CN109982317B - 一种基于cdma网络的语音加解密系统及方法 - Google Patents

一种基于cdma网络的语音加解密系统及方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种基于CDMA网络的语音加解密系统及方法，其中该系统包括主叫终端、CDMMA网络密钥分发中心和被叫终端，主叫终端包括第一主处理器、与第一主处理器双向通信的第一通信处理器、和与第一主处理器双向通信的第一密码模块，被叫终端包括第二主处理器、与第二处理器双向通信的第二通信处理器、和与第二主处理器双向通信的第二密码模块，第一通信处理器和第二通信处理器用于接收和输出语音数据且均与CDMA网络通信；主叫终端与被叫终端均与CDMA网络密钥分发中心通信。本发明用于提升语音数据加解密速度，减小语音数据从主叫终端到被叫终端的时延。

Description

一种基于CDMA网络的语音加解密系统及方法
技术领域
本发明属于通信技术领域，具体涉及一种基于CDMA（Code Division MultipleAccess，码分多址）网络的语音加解密系统及方法。
背景技术
随着通信产业的蓬勃发展及手机等移动终端技术的普遍应用，窃听等手段窃取手机的通话语音信息导致用户数据泄露的问题日益严重，为手机用户造成很大损失，因此，用户对移动通信的安全性提出了越来越高的要求。目前主流的语音加密技术大多数基于分组域加密，通常采用VoIP（Voice over Internet Protocol，基于IP的语音传输）和IPSec（Internet Protocol Security，互联网安全协议）的组合方案进行加密，但这种加密方式在网络带宽受限时无法提供高质量的语音传输服务，另一种语音加密方案是基于WCDMA（Wideband Code Division Multiple Access，宽码分多址）和GSM（Global System ForMobile Communications，全球移动通信系统）网络，但目前WCDMA和GSM网络不支持端到端的语音数据传输功能，加密后的语音信息在网络中会被重新编码转换，导致在传输到接收端后时延大，降低用户体验。
发明内容
本发明提供一种基于CDMA网络的语音加解密系统及方法，用于提升语音数据加解密速度，减小语音数据从主叫终端到被叫终端的时延。
为了解决上述技术问题，本发明所提出如下技术方案予以解决：
一种基于CDMA网络的语音加解密系统，其特征在于，包括主叫终端、CDMMA网络密钥分发中心和被叫终端，所述主叫终端包括第一主处理器、与第一主处理器双向通信的第一通信处理器、和与第一主处理器双向通信的第一密码模块，所述被叫终端包括第二主处理器、与第二处理器双向通信的第二通信处理器、和与第二主处理器双向通信的第二密码模块，所述第一通信处理器和第二通信处理器用于接收和输出语音数据且均与CDMA网络通信；所述主叫终端与被叫终端均与所述CDMA网络密钥分发中心通信。
进一步地，所述主叫终端还包括通过接口与所述第一主处理器连接的第一密卡，所述第一主处理器通过所述第一密卡获取第一密钥协商数据。
进一步地，所述被叫终端还包括通过接口与所述第二主处理器连接的第二密卡，所述第二主处理器通过所述第二密卡获取第二密钥协商数据。
进一步地，所述第一通信处理器集成有第一音频编译码器，所述第二通信处理器集成有第二音频编译码器，且第一音频编译码器和第二音频编译码器均用于接收由麦克风拾取的语音数据，且输出经听筒播放的语音数据。
本发明还涉及一种利用如上所述的基于CDMA网络的语音加解密系统进行语音加解密的方法，其特征在于，包括如下步骤：主叫终端向被叫终端发送语音通话请求；被叫终端接收到语音通话请求时，获取第一密钥协商数据并向CDMA网络密钥分发中心发送被叫密钥协商请求；密钥分发中心接收到所述被叫密钥协商请求后，向所述主叫终端发送主叫通知；主叫终端接收到主叫通知后，获取第二密钥协商数据并向CDMA网络密钥分发中心发送主叫密钥协商请求；密钥分发中心接收到主叫密钥协商请求后，根据第一密钥协商数据和第二密钥协商数据计算会话密钥，并分别向第一主处理器和第二主处理器发送密钥协商响应消息；以及在第一主处理器和第二主处理器均接收到对应的密钥协商响应消息后，根据会话密钥，第一密码模块和第二密码模块对主叫终端和被叫终端之间的语音数据进行加解密。
进一步地，第一密码模块加密来自主叫终端的语音数据以及解密来自被叫终端的语音数据，第二密码模块加密来自被叫终端的语音数据以及解密来自主叫终端的语音数据。
