CN106331282B - 一种实施加密解密于蓝牙耳机端的手机通信防窃听系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种实施加密解密于蓝牙耳机端的手机通信防窃听系统，通信双方均使用蓝牙耳机装置及智能手机装置，其中，蓝牙耳机装置具有一加密与解密单元，以进行加密与解密，该加密与解密单元将加密后的语音数据传送至该智能手机装置；以及将来自于该智能手机装置且经加密的语音数据解密，解密后的语音数据经由扬声器输出。

Description

一种实施加密解密于蓝牙耳机端的手机通信防窃听系统

技术领域

本发明涉及一种将数字语音加密法实施于蓝牙耳机装置的手机通信防窃听系统，通过加密方法以实现手机通信时防窃听的效果，属于蓝牙通信与手机通信技术领域。

背景技术

一般的手机监(窃)听方式有两种，一种为政府检调单位、外国情报单位或商业间谍等为了其特殊目的在交换中心机房中或者自行架设一部通信监听系统等对目标对象的手机号码(门号)进行通话监听，这类监听情况手机使用者无法察觉；另一种为私人监听，通常是手机被安装(入侵)了监听软件，常见方法为在该目标手机进行通信时，该监听软件偷偷录下其通话内容，当停止通话时再将录音内容传至指定手机号码或传至指定网站中。

发明专利CN102307346B(以下称前案)公开了一种手机通信保密方法及保密手机，与本案的差异如下：结构与方法本案不同，前案实施于手机装置内部，而本案技术则实施于一外接蓝牙耳机内部并搭配手机装置一拨号应用程序APP；前案实施的加密技术为使用圆周率无限小数加密法，因此其加密法只有一个，而本案则为混合参数法与时隙变码法混合加密传送，其加密排列组合可达3,400亿兆种以上，两者结构与加密、解密方法也完全不同。前案因实施于手机内部因此具有以下不足:

(1)因其加密与解密方法仅有一种，因此容易被解密。

(2)兼容问题，如果发话端与收话端使用不同品牌手机则无法实施加密通信。

(3)前案技术实施于手机装置内部电路，当用户更新手机装置时，则新手机装置不具加密效果，因此消费者使用意愿低。因技术实施于手机硬件电路中，也因此技术无法升级(Upgrade)。

(4)前案并不具有反窃听效果。

发明内容

为有效解决上述问题，本发明的主要特征之一为提供一种具有3,400 亿兆种以上加密组合方案的加密技术，使监听者束手无策；本发明另一特征为通信双方随机送出加密检核码，即便监听者使用了本发明中的手机与蓝牙耳机装置，该装置亦会送出警告信息，因此，可以确保通信安全进一步保障人民的通信自由。

本发明的一实施例提供一种通信系统，通信双方使用本发明中的智能手机与蓝牙耳机装置，蓝牙耳机装置用于执行语音数据加密与解密工作。因此智能手机不用执行语音数据加密与解密工作，以使语音数据加密、解密工作可以更机动。

本发明的一实施例公开了一种混合式加密数字语音通信法，此法为参数加密法与时隙变码法两者的混合使用，其中参数加密法/时隙变码宣告码为发话者通知收话者本次通信的参数加密模式及时隙常数值。

本发明的一实施例提供一种实施加密解密于蓝牙耳机端的手机通信防窃听系统，该系统包含第一手机装置与第一蓝牙耳机装置，其中，该第一手机装置为一内建有蓝牙模块的智能手机装置；该第一蓝牙耳机装置包含：一锂离子电池，以提供蓝牙耳机装置所需电能；一蓝牙控制单元，用以耦接至该第一手机装置内建的蓝牙模块以传输数据；一加密与解密单元，用于执行加密与解密，该加密与解密单元的一第一端子耦接该蓝牙控制单元，一第二端子耦接一拾音与A/D单元，一第三端子耦接一D/A与输音器单元，其中，该加密与解密单元将该拾音器与A/D单元输出的一第一语音数据加密，加密后的该第一语音数据经该蓝牙控制单元传送至该第一手机装置，以及将该蓝牙控制单元所接收的来自于该第一手机装置且经加密的一第二语音数据解密，解密后的该第二语音数据经该D/A与输音器输出。

在一实施例中，该蓝牙耳机装置中的该加密与解密单元包含一韧体以进行加密与解密，其中该加密方法与解密方法包含参数加密法及时隙变码法。

在一实施例中，该手机装置送出一组通行码至该蓝牙耳机装置，该蓝牙耳机装置储存该手机通行码及该蓝牙耳机装置产品序号码以配对该手机装置与该蓝牙耳机装置。

在一实施例中，该手机装置使用下列无线技术中的至少一种：GSM、 CDMA、CDMA2000、WCDMA、TD-SCDMA与LTE。

在一实施例中，该手机装置送出一加密指令和一实时时间码至该蓝牙耳机装置，该加密与解密单元接收该加密指令后，随机产生一参数加密法和一时隙常数并送出一检核码和一加密法/时隙常数宣告，并将语音输入信号加密后输出至该手机装置。

在一实施例中，该蓝牙耳机装置中的该加密与解密单元包含一韧体以进行加密与解密，其中，该手机装置发出蓝牙加密程序更新指令后，送出一组程序代码至该加密与解密单元中以更新该韧体中的一加密程序。

