一種保密手機的製作方法
2023-06-29 16:48:46
專利名稱：一種保密手機的製作方法
技術領域：
本技術方案屬於無線通信技術領域，具體是一種保密手機。
背景技術：
移動通信是以無線電波作為傳輸媒介，空中接口的開放性決定了任何掌握移動通信技術的人都可以通過空中接口接入系統。一些國家在世界各地設置的地面接收站，可以M小時不間斷偵收任意通信信號； 更有甚者，第三方還可能在不為網絡、通話雙方知道的情況下，對通信信息進行偽造、篡改、 重放等。在德國，因為工業間諜造成的損失每年超過100億歐元，只有極少數公司可以避免這些威脅，如果你的競爭對手總是可以提交更好的報價，能夠提前拿出新的產品的話，可能這時你才會發現，你的電話被竊聽了。多數商業竊聽是針對投資銀行家和技術型的中型企業，特別是在招標應標的時候，往往一個電話就可能向競爭對手透露出自己的底牌。有些犯罪分子可以在靠近應標場所的地方假設竊聽設施，竊聽競爭者的所有電話。雖然GSM移動通訊已經採用了加密技術。即多數國家的手機到基站的信號是加密的，但是這個信號可以用普通的電腦解密。更容易的是，有人可以用儀器模擬基站的型式插入你的手機和基站網絡之間，竊聽你的信息。
發明內容為了解決現有技術中存在的上述問題，本實用新型提出一種保密手機架構及保密方法，具體技術方案具體如下一種手機通信保密方法，是對手機話筒的語音音頻經A/D轉換後的二進位數位訊號進行加密；該信號以二進位尋址的方式存放在寄存器中，即每一個二進位數B(N)對應一個相應的地址D (N)；數據B (N)為小於2n的整數，地址D (N)為小於N的整數，其中，η為B (N) 的位數；先用常數pi即π產生無限不重複序列集合Sm = [S(1),S(2),S(3),... ,S(N)], 該序列滿足如下條件a、0 < S(i) < 1，i = 1，2，· · ·，N ；b、在集合Sm中每個元素的小數位個數相同，記為m ；C、若對集合Sm中各個元素整數化，可得到新的序列Sm* = [S(I)XlOm, S(2) X IOm,…，S(N) X 10m]，將Sm*中的各元素頭尾相接依次排列，即構成了 pi中一段連續部分；取常數Pi中的一段數據，均勻分割成由m個數字構成的N小段數據；然後將各段數據小數化，得到一個長度為N的pi序列Sm ；由於Sm中的第一個元素可以任意設定，即使相同的m和相同的序列長度也會構造出不同的pi序列Sm ；再把Pi序列引入到數據置亂加密中，構成數據加密算法，該加密算法步驟包括1)保存足夠長的pi序列；[0013]2)截取N個pi序列，每個序列的長度為0至m位，序列的間隔值為0至t，m和t 值由手機每次通話時隨機產生，通話結束，該值也消失；3)按照從1到N個pi序列的順序，將pi值加到相應的數據裡；4)按照m和t的最大值，從1開始，重複步驟幻的將pi值加到相應的數據裡，直至得到最終的加密數據。所述步驟2)中用於產生Pi序列的長度值m和序列的間隔值t為本加密算法中的 2個密鑰；m和t隨數據發送給數據接收方，即另一個手機；記錄下此若干個B (N)作為m和t值的確定依據，通話結束後，隨著手機的通信關閉，該值自動消失。所述步驟幻中，每個數據相加相同的pi序列值，或按順序相加不同的Pi序列值。所述η取8。一種應用所述方法的保密手機，包括人機互動模塊、天線、話筒、信號發送模塊、信號接收模塊、聽筒和控制模塊；天線接收的信號先經信號接收模塊，再經DA轉換電路轉換， 然後傳給聽筒；所述話筒的信號先經AD轉換電路轉換，再經信號發送模塊，然後通過天線發射；所述控制模塊控制信號發送模塊、信號接收模塊和人機互動模塊的工作。還包括加密模塊和解密模塊；所述加密模塊連接在AD轉換電路和話筒之間；解密模塊連接在DA轉換電路和聽筒之間；所述加密模塊對話筒的語音音頻按照所述方法進行加密，解密模塊對加密的語音數據按照所述方法的逆過程進行解密；所述控制模塊控制加密模塊和解密模塊的工作。所述加密模塊和解密模塊集成在鑰匙卡中，鑰匙卡還包括解密通道和加密通道；所述解密通道包括所述解密模塊、DA轉換器、同步模塊和AD轉換器；來自所述DA 轉換電路的加密的語音數據依此經DA轉換器、同步模塊、解密模塊和AD轉換器後再傳給聽筒；所述加密通道包括所述加密模塊、DA轉換器、同步模塊和AD轉換器；來自話筒的語音音頻依次經AD轉換器、加密模塊、同步模塊和DA轉換器後再傳給所述AD轉換電路。