CN117857041A - 基于保密通信的数字信号处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了基于保密通信的数字信号处理方法，解决了未对所传输的数字信号进行加密或改变数字信号的具体数据流，导致其数字信号在传输过程中的保密性不高的问题，本发明通过根据对应数字信号的信号特征，确认对应数字信号的相应特征值，随后再基于所确认的特征值，确定不同数字信号的加密密钥，再基于加密密钥，对不同数字信号的进行加密，其中每个不同阶段的数字信号所产生的加密密钥并不相同，其数字信号的整体加密能得到初步保障，对数字信号进行初步加密；在数字信号的传输过程中，采用两种不同的加密方式对数字信号进行加密，保障数字信号在传输过程中的安全性，确保数字信号传输的整体保密性，提升防盗性。

Description

基于保密通信的数字信号处理方法

技术领域

本发明涉及保密通信技术领域，具体涉及一种基于保密通信的数字信号处理方法。

背景技术

保密通信是指采取了保密措施的通信；除采用暗号、隐语、密码等保密措施外，现代保密通信主要采用信道保密和信息保密；信道保密是采用使窃密者不易截收到信息的通信信道，如采用专用的线路、瞬间通信和无线电扩频通信等。

在保密通信中，一个重要的研究领域是信息保密技术，包括模拟保密技术和数字保密技术；现代的数字保密通信技术发展迅速，例如使用数字信号处理技术实现的混沌键控(CSK)调制方法，系统在接收端用混沌参考信号对接收信号做相关，然后比较相关器输出数值大小简单做出判断，这种方式需要在收发两端建立混沌同步。

针对于数字信号的保密通信过程，一般是采用对应的加密通道对数字信号进行加密传输，但在具体传输过程中，若对加密通道进行了破解，便会导致所传输的数字信号被窃取，因未对所传输的数字信号进行加密或改变数字信号的具体数据流，导致其数字信号在传输过程中的保密性不高。

发明内容

为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种解决了未对所传输的数字信号进行加密或改变数字信号的具体数据流，导致其数字信号在传输过程中的保密性不高的基于保密通信的数字信号处理方法。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：提供一种基于保密通信的数字信号处理方法，包括以下步骤：

S1、对需要进行保密通信的数字信号进行滤波处理，将数字信号内包含的噪声信号进行过滤，将过滤后的数字信号以及噪声信号捆绑为数字信号包和噪声信号包；

S2、基于数字信号包和噪声信号包的内部信号特征，通过分析数字信号的数据离散程度确认第一特征值，再基于对应信号对模拟信号进行取样的时间间隔，确定第二特征值，通过第一特征值以及第二特征值，确定对应信号包的加密密钥；

S3、根据数字信号包和噪声信号包的加密密钥，对两组信号包的加密密钥进行隐藏，并采用不同的网络通道或采用两组信号包打乱融合的方式对不同的信号包进行加密传输，使需要进行保密通信数字信号传输至指定终端内。

作为本发明的一种优选实施方式：所述步骤S1中，对数字信号内所包含的噪声信号进行过滤的具体方式为：

S11、基于预设的标准频率区间，将不同频率的数字信号进行划分标定，将频率属于标准频率区间的数字信号标定为正常数字信号，将频率不属于标准频率区间的数字信号标定为数字噪声信号，其中预设的标准频率区间内部端点值均为预设值；

S12、将对应阶段的正常数字信号进行整合捆绑，确认数据信号包，将噪声信号进行整合捆绑，确认噪声信号包。

作为本发明的一种优选实施方式：所述步骤S2中，确定第一特征值的具体方式为：

S211、从信号包内所出现的若干组数字信号确定其数字值，再将若干组数字值标定为SZ_i，其中i=1、2、……、n，其中n代表数字信号的个数；

S212、将n组数字值SZ_i进行均值处理，确定第一均值Jz，采用 ，将处理所得的数值标定为此信号包的第一特征值Tz，此信号包为数字信号包或噪声信号包。

作为本发明的一种优选实施方式：所述步骤S2中，确定第二特征值的具体方式为：

S221、基于数字信号在采样时所产生的时间间隔，将n-1组 时间间隔参数按照时间前后顺序进行排序，生成时间间隔序列，再基于时间间隔序列内对应的时间参数，生成一组时间走向曲线图，其曲线图横向坐标轴为序列内排序位置，竖向坐标轴为时间参数；