进一步地，第一密码模块和第二密码模块对主叫终端和被叫终端之间的语音数据进行加解密的步骤包括：用于设置语音数据的语音编码格式的步骤。
进一步地，在所述第一主处理器接收到密钥协商响应消息后，向第一通信处理器发送控制信号并控制第一通信处理器选择语音编码格式为EVRC语音数据编码格式；且在所述第二主处理器接收到密钥协商响应消息后，向第二通信处理器发送控制信号并控制第二通信处理器选择语音编码格式为EVRC语音数据编码格式。
进一步地，第一密码模块和第二密码模块对主叫终端和被叫终端之间的语音数据进行加解密的步骤还包括：所述第一主处理器向第一通信处理器发送加密控制命令，以将第一通信处理器接收到的主叫终端的语音数据和接收到的被叫终端的语音数据分别通过第一主处理器发送至第一密码模块进行加密和解密；所述第二主处理器向第二通信处理器发送加密控制命令，以将第二通信处理器接收到的被叫终端的语音数据和接收到的主叫终端的语音数据分别通过第二主处理器发送至第二密码模块进行加密和解密。
进一步地，主叫终端和被叫终端之间加密后的语音数据通过CDMA网络传送。
与现有技术相比，本发明提供的基于CDMA网络的语音加解密系统及方法的优点和有益效果是：第一主处理器与第一通信处理器通过专用数据通道通信，且第二主处理器与第二通信处理器也通过专用数据通道通信，加解密效率高，且第一通信处理器和第二通信处理器通过CDMA网络发送和接收加密后的语音数据，实现快速语音数据传递，降低语音数据传输时延，且传输稳定性好。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对本发明实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简要介绍，显而易见地，下面描述的附图是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。
图1为本发明的基于CDMA网络的语音加解密系统的原理框图；
图2为本发明的基于CDMA网络的语音加解密系统进行语音加解密的方法的实现流程图；
图3为本发明的基于CDMA网络的语音加解密系统的主叫终端传递语音数据至被叫终端的实现流程图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
为了基于CDMA网络实现端对端的语音通信加密且加解密速度快，降低语音数据传输时延，本实施例提供了一种基于CDMA网络的语音加解密系统，如图1所示，包括主叫终端10、CDMMA网络密钥分发中心30和被叫终端20，主叫终端10包括第一主处理器11、与第一主处理器11双向通信的第一通信处理器12、和与第一主处理器11双向通信的第一密码模块13，被叫终端20包括第二主处理器21、与第二处理器21双向通信的第二通信处理器22、和与第二主处理器22双向通信的第二密码模块23，第一通信处理器12和第二通信处理器22用于接收和输出语音数据且均与CDMA网络通信；主叫终端10与被叫终端20均与CDMA网络密钥分发中心30通信。
具体地，主叫终端10和被叫终端20属于同一类型终端，因此在结构以及在接收语音数据和传输语音数据方面是相同的。如图1所示，第一通信处理器12用于接收麦克风14拾取的原始语音数据、输出经听筒15播放的解密后的数据，并且与第二通信处理器22进行CDMA网络通信，第一主处理器11通过第一密码模块13将第一通信处理器12传递的语音数据进行加解密操作，并通过第一主处理器11和第一通信处理器12之间的双向通信通道向第一通信处理器12发送控制消息，第一主处理器11主频高，处理速度快，能够通过第一密码模块13对语音数据进行快速的加解密操作，第一主处理器11和第一通信处理器12之间的双向通信通道减少语音数据传输时延，提升用户体验。同理，第二通信处理器22用于接收麦克风24拾取的原始语音数据、输出经听筒25播放的解密后的数据，并且与第一通信处理器12进行CDMA网络通信，第二主处理器21通过第二密码模块23将第二通信处理器22传递的语音数据进行加解密操作，并通过第二主处理器21和第二通信处理器22之间的双向通信通道向第二通信处理器22发送控制消息。在本实施例中，第一通信处理器12上集成有第一音频编译码器121，第二通信处理器22上集成有第二音频编译码器221，且第一音频编译码器121和第二音频编译码器221均用于接收由麦克风24拾取的语音数据，且输出经听筒25播放的语音数据。