在一实施例中，该检核码包含同步码、检核码加密法宣告、通行码、时间码与该蓝牙耳机装置序号码。

在一实施例中，该蓝牙控制单元能够整合该加密与解密单元为一集成元件。

在一实施例中，该加密与解密单元为一芯片，该芯片包含硬件设计以进行加密与解密，其中该加密方法与解密方法包含参数加密法与时隙变码法。

附图说明

图1为本发明第一较佳实施例的系统结构示意图；

图2为本发明第一较佳实施例中的一检核码数据结构示意图；

图3A～图3B为本发明第一较佳实施例中的一加密语音数据空中传输中的数据结构示意图；

图4为本发明第一较佳实施例中的检核码建立流程示意图；

图5为本发明第一较佳实施例中的加密数字语音通信流程示意图；

图6为蓝牙耳机装置中的加密与解密单元的结构图。

附图标记说明：1-第一手机系统；2-第二手机系统；10-第一手机装置； 20-第二手机装置；101-第一拨号程序APP；201-第二拨号程序APP；102- 第一内建蓝牙模块；202-第二内建蓝牙模块；30-交换中心；11-第一蓝牙耳机装置；21-第二蓝牙耳机装置；111-第一蓝牙控制单元；211-第二蓝牙控制单元；112-第一加密与解密单元；212-第二加密与解密单元；113-第一拾音与A/D单元；11211-命令处理单元；11212-检核码加密法产生器；11213- 检核码译码器；11214-语音数据加密法产生器；11215-加密数字语音数据译码器；213-第二拾音与A/D单元；114-第一D/A与喇叭单元；214-第二 D/A与喇叭单元；115-第一电源电路；215-第二电源电路；250-同步码；251- 检核码加密法宣告；252-通行码；253-时间码；254-蓝牙耳机产品序号码。

具体实施方式

图1为本发明的通信系统结构图，通信双方使用本发明中的蓝牙耳机装置11与21，进行加密、解密与数据传输以及使用具有内建蓝牙耳机模块102与202的智能手机方能进行语音加密数据通信，当中，任何一方若未使用该蓝牙耳机装置，则仅能进行一般通信，并无加密效果。这样的系统结构是本发明的特征之一，相较于前案结构，本案对任何数字语音通信手机(第二代手机以后)均具有百分百的兼容性，无论使用者双方是否使用相同品牌的手机，是否使用相同的手机芯片组，是否相同的手机操作系统均一律兼容，相较于现有技术本发明具新颖性与创造性。拨号程序APP 101与201为执行于手机上的一应用程序，其主要的功能包含读取储存于手机中的通讯簿，与己方蓝牙耳机装置对PING时送出手机持有人通行码至己方蓝牙耳机，与通信对方对PING，选择是否为加密通信及当通信双方任何一方的蓝牙耳机发现检核码异常时等发出警告信息通知手机持有人等。

图1包含第一蓝牙耳机11内部结构方块示意图，第二蓝牙耳机21具有与第一蓝牙耳机相同的结构，包含：一电源电路115与215，电源电路包含一锂离子电池以提供蓝牙耳机内部电路工作所需电能。一蓝牙控制单元111与211，为蓝牙耳机的主控单元，内部包含一控制韧体、射频与天线单元等，其工作为与手机装置的内建蓝牙模块102与202进行信息交换。一第一加密与解密单元112耦接到蓝牙控制单元111，第一加密与解密单元112并耦接至拾音器与A/D(模拟信号转数字信号)单元113及D/A(数字信号转模拟信号)与喇叭单元114。第一加密与解密单元112为一单芯片控制器内含韧体。第一加密与解密单元112主要的功能为：(一)发话时，接受己方手机装置10拨号程序APP 101发出的指令，决定本次通话为加密通信或一般通信，若为加密通信则送出检核码。该检核码包含了使用者输入并存于第一加密与解密单元112的用户通行码、手机上的时间码、该蓝牙耳机的产品序号码及检核码的前置同步码等；接着送出加密数字语音数据，该数据的传送方法以时隙(Time Slot)方式分批传送。该语音加密数据来自拾音器与A/D(模拟信号转数字信号)单元113的数字化语音信号，第一加密与解密单元112再将该数字化语音信号以混合参数法加密成为加密数字语音信号。(二)收话时，接受发话端送来的检核码以及加密数字语音数据，译码后经D/A(数字信号转模拟信号)与喇叭单元114输出。当第一加密与解密单元112收到对方的检核码时，先行解密然后比对内存的对方检核码数据，如果吻合，则送出己方的检核码，以使通信双方再一次确认彼此身分；设若第一加密与解密单元112收到对方的检核码时经核对后不符合，则立即经由己方手机装置拨号程序101或201发出警示信息。上述检核码结构、混合参数法加密法，时隙变码法及收话端发现检核码不正确时发出警示信息等均为本发明的特征。

双方在正式通信前，须先完成两个动作，第一个动作是己方手机装置与己方蓝牙耳机装置必须进行PING的动作。PING的时候，手机用户须使用拨号程序APP101及201并设定一组通行码，蓝牙耳机中的第一加密与解密单元112内部亦含有一组蓝牙耳机产品序号，这两组数据经蓝牙耳机中的第一加密与解密单元112组成己方检核码的主要部分并存入蓝牙耳机中的第一加密与解密单元112中。第二个动作是通信双方第一手机系统 1及第二手机系统2执行对PING的动作。执行时双方亦通过手机上的拨号程序APP，通信双方的蓝牙耳机装置送出彼此的检核码并将彼此的检核码记录于己方蓝牙耳机中的第一加密与解密单元112及第二加密与解密单元212中。简言之，双方正式加密通信以前，双方的蓝牙耳机中的第一加密与解密单元112与第二加密与解密单元212须先建立双方的检核码。

