CN113286293B - 一种基于安全密码钥匙的安全通话方法、装置和系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种基于安全密码钥匙的安全通话方法，包括基于安全密码钥匙的拨打电话方法和接听电话方法，包括以下步骤：拨打/接听电话前，检测模块检测终端是否已插入安全密码钥匙模块；验证模块对输入的密码进行验证；终端提示双方建立通话，主控模块对语言数据进行处理，安全密钥模块对语音数据加密。本发明的有益效果在于：解决智能手机电话恶意接听及通话不安全的问题，可有效防止非授权接听方接听电话，以及对通话语音内容进行加密传输，既保证通话者身份又通过安全硬件对通话语音数据加密，保护通话安全，该技术方案对提升终端用户安全通讯具有积极的效果。

Description

一种基于安全密码钥匙的安全通话方法、装置和系统

技术领域

本发明涉及信息安全技术领域，特别是一种基于安全密码钥匙的安全通话方法、装置和系统。

背景技术

随着移动网络和智能终端技术的不断发展，包括智能手机、平板等移动智能终端被普及应用于人们工作生活中。智能手机当前最为普及的移动通讯工具，在开发性的网络环境下保障通话安全是各方解决终端通讯安全的重点，特别是私密电话被恶意接听、窃听等，将导致严重的信息泄露，从而被不法分子利用，用于诈骗、敲诈勒索等。目前智能手机来电多采用直接接听或通过简单的密码解锁直接接听方式，前者无法鉴别接听者身份，后者具有鉴别身份能力，但无法保证通话保密性。对于一些较好的加密通话来说，获取对称密钥的方法简单，容易被第三方窃取。

现有的技术主要是通过简单密码解锁后接听，或者直接通过简单的权限来认证接听方身份，因此通话安全性不强，易被窃听。保密性稍微较强一点的技术是在电话内容被传输的过程中添加了软算法，例如简单的对称密钥获取技术，对会话密钥进行简单的加密处理，而且对会话者的身份不做辨别，因此一旦窃密者伪造身份或者会话密钥被窃取，窃取者很容易对密文进行解密，从而使信息泄露。

发明内容

根据现有技术的特点，本发明提供了一种基于安全密码钥匙的安全通话方法、装置和系统，该方案在智能手机中增加安全密码钥匙，同时在会话密钥的获取过程添加了多重身份认证，保证信息双方的身份，同时对接听人身份及通话内容进行加密处理，从硬件层面上保障通话安全，解决当前通话和接听的不安全性。是通过如下技术方案实现的。

一种基于安全密码钥匙的安全通话方法，包括基于安全密码钥匙的拨打电话方法和接听电话方法，包括以下步骤：

拨打/接听电话前，检测模块检测终端是否已插入安全密码钥匙模块；

认证模块对输入的密码进行验证；

终端提示双方建立通话，主控模块对语言数据进行处理，安全密码钥匙模块对语音数据加密。

进一步的，所述拨打电话方法，包括以下步骤：

在拨打端开启通话；

拨打端的检测模块检测是否已插入安全密码钥匙模块；

拨打端的认证模块对密码进行验证对比，若判断密码正确，则通过主控处理模块调出并打开拨号模块，输入接听端的电话号码，并通过发送模块发送拨号信息给接听端；

发送模块将拨号信息发送给接收方，接听端接收到通话信息并提示用户进行接听操作，若接听端接听电话，则终端提示双方建立通话；

拨打端的主控处理模块对语音数据处理，安全密码钥匙模块调用会话密钥对语音数据加解密处理，双方成功进行语音通话，否则结束通话。

进一步的，所述接听电话方法，包括如下步骤：

接听端的接收模块接收到来电，并在终端显示来电接听界面；

接听端的检测模块检测终端是否已插入安全密码钥匙模块，

接听端的认证模块验证输入的指纹或数字密码是否与用户预设的指纹或数字密码一致，若验证一致，则接听界面处于可接听状态；

接听端提示双方建立通话，主控处理模块对语音数据处理，并通过安全密码钥匙模块调用会话密钥对语音数据加解密处理，双方成功进行加密语音通话。

一种基于安全密码钥匙的安全通话系统，包括用于信息交换的服务器和多个客户端，客户端包括拨打端和接听端：

所述客户端存储的个人信息，需要通过服务器进行交换，然后由服务器向需要通话的客户端下发对方的个人信息。

通过服务器，通话双方的个人信息获取：

首先通话的客户端分别将自己的用户SN、公钥及随机生成的会话密钥进行组包，然后利用服务器的公钥对组包文件进行加密，服务器接收后，使用自己的私钥解开组包文件，获取用户的SN号、公钥信息和会话密钥，并保存下来；

