芯片根据加密密钥将音频信号进行频谱置乱处理，对端手机的加解密芯片利用解密密钥将频谱置乱后的音频信号还原。

用户可以选择是否发送加密短信，加密短信采用的是非对称加密算法。在发送加密短信时，本端手机的加密通讯服务模块212以对端手机的加密密钥将加密短信，将原有7bit ASCII码或16bit UCS2格式数据加密为 8bitPDU数据包，再利用PDU数据包特性，将8bitPDU数据包打包发出。对端手机根据PDU串格式（7bit，8bit，16bit）即可判断短信是否为加密短信。对端手机的加密通讯服务模块212用其自己的解密密钥进行解密。

为了进一步提高加密效果，本发明实施例还具有防root功能。Android系统的root原理往往是利用系统的某些漏洞，获取到暂时的root权限，然后将可以提升权限的su程序安装到系统/system/bin/或者/system/xbin目录。一台手机被root后，攻击者可以获得系统所有权限，包括访问用户的所有数据。所以，如果我们无法保证系统不被root，就需要有一种在系统被root后防止用户数据，特别是需要保密的数据被窃取的方法。一般来说，android系统只有/system/bin和/system/xbin目录拥有可执行权限，而者两个目录在出厂时就应该是固定的，只读的。所以，本发明实施例通过在系统中设置系统监测模块，系统监测模块用于定时对系统文件中的bin和xbin目录中的文件进行搜索，并且采用MD5计算计算出文件的值，并监测这个采用MD5计算出的值与预设的阈值是否一致，如果没有被root，这个MD5计算出的值是永远不变的，如果root了，MD5计算出的大小值就会变化。当监测到采用MD5计算出的文件的值与预设的阈值一致时，则不输出报警信号，当监测到采用MD5计算出的文件的值与预设的阈值不一致时，系统监测模块输出报警信号，通知用户系统被root，提醒用户关闭网络通讯，拷贝出重要数据，恢复出厂设置，或者，通知用户系统被root，关闭加密分区，提醒用户恢复出厂设置。需要说明的是，本处所说的MD5是指消息摘要算法第五版。预设的阈值为原系统文件中的bin和xbin目录中的文件采用MD5计算出的值。

本领域技术人员可以理解，本发明实施例还提供了一种智能手机加密方法，

具体包括如下步骤：

将所需加密的信息存储在加密区内，该加密区为智能手机内存储器中的一划分区，存储器中安装有安卓操作系统和用于访问加密区的手机客户端，手机客户端设有访问密码，安卓操作系统包括系统通讯服务模块和加密通讯服务模块；加密通讯服务模块还用以生成本机的加密密钥和解密密钥，加密密钥和解密密钥用以实现加密通讯录的创建、通话和短信的加解密。加密通讯服务模块以本端手机号码生成本机的加密密钥和解密密钥。用户可以将想要加密的文件、照片、视频和即时通信类聊天工具等存储在加密分区中。

验证用户通过访问客户端输入的访问密码是否与预设的密码是否一致，若是，则允许访问加密区，若否，则禁止访问加密区。

通过加密密钥和解密密钥实现通话加密具体包括如下步骤：

本端手机通过对端手机的加密密钥对本端输入的音频信号加密后发送至对端手机；

对端手机通过其解密密钥对加密的音频信号解密；

音频信号的加密与解密通过频谱置乱算法实现。

通过加密密钥和解密密钥实现加密短信具体包括如下步骤：

本端手机通过加密通讯服务模块将短信数据通过对端的加密密钥加密为8bitPDU数据包后发送至对端手机；

对端手机通过其加密通讯服务模块将接收的8bitPDU数据通过其解密密钥进行解密。

通过加密密钥和解密密钥实现加密通讯录的创建具体包括如下步骤：

还包括系统安全监测步骤，具体如下：

定时对系统文件中的bin和xbin目录中的文件进行MD5计算；

监测MD5计算出的值与设定阈值是否一致，若不一致，则输出报警信号，若一致，则不输出报警信号。

基于上述实施例，本发明通过将存储器分划出加密区，并通过专用客户端访问加密区内的信息，对本地数据进行加密，有效的防止其他用户和其它手机软件窃取本地的数据，用户不需要访问加密数据时无需输入密码，比如打游戏，看视频等，便于使用。通过设置加解密芯片，并在系统中增加加密通讯服务模块，实现通讯加密，利用手机号码生成的加密密钥和解密密钥具有唯一性，大幅提高通讯过程中加解密的精确度。并采用频域置乱算法和非对称加密算法分别对通话音频信号和加密短信，加密的稳定性和安全性极佳。且增了系统监测模块，防止手机被root而获取权限，使得智能手机的安全系数大幅提高。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims

1.一种加密智能手机，其特征在于，包括音频控制芯片、主控芯片、麦克风、喇叭、存储器和移动通信芯片，

所述存储器包括系统区、数据区、用户区和加密区，所述系统区内安装有安卓操作系统，所述加密区用于存储用户的所需加密信息，所述系统区、数据区、用户区和加密区中的一区中设有用于访问所述加密区的手机客户端，所述手机客户端设有访问密码；

所述安卓操作系统包括系统通讯服务模块和加密通讯服务模块，所述系统通讯服务模块用于提供非加密短信的收发和通用数据服务，所述加密通讯服务模块用于提供通话和加密短信服务；

所述加密通讯服务模块还用以生成本机的加密密钥和解密密钥，所述加密密钥和解密密钥用以实现加密通讯录的创建、通话和短信的加解密，

所述加密通讯录的创建具体包括：

将联系人创建至加密通讯录时，本端手机自动将加密密钥通过系统公用加密密钥加密后发送至对端手机；

本端手机接收对端手机发送的加密密钥并通过系统公用解密密钥解密后存储，完成加密通信录的创建；

还包括加解密芯片，其与所述音频控制芯片、主控芯片和移动通信芯片分别相连，

所述音频信号的加密与解密通过频谱置乱算法实现；

接通电话时，接听机和拨打机的加密通讯服务模块均会进入验证阶段，当验证到双方均有对方的加密密钥时，则进行保密通话，主控芯片提供给加解密芯片加密密钥，使加解密芯片对音频信号进行加解密，未通过验证时，按一般电话通话。

2.根据权利要求1所述的加密智能手机，其特征在于，所述加密通讯服务模块还用于为所述加密通讯录提供加密短信服务，本端手机以对端手机的加密密钥将加密短信为8bitPDU数据包后向外发送，对端手机以其解密密钥将8bitPDU数据包解密。

3.根据权利要求1所述的加密智能手机，其特征在于，还包括系统监测模块，所述系统监测模块用于定时对系统文件中的bin和xbin目录中的文件采用MD5计算，并监测所述采用MD5计算出的数值是否改变，当监测到该数值改变时，所述系统监测模块输出报警信号。