双方在正式通信时操作程序如下：

一、第一手机装置10(发话端)送出己方检核码；而第二手机装置接收、比对发话端检核码。开始通信时，第一手机装置10上的拨号程序读取通讯簿，用户选择收话方手机号码及加密设定后拨出电话，此时手机上拨号程序将下一加密命令及实时时间码发送至第一蓝牙耳机装置11，第一蓝牙耳机装置11中的第一加密与解密单元112送出检核码，检核码经第一手机的内建蓝牙模块收到后再由手机天线经空中发出。检核码包含第一手机装置10用户所建立的通行码、第一蓝牙耳机的产品序号码及实时时间，并根据随机产生检核码加密法宣告组合成检核码。

二、第二手机装置20收到第一手机装置10送来的检核码经比对内存的数据验证无误后送出己方检核码，而第一手机装置则随后接收、比对发话端检核码。步骤二与步骤一程序相同，步骤一与步骤二完成加密语音通信的第一要紧动作，确认彼此身份。其中若任一方检核结果有误则经由手机上的拨号程序APP 101及201回报警告信息。

三、通信双方送出并接收加密数字语音数据，其程序为：

(1)加密数字语音传送。第一蓝牙耳机装置11上的一语音模拟信号经由麦克风拾音后，声音经拾音与A/D单元113转换为数字语音数据，该数字语音数据输出至第一加密与解密单元112，该第一加密与解密单元112 随机选定参数加密法(例如从1到12,288种随机取1即可)中的一加密，并随机产生一时隙常数(例如从1到60随机取1即可)，传送至该蓝牙控制单元111。该蓝牙控制单元111将检核码、加密法/时隙常数值及加密数字语音数据传送至第一手机的内建蓝牙模块102，第一手机装置10读取上述数据后再经由手机芯片将数据传出。

(2)加密数字语音数据接收，语音接收与语音传送路径正好相反方向，第二手机装置20收到该加密数字语音数据后，将该加密数字语音数据经由手机中的第二内建蓝牙模块202传至第二蓝牙耳机装置21，第二蓝牙耳机装置21中的蓝牙控制单元211将加密数字语音数据传入第二加密与解密单元212，第二加密与解密单元212将其译码后得到数字语音数据，最后经由D/A与喇叭单元214转成模拟信号并播放出来。

在双方通信时，在每一次的通信的第一个时隙开始时，通信双方均会送出加密法/时隙常数宣告给对方，其中时隙常数宣告用以通知对方本次通信的时隙单位时间，加密法则是通知对方本时隙内的加密规则编号，以便对方根据规则解密。在双方通信时，第一时隙时送出检核码，之后时隙(第二时隙以后)则随机送出检核码，用以随时核对双方身份。通信双方的蓝牙耳机中的第一加密与解密单元112与第二加密与解密单元212执行检核码验证动作，当有异常检核码被捡知时，该蓝牙耳机经由手机APP发出警告给该手机装置持有人。

本发明的加密法为复合式加密模式，以下的简略说明并未限制本发明的加密演算的衍生变化。基本上，本发明在每一次加密通话中，加密的模式大抵包含两部分，第一部分为参数加密法，第二部分为时隙变码法。

本发明的另一特征为数字语音数据传输过程中，通信双方均会送出己方通信检核码。在每一次的通话中，任何一方均会发出多次检核码要求对方核对，其中在第一时隙必然包含一个检核码，其他时隙则随机送出，例如在第2、5或8时隙送出不等。图2为检核码的数据结构，包含五个部分，分别为同步码、检核码加密模式宣告、发话者的通行码、发话者蓝牙耳机产品序号码及时间码等。其中，同步码为3个字节的固定数据，例如11h、 EEh及55h组成检核码的前置同步码。

上述检核码加密模式宣告定义为当次检核码的编码方式通知，告知对方需根据本次检核码加密模式码内容予以译码，换言之，一次通话中，每一个时隙送出的检核码数据内容并不相同，每一次有不同的加密方法，产生的检核码总长度也不会一样。受话者收到检核码后，经过解码，若时间码、通行码及蓝牙耳机序号码均与己方蓝牙耳机内加密与解密单元的记录相符，则回送己方的检核码至对方，完成握手(Handshake)，如果译码后的时间码、通行码、蓝牙耳机序号码与记录或现在时间不相符合，则立即由己方手机装置上的拨号程序APP显示警告信息。

根据上述，如果监听者购买本发明蓝牙耳机装置及手机，并拥有相同号码的受话者SIM卡，当监听时，该蓝牙耳机装置会自动送出己方检核码，因此发话者端便会收到“多了一个”的检核码，发话者自然会收到警示信息。