当通话的客户端双方建立通话时，服务器会向双方互发对方的个人信息；

服务器使用服务器会话密钥进行加密，客户端接收后利用客户端会话密钥对加密文件进行解密，获取通话对方的个人信息。

进一步的，客户端双方用户认证：

所述拨打端生成一个16个字节的随机数RandomA，同时使用国密SM4算法将RandomA、SNA、SNB的组合文件进行加密，得到48位字节的RandomA1，然后使用获取的接听端的公钥进行加密，使用自己的私钥进行签名；

所述接听端接收到加密后的RandomA1后，使用服务器下发的接听端的公钥进行验签，确认通过后使用自己的私钥对加密后的RandomA1进行解密，获取RandomA1,将RandomA1中的SNA、SNB号与自己保存的SNA、SNB进行对比，如果正确则获取RandomA1中的RandomA的前8个字节；如果错误则直接丢包；

在保存完RandomA的8个字节后，接听端自己随机生成8个字节的RandomB，然后将RandomA与RandomB结合生成16个字节的RandomC，再与SNA、SNB组包生成协商包B，利用拨打端的公钥进行加密处理，然后使用自己的私钥进行签名并发送给拨打端；

所述接听端接收后使用保存的接听端的公钥对协商包B验签，使用自己的私钥进行解密，获取RandomC，将RandomC中的SNA、SNB号与自己保存的SNA、SNB进行对比，如果正确则获取RandomC中的RandomB；如果错误则直接丢包。

进一步的，所述客户端的会话密钥的建立：

所述拨打端接收后保存RandomB,系统会再次随机生成8位的随机数RandomA2，并将其与RandomB进行组合生成16位的sess i onkeyb,再次利用接听端的公钥进行加密，并使用自己的私钥进行签名，发送给接听端，接听端使用拨打端的公钥进行验签，并使用自己的私钥进行解密，获取sess i onkey，会话密钥建立。

一种基于安全密码钥匙的安全通话装置，包括主控处理模块、安全密码钥匙模块、检测模块、密码采集模块、认证模块、发送/接收模块、拨号模块、拾音模块及听筒模块：

主控模块分别与安全密码钥匙模块、检测模块、密码采集模块、认证模块、发送/接收模块、拨号模块、拾音模块和听筒模块相连，具有控制和运算能力，向各模块发送控制指令，对语音数据进行编码处理，及对各个模块数据进行运算和逻辑处理；

安全密码钥匙key模块，是集成安全芯片的密码模块，安全密码钥匙key具有唯一的厂商I D和产品I D，终端可识别安全密码钥匙模块的身份，同时模块可实现对通话语音数据的加解密运算，存储会话密钥；

检测模块，检测模块是检测终端是否有安全密码钥匙模块插入，通过安全密码钥匙模块的厂商I D和产品I D进行唯一识别；

密码采集模块，采集用户输入的数字密码或指纹信息；

认证模块，对密码采集模块采集的数字密码或指纹等密码信息进行验证，验证是否与预设的密码或指纹等密码信息一致；

发送/接收模块，终端用于发送/接收通话信息及语音数据；拨号模块，在终端用户输入电话号码进行拨打电话；

拾音模块用于采集声音信息并将其传输给主控管理模块；

听筒模块用于接收主控模块传递的信息并将其向接收方播放。

本发明的有益效果是：解决智能手机电话恶意接听及通话不安全的问题，可有效防止非授权接听方接听电话，以及对通话语音内容进行加密传输，既保证通话者身份又通过安全硬件(安全密码钥匙模块)对通话语音数据加密，保护通话安全，该技术方案对提升终端用户安全通讯具有积极的效果。

附图说明

图1是本发明具体实施例的通话装置系统结构示意图。

图2是本发明具体实施例的电话拨打流程图。

图3是本发明具体实施例的电话接听流程图。

图4是本发明具体实施例的双方通话终端建立通话协商的示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。

如图1所示是关于一种基于安全密码钥匙的安全通话方法、装置和系统的通话装置结构示意图；该结构示意图主要包括主控处理模块、安全密码钥匙模块、检测模块、密码采集模块、认证模块、发送/接收模块、拨号模块、拾音模块和听筒模块。