S222、从所生成的时间走向曲线图内，确认内部的波动点，其波动点前后线段走向趋势不一致，基于所确定的若干个波动点，将时间走向曲线图划分为n若干个 分离线段，将走向趋势向上的分离线段标定为待处理线段；

S223、从待处理线段确认初始值以及末端值，并确定初始值以及末端值之间的差值，其差值=末端值-初始值，再将n 组待处理线段的差值进行求和处理，确定对应信号包的第二特征值。

作为本发明的一种优选实施方式：所述步骤S2中，确定信号包加密密钥的具体方式为：

将对应信号包的第一特征值以及第二特征值进行合并，将第一特征值排序在前，将第二特征值排序在后，提取合并后的具体数值，生成对应信号包的加密密钥。

作为本发明的一种优选实施方式：当加密密钥产生后，会直接发送至对应设备终端。

作为本发明的一种优选实施方式：所述步骤S3中，采用不同的网络通道对不同的信号包进行加密传输的具体方式为：

S311、设置两组网络通道，其中一组网络通道为正常通道，另一组网络通道为加密通道；

S312、将数字信号包的加密密钥存储于噪声信号包内，将噪声信号包的加密密钥存储于数字信号包内，同时两组信号包所产生的时间走向曲线图均存储于对应数据包内；

S313、将处理后的数字信号包通过加密通道进行传输，将噪声信号包通过正常通道进行传输，传输至指定终端后，并剔除噪声信号，通过加密密钥，得到处理后的数字信号。

作为本发明的一种优选实施方式：所述步骤S3中，采用两组信号包打乱融合的方式对不同的信号包进行加密传输的具体方式为：

S321、确定数字信号包和噪声信号包的源数据流，基于数据流内所存的分隔符，将数字信号包的源数据流划分为若干组数字分流，并确定其数字分流的个数G，将噪声信号包的源数据流均匀划分为（G-1）个噪声分流，其中G≥2，且分隔符不限于一种；

S322、将（G-1）个噪声分流均匀穿插于G个数字分流之间，并在穿插位置处设置穿插标记，其穿插标记位于已完成穿插的噪声分流的前后位置处，且数字分流与噪声分流的排序位置未进行改变，与源数据流一致，依次穿插完毕后，得到一组数据总流；

S323、将此数据总流通过一组加密通道进行传输，传输完毕后，基于内部的穿插标记，将所穿插的噪声分流进行提取并直接删除，再对剩余的数据流进行转换，得到数字信号包，再基于所接收的加密密钥，直接对数字信号包进行解密，得到需要进行保密通信的数字信号。

本发明相比现有技术，具有以下有益效果：

本发明通过根据对应数字信号的信号特征，确认对应数字信号的相应特征值，随后再基于所确认的特征值，确定不同数字信号的加密密钥，再基于加密密钥，对不同数字信号的进行加密，其中每个不同阶段的数字信号所产生的加密密钥并不相同，其数字信号的整体加密能得到初步保障，对数字信号进行初步加密；

在数字信号的传输过程中，采用两种不同的加密方式对数字信号进行加密，保障数字信号在传输过程中的安全性，确保数字信号传输的整体保密性，提升防盗性。

附图说明

图1为本发明方法流程示意图；

图2为本发明数字信号分类示意图。

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，应理解这些实例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。

如图1图2

所示为一种基于保密通信的数字信号处理方法，解决了未对所传输的数字信号进行加密或改变数字信号的具体数据流，导致其数字信号在传输过程中的保密性不高的问题，本发明通过根据对应数字信号的信号特征，确认对应数字信号的相应特征值，随后再基于所确认的特征值，确定不同数字信号的加密密钥，再基于加密密钥，对不同数字信号的进行加密，其中每个不同阶段的数字信号所产生的加密密钥并不相同，其数字信号的整体加密能得到初步保障，对数字信号进行初步加密；在数字信号的传输过程中，采用两种不同的加密方式对数字信号进行加密，保障数字信号在传输过程中的安全性。

实施例一

请参阅图1，本申请提供了基于保密通信的数字信号处理方法，包括以下步骤：

S1、结合图2，对需要进行保密通信的数字信号进行滤波处理，将数字信号内包含的噪声信号进行过滤，将过滤后的数字信号以及噪声信号捆绑为数字信号包和噪声信号包，其中，进行过滤的具体方式为：

S11、基于预设的标准频率区间，将不同频率的数字信号进行划分标定，将频率属于标准频率区间的数字信号标定为正常数字信号，将频率不属于标准频率区间的数字信号标定为数字噪声信号，其中预设的标准频率区间内部端点值均为预设值，其具体取值由操作人员根据经验拟定；