本手機呼叫建立和加密的步驟如下通話一方的手機單獨產生一個加密鑰匙對，存在鑰匙卡裡；通話對方也有同樣的手機；如果一方發起呼叫，通話時打開加密功能，即按下人機互動模塊中的加密鍵，手機將自動轉入數據通道，同時建立起和對方的連接首先，手機相互確認對方是否使用同樣的加密系統，然後主叫方生成密鑰所需的數據，並傳送數據，雙方在手機裡產生了僅對本次通話使用的專有的對稱的加密鑰匙；通過鑰匙卡就可以解密對方的通話；這時雙方通話是通過對稱的鑰匙加密，然後通過數據通道相互連接，這個對稱鑰匙僅用於本次通話，用完作廢；結束通話，加密就不再進行。
圖1是實施例中手機的原理框圖；圖2是加密算法示意圖；圖3是呼叫建立及加密流程示意圖；[0031 ] 圖4是鑰匙卡硬體框架示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖與具體實施方式
對本實用新型作進一步說明一、利用常數pi (即^O可產生無限不重複序列集合Sm= [S(1),S(2),S(3),..., S (N)]，該序列滿足如下條件(1)0 ^ S(i) < 1, i = 1,2, . . . , N ；(2)在集合Sm中每個元素的小數位個數相同，記為m ；(3)若對集合Sm中各個元素整數化，可得到新的序列Sm* = [S(I)XlOm, S(2) X 10m, -,S(N)XlOmJ0將此新序列中的各元素頭尾相接依次排列，即可構成了 pi中一段連續部分。取常數pi (即3. 141592653589793238462643383......)中的一段數據，均勻分割
成由m個數字構成的N小段數據。然後將各段數據小數化，即得到一個長度為N的pi序列 Sm。例如，如果取pi中一部分數據141592653589793，以三個數字為一組進行分割並小數化，得到一個序列S3 = 由於集合Sm中的第一個元素可以任意設定，即使相同的m和相同的序列長度也會構造出不同的pi序列。這一特性將應用在本實用新型的手機保密算法中。研究表明，混沌序列具有連續寬頻譜和正的最大Lyapimov指數。pi序列具有與混沌序列相類似的連續寬頻譜，Pi序列具有似混沌特性。由Pi序列產生的混沌序列可以作為密碼。二、手機保密機架構1)概述每個電話會單獨產生一個加密鑰匙對，存在SIM卡大小的鑰匙卡裡，鑰匙卡在手機裡放置。通話對方也有同樣的手機和鑰匙卡裝在手機裡。如果一方發起呼叫，通話時打開加密功能，即按下加密鍵，手機將自動轉入數據通道，同時建立起和對方的連接。首先，手機相互確認對方是否使用同樣的加密系統，然後主叫方生成密鑰所需的數據，並傳送數據， 雙方在手機裡產生了僅對本次通話使用的專有的對稱的加密鑰匙。通過鑰匙卡就可以解密對方的通話。見圖3。這時雙方通話是通過對稱的鑰匙加密，然後通過數據通道相互連接。 這個對稱鑰匙僅用於本次通話，用完作廢。鑰匙卡硬體框架如圖4。一種應用所述方法的保密手機，包括人機互動模塊、天線、話筒、信號發送模塊、信號接收模塊、聽筒和控制模塊；天線接收的信號先經信號接收模塊，再經DA轉換電路轉換， 然後傳給聽筒；所述話筒的信號先經AD轉換電路轉換，再經信號發送模塊，然後通過天線發射；所述控制模塊控制信號發送模塊、信號接收模塊和人機互動模塊的工作。還包括加密模塊和解密模塊；所述加密模塊連接在AD轉換電路和話筒之間；解密模塊連接在DA轉換電路和聽筒之間；所述加密模塊對話筒的語音音頻按照所述方法進行加密，解密模塊對加密的語音數據按照所述方法的逆過程進行解密；所述控制模塊控制加密模塊和解密模塊的工作。所述加密模塊和解密模塊集成在鑰匙卡中，鑰匙卡還包括解密通道和加密通道；所述解密通道包括所述解密模塊、DA轉換器、同步模塊和AD轉換器；來自所述DA轉換電路的加密的語音數據依此經DA轉換器、同步模塊、解密模塊和AD轉換器後再傳給聽筒；所述加密通道包括所述加密模塊、DA轉換器、同步模塊和AD轉換器；來自話筒的語音音頻依次經AD轉換器、加密模塊、同步模塊和DA轉換器後再傳給所述AD轉換電路。在鑰匙的提交過程中，系統需要一些時間，所以待機時間大約若干秒鐘。結束通話，加密就不再進行。