主控模块分别与安全密码钥匙模块、检测模块、密码采集模块、认证模块、发送/接收模块、拨号模块、拾音模块和听筒模块相连，具有控制和运算能力，向各模块发送控制指令，对语音数据进行编码处理，及对各个模块数据进行运算和逻辑处理；

安全密码钥匙key模块，是集成安全芯片的密码模块，安全密码钥匙key具有唯一的厂商I D和产品I D，终端可识别安全密码钥匙模块的身份，同时模块可实现对通话语音数据的加解密运算，存储会话密钥；

检测模块，检测模块是检测终端是否有安全密码钥匙模块插入，通过安全密码钥匙模块的厂商I D和产品I D进行唯一识别；

密码采集模块，采集用户输入的数字密码或指纹信息；

认证模块，对密码采集模块采集的数字密码或指纹等密码信息进行验证，验证是否与预设的密码或指纹等密码信息一致；

发送/接收模块，终端用于发送/接收通话信息及语音数据；拨号模块，在终端用户输入电话号码进行拨打电话；

拾音模块用于采集声音信息并将其传输给主控管理模块；

听筒模块用于接收主控模块传递的信息并将其向接收方播放。

如图2-3所示，关于一种基于安全密码钥匙的安全通话方法，包括基于安全密码钥匙的拨打电话方法和接听电话方法，基础步骤是：

拨打/接听电话前，检测模块检测终端是否已插入安全密码钥匙模块；

认证模块对输入的密码进行验证；

终端提示双方建立通话，主控模块对语言数据进行处理，安全密码钥匙模块对语音数据加密。

如图2所示，拨打电话方法具体步骤如下：

在拨打端开启智能手机电话应用，输入对方号码准备输入号码拨打电话；

拨打端的检测模块检测终端是否已插入安全密码钥匙模块，判断是否已插入正确的安全密码钥匙模块，将通过厂商I D和产品I D进行判别，若确认已插入，则通过密码采集模块采集输入的指纹或数字密码，若确认未插入，则在终端当前界面提醒“插入安全密码钥匙”的提醒；

认证模块对密码采集模块采集输入的指纹或数字密码与预置的密码进行验证对比，若判断密码正确，则终端通过主控处理模块调出并打开拨号模块，此时用户输入手机号码进行拨号，并通过发送模块发送拨号信息给接收方，若判断密码不正确，则在终端当前界面提示“输入正确密码”；

发送模块将拨号信息发送给接收方，接收方接收模块接收到通话信息并提示用户进行接听操作，若接听方接听电话，则终端提示双方建立通话，主控处理模块对语音数据处理，并通过安全密码钥匙模块调用会话密钥对语音数据加解密处理，双方成功进行语音通话，否则结束通话。

如图3是接听方接听电话的流程图，具体步骤如下：

接听方的接收模块接收到来电，并在终端显示来电接听界面；

接听方终端的检测模块检测终端是否已插入安全密码钥匙模块，判断是否已插入正确的安全密码钥匙模块，将通过厂商I D和产品I D进行判别，若确认已插入，则通过密码采集模块采集输入的指纹或数字密码，确认未插入，则在终端当前界面提醒“插入安全密码钥匙”启用安全功能以接听电话；

认证模块验证输入的指纹或数字密码是否与用户预设的指纹或数字密码一致，若验证一致，则接听界面处于可接听状态，用户可点击接听按钮接听电话，否则，提示“输入正确的密码”以接听电话；

用户接听电话，此时终端提示双方建立通话，主控处理模块对语音数据处理，并通过安全密码钥匙模块调用会话密钥对语音数据加解密处理，双方成功进行加密语音通话。

如图4关于一种基于安全密码钥匙的安全通话系统，系统包括服务器和多个客户端，客户端主要是指拨打电话的拨打端和接听电话的接听端，服务器用于对双方通话终端建立通话协商。

服务器与客户端的数据交换:

对于拨打端和接听端的个人信息，例如硬件SN号、公钥等信息，首先需要通过服务器和客户端的交互进行交换，然后由服务器向需要通话的双方下发对方的信息。该方式支持http、https或者其他自定义格式的通信协议方式进行信息交换。

通话对方信息的获取:

首先用户双方分别将自己的用户SN、公钥及随机生成的会话密钥进行组包，然后利用服务器的公钥对组包文件进行加密，服务器接收后，使用自己的私钥解开组包文件，获取用户的SN号、公钥信息和会话密钥，并保存下来，当拨打端与接听端建立通话时，服务器会向双方下发对方的个人信息，并使用原先从客户端获取的会话密钥进行加密，客户端接收后利用自己的会话密钥对加密文件进行解密，获取通话对方的个人信息。