S12、将对应阶段的正常数字信号进行整合捆绑，确认数据信号包，将噪声信号进行整合捆绑，确认噪声信号包，具体的，其中模拟信号通过采样和量化转化为数字信号；这个过程中，采样是将连续时间或模拟信号转换为离散时间或数字信号的过程，而量化则是将采样得到的信号转换为数字序列，属于同一对象的不同阶段，存在若干个数字信号，且数字信号内还存有对应的噪声信号，为了提升数字信号的整体质量，就需要将数字信号内部的噪声信号进行分离。

S2、基于数字信号包和噪声信号包的内部信号特征，通过分析数字信号的数据离散程度确认第一特征值，再基于对应信号对模拟信号进行取样的时间间隔，确定第二特征值，通过第一特征值以及第二特征值，确定对应信号包的加密密钥，其中确定第一特征值的具体方式为：

S211、从信号包内所出现的若干组数字信号确定其数字值，再将若干组数字值标定为SZ_i，其中i=1、2、……、n，其中n代表数字信号的个数；

S212、将若干组数字值SZ_i进行均值处理，确定第一均值Jz，采用，将处理所得的数值标定为此信号包的第一 特征值Tz，此信号包为数字信号包或噪声信号包，具体的，采用此种方式，所产生的第一特 征值越大，代表若干组数字信号对应数字值之间的离散程度就越大，反之，第一特征值越 小，其离散程度就越小，其信号包内部的数字信号未进行变化，故所产生的第一特征值也不 会发生任何变化；

确定第二特征值的具体方式为：

S221、基于数字信号在采样时所产生的时间间隔，将n-1组时间间隔参数按照时间前后顺序进行排序，生成时间间隔序列，再基于时间间隔序列内对应的时间参数，生成一组时间走向曲线图，其曲线图横向坐标轴为序列内排序位置，竖向坐标轴为时间参数；

S222、从所生成的时间走向曲线图内，确认内部的波动点，其波动点前后线段走向趋势不一致，若前端线段爬升，则波动点后端线段走向趋势便向下，若前端线段向下，则后端线段则向上爬升，基于所确定的若干个波动点，将时间走向曲线图划分为若干个分离线段，将走向趋势向上的分离线段标定为待处理线段；

S223、从待处理线段确认初始值以及末端值，并确定初始值以及末端值之间的差值，其差值=末端值-初始值，再将若干组待处理线段的差值进行求和处理，确定对应信号包的第二特征值，例：其中每个待处理线段均为单向爬升状态，内部为进行波动，若存在波动便存在波动点，故可以直接确认待处理线段的初始值以及末端值，便可直接确定对应线段位于竖向坐标轴的高度，就是对应的差值，每个线段的差值也为固定状，故可通过差值来确定对应的第二特征值，其中，对应的时间走向曲线图在经过处理后，存储于对应的信号包内；

确定对应信号包加密密钥的具体方式为：

将对应信号包的第一特征值以及第二特征值进行合并，将第一特征值排序在前，将第二特征值排序在后，提取合并后的具体数值，生成对应信号包的加密密钥，例：假定第一特征值为24.3，第二特征值为27.6，其存在对应的小数点，但进行合并后，所产生的编码为24.327.6，直接提取内部的数字，便可将生产一组加密密钥243276，此加密密钥就是对应信号包的解密密钥。

实施例二

本实施例在具体实施过程中，与实施例的具体区别在于，本实施例主要针对于不同信号包的加密传输过程；

还包括以下步骤：

S3、根据数字信号包和噪声信号包的加密密钥，对两组信号包的加密密钥进行隐藏，并采用不同的网络通道对不同的信号包进行加密传输，使需要进行保密通信数字信号传输至指定终端内，保障对应信号包在传输过程中的加密性，其中进行传输的具体方式为：

S311、设置两组网络通道，其中一组网络通道为正常通道，另一组网络通道为加密通道，其加密方式由操作人员自行拟定，因数字信号在传输时，若要保证保密通信，就需要设置对应的加密通道进行信号传输，因加密通道为本领域常用的技术手段，故此处不作过多赘述；

S312、将数字信号包的加密密钥存储于噪声信号包内，将噪声信号包的加密密钥存储于数字信号包内，同时两组信号包所产生的时间走向曲线图均存储于对应数据包内，其中数字信号包的时间走向曲线图便存储于数字信号包内，其噪声信号包的时间走向曲线图便存储于噪声信号包内；