图1为本发明第一较佳实施例的系统结构示意图，系统包含第一手机系统1、第二手机系统及交换中心30及第二手机系统2；该第一手机系统包含第一手机装置10与第一蓝牙耳机装置11；该第二手机系统包含第二手机装置20与第二蓝牙耳机装置21。本发明的结构与功能上的特性将依据所附图式的较佳实施例予以说明。该第一手机装置10、该第二手机装置20为内建有蓝牙模块102与202并具有数字语音通信功能的智能手机，且包含一拨号程序APP 101与201；该交换中心为一移动电信网具有 GSM、CDMA、CDMA2000、WCDMA和TD-SCDMA与LTE等通信系统之一，用以交换第一手机装置与第二手机装置之间的数字语音信号。该第一蓝牙耳机装置11、第二蓝牙耳机装置21包含：一电源电路105与205，包含一锂离子电池115与215以提供蓝牙耳机电路所需的电力。一蓝牙控制单元111与211耦接至第一加密与解密单元112与第二加密与解密单元 212，与第一手机装置10、20做信息交换。该蓝牙控制单元111与211收到信息后传至第一加密与解密单元112与第二加密与解密单元212处理并将接收到的第一加密与解密单元112与第二加密与解密单元212欲传出的信息传出。传送与接收的信息包含检核码、加密法/时隙常数宣告及加密数字语音信号。第一加密与解密单元112及第二加密与解密单元212分别为一内含控制韧体的单片微机，第一加密与解密单元112一端子耦接蓝牙控制单元111，第一加密与解密单元112第二端子耦接一拾音与D/A单元113，第一加密与解密单元112第三端子耦接一D/A与喇叭单元114；第二加密与解密单元212一端子耦接蓝牙控制单元211，第二加密与解密单元212 第二端子耦接一拾音与D/A单元213，第二加密与解密单元212第三端子耦接一D/A与喇叭单元214；

本发明中的加密数字语音数据的传输路径如下：信息传出路径为该第一加密与解密单元112自该拾音器与D/A单元113取得数字语音数据，以参数加密法加密后经蓝牙控制单元111传送至第一手机装置10中的蓝牙模块102；信息传入路径为该手机装置中的蓝牙模块将收到的信息传至第一蓝牙装置11中的蓝牙控制单元111，最后传至第一加密与解密单元112，而第一加密与解密单元112将信息解密为数字语音信号后经D/A与喇叭单元114输出；

本发明的第一特征为该第一手机装置10与第一蓝牙耳机装置11对 PING时，该拨号程序APP 101送出一组通行码至该第一蓝牙耳机装置11 并储存于第一加密与解密单元112中；该第二手机装置20与第二蓝牙耳机装置21对PING时，该拨号程序APP 201送出一组通行码至该第二蓝牙耳机装置21并储存于第二加密与解密单元212中。

本发明的第二特征为该第一手机系统(手机装置与蓝牙耳机装置)与该第二手机系统(手机装置与蓝牙耳机装置)对PING时，双方各送出一组检核码，该检核码包含同步码、检核码加密法宣告、通行码、时间码与蓝牙耳机序号码。

本发明的第三特征为第一手机系统与该第二手机系统实施加密通信，如图5所示。特征为通信时该拨号程序APP 101送出一加密指令、实时时间码至第一蓝牙耳机装置中11；该第一蓝牙耳机装置11送出第一检核码、第一加密法/时隙常数宣告，并将语音输入信号加密后输出；该第一手机装置10中的该拨号程序APP 101送出一加密指令、一实时时间码至该第一蓝牙耳机装置11中；该第一蓝牙耳机装置11随机产生一参数加密法、一时隙常数并送出一检核码、一加密法/时隙常数宣告，并将语音输入信号加密后输出。该第二手机系统接收该第一检核码并核对，正确后将该加密数字语音信号解密后输出声音；该第二蓝牙耳机装置21随机产生一参数加密法和一时隙常数并送出一第二检核码和一第二加密法/时隙常数宣告，并将语音输入信号加密后输出至第二手机装置20后输出。

本发明第三特征其方法进一步为：

该第一蓝牙耳机装置11中的该第一加密与解密单元112读取该拾音与A/D单元113语音输入信号；该第一蓝牙耳机装置11中的该第一加密与解密单元112按照该参数加密法加密后输出至该第一蓝牙控制单元 111；该第一蓝牙耳机装置11中的该第一蓝牙控制单元111输出该加密数字语音信号；该第一手机装置10中的第一蓝牙模块102接收该加密数字语音信号并经该第一手机装置输出；该第二手机系统将该加密数字语音信号解密后输出声音，其方法进一步为：该第二蓝牙装置中的该第二加密与解密单元212读取该第一检核码、该加密法/时隙常数宣告并产生解密法；该第二加密与解密单元212将该加密数字语音信号后按照解密法予以解密后传至该D/A与喇叭单元输出声音。该第二手机系统收到检核码并核对，正确后该第二蓝牙耳机装置随机产生一参数加密法、一时隙常数并送出一检核码、一加密法/时隙常数宣告，并将语音输入信号加密后输出，其方法进一步为：该第二蓝牙耳机装置中的该第二加密与解密单元读取该拾音与 A/D单元语音输入信号；该第二蓝牙耳机装置中的该第二加密与解密单元依该参数加密法加密后输出至该蓝牙控制单元；该第二蓝牙耳机装置中的该蓝牙控制单元输出该加密数字语音信号；该第二手机装置中的该第二蓝牙模块接收该加密数字语音信号并经该第二手机装置输出；该通信任何一方发现检核码错误时送出警告信息。