用户双方的认证

首先拨打端会生成一个16个字节的随机数RandomA，同时使用国密SM4算法将RandomA、SNA、SNB的组合文件进行加密，得到48位字节的RandomA1，然后使用获取的接听端的公钥进行加密，使用自己的私钥进行签名。

RandomA

SNA

SNB

国密SM4算法过程如下：

RandomA-1

SNA-1

SNB-1

…………

RandomA-16

SNA-16

SNB-16

接听端接收到加密后的RandomA1后，使用服务器下发的拨打端的公钥进行验签，确认通过后使用自己的私钥对加密后的RandomA1进行解密，获取RandomA1,将RandomA1中的SNA、SNB号与自己保存的SNA、SNB进行对比，如果正确则获取RandomA1中的RandomA的前8个字节；如果错误则直接丢包。

在保存完RandomA的8个字节后，接听端自己随机生成8个字节的RandomB，然后将RandomA与RandomB结合生成16个字节的RandomC，再与SNA、SNB组包生成协商包B，利用A的公钥进行加密处理，然后使用自己的私钥进行签名并发送给拨打端。

RandomA

RandomB

拨打端接收后使用保存的B的公钥对协商包B验签，使用自己的私钥进行解密，获取RandomC，将RandomC中的SNA、SNB号与自己保存的SNA、SNB进行对比，如果正确则获取RandomC中的RandomB；如果错误则直接丢包。

会话密钥的建立：

拨打端接收后保存RandomB,系统会再次随机生成8位的随机数RandomA2，并将其与RandomB进行组合生成16位的sessionkeyb,再次利用接听端的公钥进行加密，并使用自己的私钥进行签名，发送给接听端。接听端使用拨打端的公钥进行验签，并使用自己的私钥进行解密，获取sessionkey，会话密钥建立。

现有技术的通话通过直接接听或通过简单的密码授权接听，并未对通话过程进行保护，或者已有通话保护技术，但对于通用加密芯片应用于大众消费的使用率不高，而且容易出现机型不兼容的问题。本发明在测试过程中分别针对不同机型进行大量的兼容性测试，保障在各种机型情况下的适配率。本发明通过对用户拨打与接听过程以安全密码钥匙和密码双重认证授权，且通话数据经安全密码钥匙模块硬件加密，保证通话过程的安全性。本发明对通话鉴权，通话加密进行了有效保护，避免用户隐私泄露，对用户个人信息使用起到有效保护作用。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种基于安全密码钥匙的安全通话方法，包括基于安全密码钥匙的拨打电话方法和接听电话方法，其特征在于，包括以下步骤：

拨打/接听电话前，检测模块检测终端是否已插入安全密码钥匙模块；

认证模块对输入的密码进行验证；

终端提示双方建立通话，主控处理模块对语音数据进行处理，安全密码钥匙模块对语音数据加密；

在拨打端开启通话；

拨打端的检测模块检测是否已插入安全密码钥匙模块；

拨打端的认证模块对密码进行验证对比，若判断密码正确，则通过主控处理模块调出并打开拨号模块，输入接听端的电话号码，并通过发送模块发送拨号信息给接听端；

发送模块将拨号信息发送给接听端，接听端接收到通话信息并提示用户进行接听操作，若接听端接听电话，则终端提示双方建立通话；

拨打端的主控处理模块对语音数据处理，安全密码钥匙模块调用会话密钥对语音数据加解密处理，双方成功进行语音通话，否则结束通话；

接听端的接收模块接收到来电，并在终端显示来电接听界面；

接听端的检测模块检测终端是否已插入安全密码钥匙模块，

接听端的认证模块验证输入的指纹或数字密码是否与用户预设的指纹或数字密码一致，若验证一致，则接听界面处于可接听状态；

接听端提示双方建立通话，主控处理模块对语音数据处理，并通过安全密码钥匙模块调用会话密钥对语音数据加解密处理，双方成功进行加密语音通话。

2.根据权利要求1所述的安全通话方法，其特征在于，判断是否已插入正确的安全密码钥匙模块，将通过厂商ID和产品ID进行判别，若确认已插入，则通过密码采集模块采集输入的指纹或数字密码，确认未插入，则在终端当前界面提醒“插入安全密码钥匙”启用安全功能以接听电话。