S313、将处理后的数字信号包通过加密通道进行传输，将噪声信号包通过正常通道进行传输，传输至指定终端后，进行反向解密，并剔除噪声信号，得到处理后的数字信号。

具体的，通过进行信号处理以及确定对应的特征值后，将对应的数字信号进行划分，并采用两组不同的网络通道进行传输，在传输过程中，因两组通道均存在对应的数字信号传输，其也为一种保密通信的方式，且对应信号包内所存储的对应加密密钥并不属于对应信号包的密钥，故被窃取的难度较高，同时其解密过程需执行指定的换算逻辑，每组不同的数字信号包均对应不同的加密密钥或编码，便可保障其数字信号保密通信的整体安全性；

其加密密钥产生后，会直接通过其他途径发送至对应设备终端或其他终端，可通过对应的加密密钥对其进行解密。

实施例三

本实施例为第二种加密传输的方式，其主要与实施例二存在主要差异，实施例二采用不同网络通道的方式进行加密传输，本实施例采用两组数字信号包打乱融合的方式进行传输；

还包括与实施例二中不一样的处理步骤，如下：

S3、根据数字信号包和噪声信号包的加密密钥，对两组信号包的加密密钥进行隐藏，并采用两组信号包打乱融合的方式对不同的信号包进行加密传输，使需要进行保密通信数字信号传输至指定终端内，其具体传输方式为：

S321、确定数字信号包和噪声信号包的源数据流，基于数据流内所存的分隔符“<……>”，将数字信号包的源数据流划分为若干组数字分流，并确定其数字分流的个数G，将噪声信号包的源数据流均匀划分为（G-1）个噪声分流，其中G≥2，且分隔符不限于一种，其中还包括“{……}”和“.”，若G为1时，则直接将数字信号包的源数据流均分为两组数字分流，此种情况一般不会出现，除非只存在一个数字信号，若噪声信号包的源数据流不能完成均匀划分，其接近于等分情况也可，若噪声信号包的源数据流为1234，要将其划分为3个噪声分流，可以等分为：1、2、34或其他情况等；

S322、将（G-1）个噪声分流均匀穿插于G个数字分流之间，并在穿插位置处设置穿插标记，其穿插标记可由操作人员自行拟定，可以为数字、可以为符号或其他形式，其穿插标记位于已完成穿插的噪声分流的前后位置处，且数字分流与噪声分流的排序位置未进行改变，与源数据流一致，依次穿插完毕后，得到一组数据总流，例：假定数字信号包的源数据流为1234，其噪声信号包的源数据流为135，其数字信号包源数据流划分为1_2_3_4，因其噪声分流的排序位置未进行改变，故可将所划分的三组噪声分流1、3、5按照前后位置依次穿插于对应穿插位置处；

S323、将此数据总流通过一组加密通道进行传输，传输完毕后，基于内部的穿插标记，将所穿插的噪声分流进行提取并直接删除，再对剩余的数据流进行转换，得到数字信号包，再基于所接收的加密密钥，直接对数字信号包进行解密，得到需要进行保密通信的数字信号。

具体的，采用两种数据信号包打乱融合的方式，能保障其数据流在传输过程中，被窃取时其窃取的也为乱码，并不能得到较为精准的数字信号，还需经过反向的处理，对数字信号包的数字分流进行提取来锁定其数字信号包，再进行解密，此种加密方式，可充分保证数据的安全传输，避免其数字信号在传输过程中，被外部人员窃取，提升数字信号保密通信的整体效果。

上述公式中的部分数据均是去其纲量进行数值计算，同时本说明书中未作详细描述的内容均属于本领域技术人员公知的现有技术。

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 (8)

1.一种基于保密通信的数字信号处理方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、对需要进行保密通信的数字信号进行滤波处理，将数字信号内包含的噪声信号进行过滤，将过滤后的数字信号以及噪声信号捆绑为数字信号包和噪声信号包；

S2、基于数字信号包和噪声信号包的内部信号特征，通过分析数字信号的数据离散程度确认第一特征值，再基于对应信号对模拟信号进行取样的时间间隔，确定第二特征值，通过第一特征值以及第二特征值，确定对应信号包的加密密钥；