本发明的第四特征为该第一手机装置对该第一蓝牙耳机装置中的第二加密与解密单元加密法更新；该第二手机装置对该第二蓝牙耳机装置中的第二加密与解密单元加密法更新。该拨号程序APP发出蓝牙加密程序更新指令后，送出一组加密与解密单元程序代码至第二加密与解密单元中。该第一蓝牙耳机11中的第二加密与解密单元112接到加密指令与实时时间后读取拾音器与D/A单元113数字语音信号，加密并输出至第一手机装置 10中的第一蓝牙模块102，后由第一手机装置10传至交换中心30；该第二手机20收到交换中心送来的加密数字语音信号经第二蓝牙模块202传至第二蓝牙耳机装置21；第二蓝牙耳机装置21中的第二加密与解密单元 212接到加密数字语音信号解密后由D/A与喇叭单元214输出声音；第一手机10、第一蓝牙耳机11为通信双方之一的标准配备；第二手机20、第二蓝牙耳机21为通信双方的另一方的标准配备。第一手机10与第二手机20均为3G手机、3.5G手机或4G及之后发展的新规格手机；上述第一手机、第二手机均内建蓝牙模块，以与外部蓝牙耳机进行通信；上述手机上包含本发明中的拨号程序APP(101与201)，执行于手机上的操作系统为如苹果公司的iOS、谷歌公司的Android及微软公司的Windows Phone 等。第一蓝牙耳机11包含蓝牙控制单元111、第一加密与解密单元(加密/ 解密单元)112、MIC与A/D单元113、D/A与喇叭单元114及电源电路。

本发明的第一特征为该第一手机装置10与第一蓝牙耳机装置11对 PING；该第一手机装置10与第一蓝牙耳机装置11对PING。其较佳实施方法为该第一手机装置10与第一蓝牙耳机装置11对PING时，该拨号程序APP 101送出一组通行码至该第一蓝牙耳机装置11，储存于第一加密与解密单元112中；该第二手机装置20与第二蓝牙耳机装置21对PING 时，该拨号程序APP 201送出一组通行码至该第二蓝牙耳机装置21，储存于第二加密与解密单元212中。

图2为本发明第一较佳实施例的一检核码数据结构示意图。检核码数据送出次序为同步码250、检核码加密法宣告251、通行码252、时间码253 和蓝牙耳机产品序号码254。检核码加密模式宣告包含4个字节数据，分别代表时间码、通行码、蓝牙耳机序号码的每一编码方法以及此三者的排序关系。例如41h、08h、F5h及39h可表示：

41h：时间码、通行码、蓝牙耳机序号码三者的前后排序法，共3种。 4表示时间码长度为4个字节；

08h：时间码的加密模式为第8种；

F5h：通行码的加密模式为第245种；

39h：蓝牙耳机序号码加密模式为第39种；

合计检核码加密的排列组合有3x 256x 256x 256＝50,331,648，大约5 千万种加密变化。当然，还可以有更多种排列组合，例如将时间码做不同的排序，如星期、日、年、月、时、分等等甚至使用农历及天干地支等，不另赘述。

时间码为4至10字节的ASCII码，代表公元年、月、日、星期、时、分等等。当次通信时间码使用多少字节，时间码的加密方法及时间码在检核码的排序由上述检核码加密模式宣告随机决定。因为时间是随时变动的，因此即便监听者“复制了前次通信的检核码”并在本次监听时送出了检核码，还是很容易被发现的(因为多了一组检核码)，而且复制的时间码也可能“过期失效”而被检出。

通行码(发话者)为8至16码的数字与英文字母组成的ASCII码，因此每一个发话者其通行码设定皆不相同，通行码的加密模式亦有256种。

发话者蓝牙耳机产品序号码为本发明蓝牙耳机产品的内建序号，为36 个字节的英文字母及阿拉伯数字组成的产品序号，每一蓝牙耳机装置均有其唯一产品序号，其加密模式亦有256种。

因此，本发明公开的检核码具有下列技术特征：

(1)检核码为随机发出，除第一时隙必然发出外，其他时隙则随机发出，而且一旦发出检核码，收话者必须送出收话者端的检核码，因此可达到反监听的目的。

(2)检核码的数据总长度随机改变。

(3)不同的时间有不同的时间码，自然每一次检核码也都不相同。

(4)检核码的三个部分，时间码、通行码及蓝牙耳机产品序号码都各有自身的256中加密方法。

检核码的数据结构、加密方式以及随机送出并要求回复的技术特征，均较前案具新颖性与创造性，那就是即便监听者使用本发明中的蓝牙耳机进行监听，也会因为被要求回复送出己方的检核码，因此监听行为立即被发现，即便保持“静默监听”也无济于事。

本发明另一主要特征为在数字语音数据上公开一种混合式加密数字语音通信法，此法为参数加密法与时隙变码法两者的混合使用，其中参数加密法/时隙变码宣告码为发话者通知收话者本次通信的参数加密模式及时隙常数值。此宣告码为一组4个字节的数据结构再加上前置的同步码，例如加密法/时隙常数宣告码为69h、31h,01,0Fh则代表：