3.根据权利要求1所述的安全通话方法，其特征在于，所述认证模块验证密码是否与用户预设的密码一致，所述密码指的是输入的指纹或数字密码，若验证一致，则接听界面处于可接听状态，用户可点击接听按钮接听电话，否则，提示“输入正确的密码”以接听电话。

4.一种基于安全密码钥匙的安全通话系统，其特征在于，用于实施权利要求1所述的安全通话方法，包括用于信息交换的服务器和多个客户端，客户端包括拨打端和接听端：

所述客户端存储的个人信息，需要通过服务器进行交换，然后由服务器向需要通话的客户端下发对方的个人信息。

5.根据权利要求4所述的安全通话系统，其特征在于，通过服务器，通话双方的个人信息获取：

首先通话的客户端分别将自己的用户SN、公钥及随机生成的会话密钥进行组包，然后利用服务器的公钥对组包文件进行加密，服务器接收后，使用自己的私钥解开组包文件，获取用户的SN号、公钥信息和会话密钥，并保存下来；

当通话的客户端双方建立通话时，服务器会向双方互发对方的个人信息；

服务器使用服务器会话密钥进行加密，客户端接收后利用客户端会话密钥对加密文件进行解密，获取通话对方的个人信息。

6.根据权利要求4所述的安全通话系统，其特征在于，客户端双方用户认证：

所述拨打端生成一个16个字节的随机数RandomA，同时使用国密SM4算法将RandomA、SNA、SNB的组合文件进行加密，得到48位字节的RandomA1，然后使用获取的接听端的公钥进行加密，使用自己的私钥进行签名；

所述接听端接收到加密后的RandomA1后，使用服务器下发的接听端的公钥进行验签，确认通过后使用自己的私钥对加密后的RandomA1进行解密，获取RandomA1,将RandomA1中的SNA、SNB号与自己保存的SNA、SNB进行对比，如果正确则获取RandomA1中的RandomA的前8个字节；如果错误则直接丢包；

在保存完RandomA的8个字节后，接听端自己随机生成8个字节的RandomB，然后将RandomA与RandomB结合生成16个字节的RandomC，再与SNA、SNB组包生成协商包B，利用拨打端的公钥进行加密处理，然后使用自己的私钥进行签名并发送给拨打端；

所述接听端接收后使用保存的接听端的公钥对协商包B验签，使用自己的私钥进行解密，获取RandomC，将RandomC中的SNA、SNB号与自己保存的SNA、SNB进行对比，如果正确则获取RandomC中的RandomB；如果错误则直接丢包。

7.根据权利要求6所述的安全通话系统，其特征在于，所述客户端的会话密钥的建立：

所述拨打端接收后保存RandomB,系统会再次随机生成8位的随机数RandomA2，并将其与RandomB进行组合生成16位的sessionkeyb,再次利用接听端的公钥进行加密，并使用自己的私钥进行签名，发送给接听端，接听端使用拨打端的公钥进行验签，并使用自己的私钥进行解密，获取sessionkey，会话密钥建立。

8.一种基于安全密码钥匙的安全通话装置，其特征在于，包括主控处理模块、安全密码钥匙模块、检测模块、密码采集模块、认证模块、发送/接收模块、拨号模块、拾音模块及听筒模块：

主控处理模块分别与安全密码钥匙模块、检测模块、密码采集模块、认证模块、发送/接收模块、拨号模块、拾音模块和听筒模块相连，具有控制和运算能力，向各模块发送控制指令，对语音数据进行编码处理，及对各个模块数据进行运算和逻辑处理；

安全密码钥匙key模块，是集成安全芯片的密码模块，安全密码钥匙key具有唯一的厂商ID和产品ID，终端可识别安全密码钥匙模块的身份，同时模块可实现对通话语音数据的加解密运算，存储会话密钥；

检测模块，检测模块是检测终端是否有安全密码钥匙模块插入，通过安全密码钥匙模块的厂商ID和产品ID进行唯一识别；

密码采集模块，采集用户输入的数字密码或指纹信息；

认证模块，对密码采集模块采集的数字密码或指纹的密码信息进行验证，验证是否与预设的密码或指纹的密码信息一致；

发送/接收模块，终端用于发送/接收通话信息及语音数据；拨号模块，在终端用户输入电话号码进行拨打电话；

拾音模块用于采集声音信息并将其传输给主控处理模块;

听筒模块用于接收主控处理模块传递的信息并将其向接听端播放。