在具體實施時，加密模塊和解密模塊可以採用多種加/解密晶片實現，該晶片的工作由控制模塊控制。通話質量和一般GSM通話相當。如果無線條件不好，比如高速行駛的汽車裡，或遠離基站，和正常的手機通話一樣，也還會影響質量。另外數據連接的要求要高一些。2)加密算法本文中處理的信號是進入手機的語音音頻經A/D轉換後的二進位數位訊號。該信號以8位二進位尋址的方式存放在寄存器中，即每一個8位二進位數B (N)對應一個相應的地址D(N)。數據B(N)為小於256的整數，地址D(N)為小於N的整數。本實用新型在數據置亂這種經典加密技術中引入具有似混沌特性的pi序列，提出了基於Pi序列的數據加密方案，如圖2所示。加密算法如下STEPl 保存足夠長的pi序列。STEP2 截取N個pi序列，每個序列的長度為0至m位，序列的間隔值為0至t，m 和t值由手機每次通話時隨機產生，通話結束，該值也消失。STEP3 按照從1到N個pi序列的順序，將pi值加到相應的數據裡。這裡的N值可以選擇小於N的任意整數。即每個數據可以相加相同的PI序列值，也可以按照一定的順序相加不同的Pi序列值。STEP4 為增強加密算法的強度，可以按照m和t的最大值，從1開始，重複STEP3， 直至得到最終的加密數據。本加密算法中共有2個密鑰，分別為上述STEP2中用於產生pi序列的長度值m和序列的間隔值t。例如手機剛接通時，由系統產生的m值為2，t值為0，假設隨後的通話數據為2 個 8 位二進位數 B(O)0 = 5, B(I)0= 18；則pi最大被選取為14和15兩個序列值，m從1到2，分別取1,14 ；1,15對原數據進行兩輪加密。第一輪加密後，B(O)1= 6，B(I)1 = 19 ；第二輪加密後，B(O)2= 20，B(I)2 = 34 ；m值及t值越高，加密程度越複雜。這裡的關鍵是，手機通話的雙方剛開始通信的若干秒時間，是其他竊聽設備還沒接入的時間。此時外界會有一定的音頻信號傳入手機，並被傳感系統轉化成數位訊號，用 RAM記錄下此若干個8位的數位訊號，作為m和t值的確定依據。通話結束後，隨著機器的通信關閉，該值會自動消失。因此不同於其它加密方式，這裡的密鑰是在每次通話起始時隨機產生，並不被機器固化，因此大大降低了加密算法被識別和破譯的可能。
權利要求1.一種保密手機，包括人機互動模塊、天線、話筒、信號發送模塊、信號接收模塊、聽筒和控制模塊；天線接收的信號先經信號接收模塊，再經DA轉換電路轉換，然後傳給聽筒；所述話筒的信號先經AD轉換電路轉換，再經信號發送模塊，然後通過天線發射；所述控制模塊控制信號發送模塊、信號接收模塊和人機互動模塊的工作，其特徵是，還包括加密模塊和解密模塊；所述加密模塊連接在AD轉換電路和話筒之間；解密模塊連接在DA轉換電路和聽筒之間；所述加密模塊對話筒的語音音頻進行加密，解密模塊對加密的語音數據進行解密；所述控制模塊連接控制加密模塊和解密模塊的工作。
2.根據權利要求1所述的保密手機，其特徵是所述加密模塊和解密模塊集成在鑰匙卡中，鑰匙卡還包括解密通道和加密通道；所述解密通道包括所述解密模塊、DA轉換器、同步模塊和AD轉換器；來自所述DA轉換電路的加密的語音數據依此經DA轉換器、同步模塊、解密模塊和AD轉換器後再傳給聽筒；所述加密通道包括所述加密模塊、DA轉換器、同步模塊和AD轉換器；來自話筒的語音音頻依次經AD轉換器、加密模塊、同步模塊和DA轉換器後再傳給所述AD轉換電路。
專利摘要一種保密手機，包括人機互動模塊、天線、話筒、信號發送模塊、信號接收模塊、聽筒和控制模塊；天線接收的信號先經信號接收模塊，再經DA轉換電路轉換，然後傳給聽筒；所述話筒的信號先經AD轉換電路轉換，再經信號發送模塊，然後通過天線發射；所述控制模塊控制信號發送模塊、信號接收模塊和人機互動模塊的工作。還包括加密模塊和解密模塊；所述加密模塊連接在AD轉換電路和話筒之間；解密模塊連接在DA轉換電路和聽筒之間；所述加密模塊對話筒的語音音頻進行加密，解密模塊對加密的語音數據進行解密；所述控制模塊連接控制加密模塊和解密模塊的工作。
文檔編號H04M1/70GK202218292SQ20112031689
公開日2012年5月9日 申請日期2011年8月29日 優先權日2011年8月29日
發明者葉松, 陳蔭山 申請人:成都華之芯科技有限公司