69h，表示原始码加码值为69h,换言之收信端解码时须减69h；

31h，表示随机数加码字节为3且为第一种排列，例如34h、56h、F3h、 06h，其中仅有34h为真正的原始码，其余为随机乱码。

21h，1表示Nibble-swap，换言之译码时需位0-3与位4-7互换，例如收到34h时应解码为43h；其中2则表示原始码加码/随机数加码数 /Nibble-Swap三者的排序为第二种的0Fh，为时隙常数，单位为秒，0Fh则代表15秒，亦即每一个时隙时间长度为15秒，也就是说每隔15秒发话端会改变一次发话的参数加密法，因此，如果通话时间为1分钟，会有4次加密。

参数加密法变化。同样的，通信的另外一端也会送出自身的时隙常数。

同步码分成三种，分别置于检核码前端、加密法/时隙常数宣告码前端及加密数字语音数据前端。三种同步码均为3个字节(Byte)分别为：

检核码同步码：11h,EEh,AAh

加密法/时隙常数宣告码同步码：33h,CCh,AAh

加密数字语音数据同步码：55h,AAh,55h

时隙(Time-Slot)的定义，在本案的语音加密数据传送开始时，传送端的蓝牙耳机中的加密与解密单元会随机定义一个整数秒为单位，例如10 秒或15秒，这个10秒或15秒称为一个时隙，简言之，时隙的单位时间为秒，每一时隙的时间可为1秒至60秒之间的一种。

本发明一实施例的加密与解密工作均在蓝牙耳机的定制化第一加密与解密单元与112及第二加密与解密单元212内部进行。本发明一实施例的加密方法称为参数与时隙变码模式的复合式加密法，在每一个时隙中使用一种参数加密法，在另外一个时隙则使用另外一种参数加密法。在参数加密法中，至少包含原始码加码法、随机数加码法及Nibble-Swap三种方法的组合所构成，共有2048种变化组合，若进一步考虑三种方法前后排序，则共有2048x 6＝12,288种排列组合：

1.原始码加码法。将原始码予以加码，将一个字节(Byte)的原始语音数字化数据从加0、加1…至加255，合计有256种变化。例如原始码为 23h，若加码1Ah则原始码变为3Dh等，若原始码加码法在加码后新的数值若超过FFh，则进位不计仍仅保留一个字节(Byte)长度。另外，所谓原始码指从数字麦克风收到讲话者模拟语音输入经数字化转成的第一层数字语音码。

2.随机数加码法。随机数加码法定义为伴随每一原始码的多个字节 (Byte)的随机乱码，设若随机数加码法加码数为3，则共有4种变化：

第1种 原始码 第一乱码 第二乱码 第三乱码

第2种 第一乱码 原始码 第二乱码 第三乱码

第3种 第一乱码 第二乱码 原始码 第三乱码

第4种 第一乱码 第二乱码 第三乱码 原始码

自然，本案实际实施时并未限制随机数加码法加码数为3，实际产品可能为5、为7或为其他数字。

3.原始码做Nibble swap，定义为将原始码的第1至4字节与第5至第8字节予以交换，共有2种变化，例如原始码为D7h经Nibble swap后变成7Dh等。

参数加密法小结，合计上述三种方法共可产生256x4x2＝2,048种参数加密法变化数，如果包含上述三者的排序，则会有2,048x6＝12,288种排列组合，如果没有正确解密，则监听者所听到的均为噪声罢了。

时隙变码法的单位加密时间设定。时隙变码法定义，本发明特征之一为公开了一种时隙变码技术，“时隙”定义为小于一分钟的数秒时间，例如10秒、15秒等时间皆可称为一个时隙，而时隙变码法为每一个时隙中使用一种参数加密法，所以“时隙”也可称为“时间封包”，每次通话中双方随机各自设定一个固定的秒数。例如在一次通信中蓝牙耳机随机设定每30秒为一个时隙，则开始通话的第1秒钟一开始至第30秒结束时使用一种参数加密法，而第31秒一开始至第60秒结束时使用另外一种参数加密法，换言之，如果整个通话时间为60秒则在一分钟内共采用2种不同的参数加密法，因此上述参数加密法中有12,288种参数加密变化，则混合了时隙变码法后共有12,288的2次方种加密法，即12,288x 12,288＝150,994,944约有1亿5千万种变化。进一步讲，如果“时隙常数”设定为20秒，则在60秒通话时间内可以有12,288的3次方，共有 1,855,425,871,872约1兆8,000万以上种排列组合，因此可以确定任何人均无法解密。更进一步，通信的双方均可使用自身的参数加密法及时隙变码法，那么在仅仅在一分钟的通话中，总其加密种类的排列组合数就是一兆8000万种排列组合的两次方，约为3,400亿兆种排列组合，换言之为一天文数字了。

本发明中的解密方法是加密方法的反向操作，本发明的另一特征就是加密种类轻易可达无限多种但是加密与解密技术却又特别简单。

前述市面上有一种手机窃听软件，其窃听的方法为将被监听者的通话记录在内存中，然后利用空闲时间将记录的文件传回至监听者指定的手机号码或网站中。这类监听技术并无法在本发明技术中得逞，因为在本发明中，手机与蓝牙耳机之间传输的内容为数字加密语音数据，该手机监听软件即便完整截录到所有通话时间内的所有数字数据，如上述所言，光是一分钟之内数据就有3,400亿兆种加密模式，我们相信对方也是束手无策徒呼奈何。

图3A为本发明第一较佳实施例中的一加密语音数据空中传输中的数据结构示意图。上半部为通信双方的第一手机装置加密语音数据送出结构图，下半部则为通信双方的另外一方语音加密数据送出结构图，其结构完全相同，说明如下：