在本实施例中，实现在主叫终端10和被叫终端20之间的加密通话的过程如下所述，如图2所示，主叫终端10向被叫终端20发出语音通话请求；在被叫终端20接收到该语音通话请求时，被叫终端20中的第二主处理器21通过第二密卡（未示出）获取第二密钥协商数据，并通过短消息通道向CDMA网络密钥分发中心30发送被叫密钥协商请求，其中该第二密卡与SD卡类似，例如通过符合标准Micro SD（TF）的物理接口插在被叫终端20上，且第二密卡中保存有第二密钥协商数据；CDMA网络密钥分发中心30接收到该被叫密钥协商请求后，向主叫终端10发出主叫通知；主叫终端10的第一主处理器11接收到该主叫通知后，第一主处理器11通过第一密卡（未示出）获取第一密钥协商数据，并通过短消息通道向CDMA网络密钥分发中心30发送主叫密钥协商请求，其中该第二密卡与SD卡类似，例如通过符合标准Micro SD（TF）的物理接口插在主叫终端10上，且第一密卡中保存有第一密钥协商数据；在CDMA网络密钥分发中心30接收到主叫密钥协商请求后，CDMA网络密钥分发中心30提取第一密钥协商数据和第二密钥协商数据通过一定的加密算法计算会话密钥，并向主叫终端10发送主叫密钥协商响应消息且向被叫终端20发送被叫密钥协商响应消息；在主叫终端10接收到主叫密钥协商响应消息后，第一密码模块13根据会话密钥对原始语音数据进行加密且对来自被叫终端20的加密语音数据进行解密，且在被叫终端20接收到被叫密钥协商响应消息后，第二密码模块23根据会话密钥对原始语音数据进行加密且对来自主叫终端20的加密语音数据进行解密。
具体地在主叫终端10的第一主处理器11接收到主叫密钥协商响应消息后，第一主处理器11向第一通信处理器12发送传输控制指令，用于通知第一通信处理器12与网络基站协商语音数据编码格式，语音数据编码格式可以选择为EVRC（Enhanced Variable RateCodec，增强型可变速率编解码器）语音数据编码格式或其他合适类型的语音数据编码格式，本实施例语音数据编码格式采取全速率的EVRC语音数据编码格式。同理地，在被叫终端20的第二主处理器11接收到被叫密钥协商响应消息后，第二主处理器11向第二通信处理器22发送传输控制指令，用于通知第二通信处理器22与网络基站协商语音数据编码格式，本实施例语音数据编码格式采取全速率的EVRC语音数据编码格式，这种语音数据编码格式保证语音数据在CDMA网络中传输过程中不进行二次编解码，进一步降低语音数据传输时延。
在选择全速率的EVRC语音数据编码格式之后，被叫终端20响应，例如响铃或震动，此时被叫终端20的用户接听语音通话请求，此后第一密码模块13根据会话密钥对原始语音数据进行加密且对来自被叫终端20的加密语音数据进行解密，且第二密码模块23根据会话密钥对原始语音数据进行加密且对来自主叫终端20的加密语音数据进行解密，实现通话信息加密。
具体地，如图3所示，示出了语音通话过程中的语音数据加密解密的过程：在被叫终端20接听语音通话请求后，第一通信处理器12通过麦克风14拾取主叫用户的原始声音并通过第一音频编解码器121编码为原始EVRC语音数据，且将原始EVRC语音数据发送至第一处理器11；第一处理器11通过第一密码模块13对原始EVRC语音数据加密并返回第一处理器11；第一处理器11将加密后的EVRC语音数据发送至第一通信处理器12；第一通信处理器12通过CDMA网络将加密后的EVRC语音数据发送至被叫终端20的第二通信处理器22；第二通信处理器22接收到加密后的EVRC语音数据并将该数据发送至第二主处理器21，第二处理器21通过第二密码模块23对加密后的EVRC语音数据解密并返回至第二处理器21；第二处理器21将解密后的EVRC语音数据发送至第二通信处理器22；第二通信处理器22将解密后的EVRC语音数据发送到第二音频编解码器221，由听筒25播放。类似地，通过麦克风24拾取被叫用户的原始声音时，对语音数据的加密和解密的过程于上述过程相同，在此不做赘述。
本发明提供的基于CDMA网络的语音加解密系统及方法，第一主处理器11与第一通信处理器12通过专用数据通道通信，且第二主处理器21与第二通信处理器22也通过专用数据通道通信，加解密效率高，且第一通信处理器11和第二通信处理器12通过CDMA网络发送和接收加密后的语音数据，实现快速语音数据传递，降低语音数据传输时延，且传输稳定性好。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (9)