S3、根据数字信号包和噪声信号包的加密密钥，对两组信号包的加密密钥进行隐藏，并采用不同的网络通道或采用两组信号包打乱融合的方式对不同的信号包进行加密传输，使需要进行保密通信数字信号传输至指定终端内。

2.根据权利要求1所述的基于保密通信的数字信号处理方法，其特征在于，所述步骤S1中，对数字信号内所包含的噪声信号进行过滤的具体方式为：

S11、基于预设的标准频率区间，将不同频率的数字信号进行划分标定，将频率属于标准频率区间的数字信号标定为正常数字信号，将频率不属于标准频率区间的数字信号标定为数字噪声信号，其中预设的标准频率区间内部端点值均为预设值；

S12、将对应阶段的正常数字信号进行整合捆绑，确认数据信号包，将噪声信号进行整合捆绑，确认噪声信号包。

3.根据权利要求1所述的基于保密通信的数字信号处理方法，其特征在于，所述步骤S2中，确定第一特征值的具体方式为：

S211、从信号包内所出现的数字信号确定其数字值，再将数字值标定为SZ_i，其中i=1、2、……、n，其中n代表数字信号的个数；

S212、将n组数字值SZ_i进行均值处理，确定第一均值Jz，采用，将处理所得的数值标定为此信号包的第一特征值Tz，此信号包为数字信号包或噪声信号包。

4.根据权利要求3所述的基于保密通信的数字信号处理方法，其特征在于，所述步骤S2中，确定第二特征值的具体方式为：

S221、基于数字信号在采样时所产生的时间间隔，将n-1组时间间隔参数按照时间前后顺序进行排序，生成时间间隔序列，再基于时间间隔序列内对应的时间参数，生成一组时间走向曲线图，其曲线图横向坐标轴为序列内排序位置，竖向坐标轴为时间参数；

S222、从所生成的时间走向曲线图内，确认内部的波动点，其波动点前后线段走向趋势不一致，基于所确定的波动点，将时间走向曲线图划分为分离线段，将走向趋势向上的分离线段标定为待处理线段；

S223、从待处理线段确认初始值以及末端值，并确定初始值以及末端值之间的差值，其差值=末端值-初始值，再将待处理线段的差值进行求和处理，确定对应信号包的第二特征值。

5.根据权利要求4所述的基于保密通信的数字信号处理方法，其特征在于，所述步骤S2中，确定信号包加密密钥的具体方式为：

将对应信号包的第一特征值以及第二特征值进行合并，将第一特征值排序在前，将第二特征值排序在后，提取合并后的具体数值，生成对应信号包的加密密钥。

6.根据权利要求5所述的基于保密通信的数字信号处理方法，其特征在于，当加密密钥产生后，会直接发送至对应设备终端。

7.根据权利要求6所述的基于保密通信的数字信号处理方法，其特征在于，所述步骤S3中，采用不同的网络通道对不同的信号包进行加密传输的具体方式为：

S311、设置两组网络通道，其中一组网络通道为正常通道，另一组网络通道为加密通道；

S312、将数字信号包的加密密钥存储于噪声信号包内，将噪声信号包的加密密钥存储于数字信号包内，同时两组信号包所产生的时间走向曲线图均存储于对应数据包内；

S313、将处理后的数字信号包通过加密通道进行传输，将噪声信号包通过正常通道进行传输，传输至指定终端后，并剔除噪声信号，通过加密密钥，得到处理后的数字信号。

8.根据权利要求6所述的基于保密通信的数字信号处理方法，其特征在于，所述步骤S3中，采用两组信号包打乱融合的方式对不同的信号包进行加密传输的具体方式为：

S321、确定数字信号包和噪声信号包的源数据流，基于数据流内所存的分隔符，将数字信号包的源数据流划分为数字分流，并确定其数字分流的个数G，将噪声信号包的源数据流均匀划分为（G-1）个噪声分流，其中G≥2，且分隔符不限于一种；

S322、将（G-1）个噪声分流均匀穿插于G个数字分流之间，并在穿插位置处设置穿插标记，其穿插标记位于已完成穿插的噪声分流的前后位置处，且数字分流与噪声分流的排序位置未进行改变，与源数据流一致，依次穿插完毕后，得到一组数据总流；

S323、将此数据总流通过一组加密通道进行传输，传输完毕后，基于内部的穿插标记，将所穿插的噪声分流进行提取并直接删除，再对剩余的数据流进行转换，得到数字信号包，再基于所接收的加密密钥，直接对数字信号包进行解密，得到需要进行保密通信的数字信号。