图3B上半部，第一手机装置10传给第二手机装置20，图中分成第1 时隙与第2时隙，第一时隙的时间均包含三大部分，检核码、参数加密法/ 时隙常数宣告以及加密数字语音数据，第二时隙的数据也包含三大部分，检核码、参数加密法以及加密数字语音数据，第一时隙与第二时隙的差异在第二部分，即参数加密法/时隙常数宣告码，在第二时隙不需有时隙常数宣告，另外第二时隙的检核码为随机送出，换言之，在每一次通信中，仅在第一时隙时需要宣告时隙常数宣告码以及检核码，第二时隙以后的所有时隙的检核码均为随机。例如通话时间为5分钟，参数加密法/时隙常数宣告码的时隙为30秒，那么5分钟的通话分成10个时隙，每个时隙均为30 秒。另外，在这10个时隙中，检核码至少发出一次。检核码随机发出的目的在于防止监听者在通话过程中“插入监听”，亦即具有反监听效果。

图4为本发明第一较佳实施例中的通信检核码建立流程示意图。本图为通信双方建立彼此检核码的操作流程：

[步骤410]及[步骤460]为通信双方建立检核码的前置动作，完成己方手机装置与己方蓝牙耳机对PING动作。[步骤410]为第一手机装置10 用户与第一蓝牙耳机装置11对PING；[步骤460]为第二手机装置20 用户与第二蓝牙耳机装置21对PING。

[步骤410]为第一手机装置10用户执行第一拨号程序APP 101，并输入使用者通行码，完成后该拨号程序APP 101送出通行码及时间码至第一蓝牙耳机装置11，第一蓝牙耳机装置11收到通行码及时间码后将通行码及时间码连同第一蓝牙耳机装置11的产品序号码存入第一加密与解密单元112内部，并回复拨号程序APP 101该通行码建立工作完成。

[步骤460]为第二手机装置20用户执行第二拨号程序APP 201，并输入使用者通行码，完成后该拨号程序APP 201送出通行码及时间码至第二蓝牙耳机装置21，第二蓝牙耳机装置21收到通行码及时间码后将通行码及时间码连同第二蓝牙耳机装置的产品序号码存入第二加密与解密单元 212内部，并回复拨号程序APP 201该通行码建立工作完成。

本发明的第二特征为该第一手机系统(第一手机装置10与第一蓝牙耳机装置11)与该第二手机系统(第二手机装置20与第二蓝牙耳机装置21)对 PING。其较佳实施方法为该第一手机系统与该第二手机系统对PING时，双方各送出一组检核码，该检核码包含同步码、检核码加密法宣告、通行码、时间码与蓝牙耳机序号码。

[步骤420]、[步骤470]及[步骤430]为通信双方对PING以建立彼此检核码的操作流程：

[步骤420]为第一手机装置10用户执行第一拨号程序APP 101，拨打第二手机装置20电话号码，电话拨通之后，第一蓝牙耳机装置11送出检核码，该检核码经由第一手机装置10送出。

[步骤470]为第二手机装置20电话铃响，用户接起电话后，收到第一手机装置送出的第一检核码，该第一检核码及时间码存入第二蓝牙耳机装置21中的第二加密与解密单元212内部；该第二蓝牙耳机装置21并送出己方知检核码后完成工作。

[步骤430]第一手机装置10收到第二手机发出的检核码后传入第一蓝牙耳机装置11并存入加密与解密单元内部，结束通信双方检核码建立工作。

本发明的第三特征为该第一手机系统与该第二手机系统实施加密通信。其较佳实施方法为通信时该拨号程序APP 101送出一加密指令与实时时间码至第一蓝牙耳机装置中11；该第一蓝牙耳机装置中11送出一检核码、一加密法/时隙常数宣告，并将语音输入信号加密后输出。

图5为本发明中通信双方执行加密数字语音通信的流程：

[步骤510]第一手机装置10端：发话者使用第一拨号程序APP 101 选择加密通信后拨出电话，同时送出加密指令与时间码至第一蓝牙耳机装置11；

[步骤520]第一蓝牙耳机装置11收到加密指令与时间码后：

随机选取加密模式，送出己方检核码；

随机选取加密法/时隙常数，送出加密法/时隙常数宣告，准备发话；

[步骤550]第二手机装置20端：电话声响

第二蓝牙耳机装置21收到对方检核码，核对检核码检核码正确，第二蓝牙耳机装置21送出己方检核码；第二蓝牙耳机装置21送出本次通话的加密法/时隙常数宣告，准备发话；

检核码错误，第二蓝牙耳机装置21送出警示信息通知第二手机装置20。

[步骤530]第一蓝牙耳机装置11开始加密通话；

接收拾音器与D/A单元113的数字化语音数据，根据加密法予以加密后输出；

[步骤540]第一蓝牙耳机装置11于第一时隙时间结束，随机选择下一时隙是否送出检核码；

随机产生下一时隙加密法(呼叫加密法)，送出加密法

[步骤541]通话结束？

是，结束通话

否，回到步骤530；

[步骤560]第二手机装置20读取对方加密法/时隙常数宣告，准备解码；

第二手机装置20读取对方加密数字语音数据进行译码，译码后还原数字语音信号再输出至D/A与喇叭单元214，拨放声音。

[步骤570]第二手机装置20发话：

送出己方加密法/时隙常数宣告；

接收拾音器与D/A单元213的数字化语音数据，根据己方加密法予以加密后输出，双向通信中。

本发明的第四特征为该第一手机装置对该第一蓝牙耳机装置中的第二加密与解密单元加密法更新；该第二手机装置对该第二蓝牙耳机装置中的第二加密与解密单元加密法更新。其较佳方法为该第一手机装置10中的该拨号程序APP 101发出蓝牙耳机装置加密程序更新指令后，送出一组程序代码至第一蓝牙装置11中的第二加密与解密单元112中；该第二手机装置20中的该拨号程序APP 201发出蓝牙耳机装置21加密程序更新指令后，送出一组程序代码至第二蓝牙装置21中的第二加密与解密单元212 中。