1.一种基于CDMA网络的语音加解密系统进行语音加解密的方法，其特征在于，所述语音加解密系统包括主叫终端、CDMA网络密钥分发中心和被叫终端，所述主叫终端包括第一主处理器、与第一主处理器双向通信的第一通信处理器、和与第一主处理器双向通信的第一密码模块，所述被叫终端包括第二主处理器、与第二处理器双向通信的第二通信处理器、和与第二主处理器双向通信的第二密码模块，所述第一通信处理器和第二通信处理器用于接收和输出语音数据且均与CDMA网络通信；所述主叫终端与被叫终端均与所述CDMA网络密钥分发中心通信；
所述方法包括如下步骤：
所述主叫终端向所述被叫终端发送语音通话请求；
所述被叫终端接收到语音通话请求时，获取第一密钥协商数据并向所述CDMA网络密钥分发中心发送被叫密钥协商请求；
所述CDMA网络 密钥分发中心接收到所述被叫密钥协商请求后，向所述主叫终端发送主叫通知；
所述主叫终端接收到所述主叫通知后，获取第二密钥协商数据并向所述CDMA网络密钥分发中心发送主叫密钥协商请求；
所述CDMA网络 密钥分发中心接收到所述主叫密钥协商请求后，根据所述第一密钥协商数据和所述第二密钥协商数据计算会话密钥，并分别向所述第一主处理器和所述第二主处理器发送密钥协商响应消息；以及
在所述第一主处理器和所述第二主处理器均接收到对应的密钥协商响应消息后，根据所述会话密钥，所述第一密码模块和所述第二密码模块对所述主叫终端和所述被叫终端之间的语音数据进行加解密。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一密码模块加密来自所述主叫终端的语音数据以及解密来自所述被叫终端的语音数据，所述第二密码模块加密来自所述被叫终端的语音数据以及解密来自所述主叫终端的语音数据。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一密码模块和所述第二密码模块对所述主叫终端和所述被叫终端之间的语音数据进行加解密的步骤包括：用于设置语音数据的语音编码格式的步骤。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在所述第一主处理器接收到密钥协商响应消息后，向第一通信处理器发送控制信号并控制所述第一通信处理器选择语音编码格式为EVRC语音数据编码格式；且在所述第二主处理器接收到密钥协商响应消息后，向第二通信处理器发送控制信号并控制所述第二通信处理器选择语音编码格式为EVRC语音数据编码格式。
5.根据权利要求3或4所述的方法，其特征在于，所述第一密码模块和所述第二密码模块对所述主叫终端和所述被叫终端之间的语音数据进行加解密的步骤还包括：所述第一主处理器向第一通信处理器发送加解密控制命令，以将所述第一通信处理器接收到的主叫终端的语音数据和接收到的被叫终端的语音数据分别通过所述第一主处理器发送至所述第一密码模块进行加密和解密；所述第二主处理器向第二通信处理器发送加解密控制命令，以将所述第二通信处理器接收到的被叫终端的语音数据和接收到的主叫终端的语音数据分别通过所述第二主处理器发送至所述第二密码模块进行加密和解密。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述主叫终端和所述被叫终端之间加密后的语音数据通过CDMA网络传送。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述主叫终端还包括通过接口与所述第一主处理器连接的第一密卡，所述第一主处理器通过所述第一密卡获取所述第一密钥协商数据。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述被叫终端还包括通过接口与所述第二主处理器连接的第二密卡，所述第二主处理器通过所述第二密卡获取所述第二密钥协商数据。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一通信处理器集成有第一音频编译码器，所述第二通信处理器集成有第二音频编译码器，且第一音频编译码器和第二音频编译码器均用于接收由麦克风拾取的语音数据，且输出经听筒播放的语音数据。
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