图6为蓝牙耳机装置中的加密与解密单元的结构图。

命令处理单元11211：接受来自手机装置10、20上拨号程序APP 101、 210的命令及数据并处理。检核码加密法产生器11212：随机产生本次通信或本时隙的检核码及检核码加密法宣告。检核码译码器11213：在接收模式下，根据收到的检核码加密法宣告将检核码解密并核对是否正确并回报。语音数据加密法产生器11214：在传送模式下，随机产生本时隙的数字语音数据加密法宣告输出及将拾音与A/D单元113、213的数字语音数据加密后输出至手机装置10、20。加密数字语音数据译码器11215：在接收模式下，根据收到的数字语音数据加密法宣告将加密数字语音数据译码为数字语音数据并送至D/A与喇叭单元114、214输出。

以上所述仅为本发明的较佳具体实施例，但本发明的特征并不局限于此，任何熟悉该项技艺者在本发明领域内，可轻易思及的变化或修饰，皆应涵盖在本发明的权利要求范围内。

Claims (8)

1.一种实施加密解密于蓝牙耳机端的手机通信防窃听系统，其特征在于，该系统包含第一手机装置与第一蓝牙耳机装置，其中，

该第一手机装置为一内建有蓝牙模块的智能手机装置；

该第一蓝牙耳机装置包含：

一锂离子电池，以提供蓝牙耳机装置所需电能；

一蓝牙控制单元，用以耦接至该第一手机装置内建的蓝牙模块以传输数据；

一加密与解密单元，用于执行加密与解密，该加密与解密单元的一第一端子耦接该蓝牙控制单元，一第二端子耦接一拾音与A/D单元，一第三端子耦接一D/A与扬声器单元，其中，该加密与解密单元将该拾音与A/D单元输出的一第一语音数据加密，加密后的该第一语音数据经该蓝牙控制单元传送至该第一手机装置，以及将该蓝牙控制单元所接收的来自于该第一手机装置且经加密的一第二语音数据解密，解密后的该第二语音数据经该D/A与扬声器输出，其中，该第一蓝牙耳机装置的一第一序号码和该第一手机装置的一第一用户输入的一第一通行码存储在该第一蓝牙耳机装置中，一第二蓝牙耳机装置的一第二序号码和一第二手机装置的一第二用户输入的一第二通行码存储在该第二蓝牙耳机装置中，其中通过该第一手机装置与该第二手机装置，将存储在该第一蓝牙耳机装置中的该第一序号码和该第一通行码存储在该第二蓝牙耳机装置中，以及将存储在该第二蓝牙耳机装置中的该第二序号码和该第二通行码存储在该第一蓝牙耳机装置中。

2.根据权利要求1所述的实施加密解密于蓝牙耳机端的手机通信防窃听系统，其特征在于，该第一蓝牙耳机装置中的该加密与解密单元包含一韧体以进行加密与解密，其中该加密与解密包含参数加密法及时隙变码法。

3.根据权利要求1所述的实施加密解密于蓝牙耳机端的手机通信防窃听系统，其特征在于，该第一手机装置使用下列无线技术中的至少一种：GSM、CDMA、CDMA2000、WCDMA、TD-SCDMA与LTE。

4.根据权利要求1所述的实施加密解密于蓝牙耳机端的手机通信防窃听系统，其特征在于，该第一手机装置送出一加密指令和一实时时间码至该第一蓝牙耳机装置，该加密与解密单元接收该加密指令后，随机产生一参数加密法和一时隙常数并送出一检核码和一加密法/时隙常数宣告，并将语音输入信号加密后输出至该第一手机装置。

5.根据权利要求1所述的实施加密解密于蓝牙耳机端的手机通信防窃听系统，其特征在于，该第一蓝牙耳机装置中的该加密与解密单元包含一韧体以进行加密与解密，其中，该第一手机装置发出蓝牙加密程序更新指令后，送出一组程序代码至该加密与解密单元中以更新该韧体中的一加密程序。

6.根据权利要求4所述的实施加密解密于蓝牙耳机端的手机通信防窃听系统，其特征在于，该检核码包含同步码、检核码加密法宣告、通行码、时间码与该第一蓝牙耳机装置的序号码。

7.根据权利要求4所述的实施加密解密于蓝牙耳机端的手机通信防窃听系统，其特征在于，该蓝牙控制单元能够整合该加密与解密单元为一集成元件。

8.根据权利要求3所述的实施加密解密于蓝牙耳机端的手机通信防窃听系统，其特征在于，该加密与解密单元为一芯片，该芯片包含硬件设计以进行加密与解密，其中该加密与解密包含参数加密法与时隙变码法。

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