CN102983963A - 一种加密通话方法与通话加密装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种加密通话方法与通话加密装置，将主叫话机与被叫话机的通信频段划分为32个编码，所述主叫话机与所述被叫话机开始通话时使用所述32个编码中的任一个编码，在通话开始后的下一时刻使用所述32个编码中的另一个编码，在通话过程中始终使用所述32个编码中的编码进行加密，直至通话结束；及其通话加密装置。利用加密芯片对语音进行频点跳变编码加密，提高了通话过程中的保密性，并且本发明的通话加密装置结构复杂，降低了制造成本。

Description

一种加密通话方法与通话加密装置

技术领域

本发明涉及通信领域，尤其涉及一种加密通话方法与通话加密装置。

背景技术

通信技术的不断发展和普及，给人们的工作和生活带来了越来越多的便利。但是与此同时，它也给人们带来了一些麻烦。如个人信息被盗用的事件不断发生，有些甚至构成严重的案件。信息盗窃的途径包括个人证件资料的盗用，网络信息的盗用和电话信息的盗用等。

为了防止电话被窃听，保证电话通信中的信息安全，各种电话加密装置相继产生。目前，市面上出现了多种防止窃听检测器，当发现有监听电话并接在电话机上时发出告警。有语音变调器，它将讲话人的声音改变音调，变高或者变低，使中间窃听到的声音失真而听不清。而在通信的另一端有相应的装置将变了调的话音还原，使讲话能够听清。有利用数字技术的语音加密器，它将模拟的话音信号转换为数字信号，再对数字形式的话音信号进行压缩和编码以达到加密的目的。加密后的话音信号再以某种速率调制成音频信号，以便能够在模拟系统中传输；另外还有应用加密芯片，进行固定频点编码的语音加密装置。

虽然语音变调器结构简单，成本低，具有一定的保密作用，但是它的保密程度极低，变调后的语音信号中完全保留了语气和语调信息，并且有经验的监听者基本可以判断出讲话的内容。与此相反利用数字技术的语音加密器虽然具有相当高的保密性，但是它的结构复杂，成本极高，而且还有很大的时延。另外从应用范围方面看，语音变调器严格说并不是加密器，只能对语音简单地掩饰一下。实质上，它只改变了音质，而且使用简单的装置就可以使音质复原。因此它只可以应用在某些不重要的场合。由于利用数字技术的语音加密器的高保密和高成本的特性，它一般应用在高保密程度的独立通信系统中，如军事通信系统。

因此，现有技术还有待于改进和发展。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种加密通话方法与通话加密装置，以提高通话过程中的保密性。

本发明的技术方案如下：

一种加密通话方法，其包括以下步骤：

A、将主叫话机与被叫话机的通信频段划分为32个编码，所述主叫话机与所述被叫话机开始通话时使用所述32个编码中的任一个编码，在通话开始后的下一时刻使用所述32个编码中的另一个编码，在通话过程中始终使用所述32个编码中的编码进行加密，直至通话结束；

其中，相邻下一时刻之间的时间间隔不同，每个时间间隔中使用的编码为所述32个编码中的任一编码。

所述的加密通话方法，其中，所述步骤A还包括：在音频300Hz-3300Hz的频段内选择一个频点作为分裂频点，将300Hz-分裂频点设置为低频段、分裂点-3300Hz设置为高频段，将低频段与高频段内的子频带进行反相变换，形成所述32个编码；在通话过程中通过五位并行数据线选择所述32个编码中的任一编码。

所述的加密通话方法，其中，将低频段与高频段内的子频带进行反相变换的具体过程是：将每个子频带内的低频率频段移到高频率频段，将高频率频段移到低频率频段。

所述的加密通话方法，其中，所述步骤A还包括语音加密步骤，其具体包括：

B、第一芯片采用所述32个编码中的任一个编码将语音信号由发射已调制信号频谱变换为发射输出信号，然后所述第一芯片将所述发射输出信号发送至第二芯片；

所述第二芯片将接受到的所述发射输出信号进行变换频谱处理，完成对语音信号的加密；

微处理器控制所述第一芯片与第二芯片按同一个变化时间周期和同一编码进行加密。

一种通话加密装置，其包括壳体，其中，所述壳体内设置有用于为语音通话加密与解密的语音处理单元，所述壳体上设置有用于连接电话座机的座机连接插槽、用于连接电话手柄的手柄连接插槽、用于连接电话手柄插座的插座连接插槽、用于连接通信线路的线路连接插槽与用于给所述通话加密装置供电的电源插槽，所述座机连接插槽、所述手柄连接插槽、所述插座连接插槽、所述线路连接插槽、所述电源插槽均与所述语音处理单元通信连接；

所述壳体上设置有用于控制语音处理单元进行语音加密的控制按钮，所述控制按钮与所述语音处理单元电路连接。

所述的通话加密装置，其中，所述语音处理单元包括用于对语音进行加密的第一芯片、用于对加密语音进行解密的第二芯片、用于控制所述语音处理单元运行的微处理器、双音频收发电路、振铃检测电路与摘机检测电路；

所述第一芯片与所述第二芯片通信连接，所述第一芯片、所述第二芯片均与所述微处理器通信连接，所述双音频收发电路、所述振铃检测电路、所述摘机检测电路均与所述微处理器相连接。

本发明提供的一种加密通话方法与通话加密装置，利用加密芯片对语音进行频点跳变编码加密，但是要确定这个语音序列的起点和每一个语音段的长度非常困难；即使窃听者使用相同的通话装置，并且设置了相同的口令，也不能实现窃听；一种情况是主叫和被叫加密通话后摘机窃听，因为窃听装置没有和主叫电话机进行通信联络，不能进入加密工作状态，只能以正常的非加密方式窃听；另一种情况是主叫拨号，被叫和窃听电话同时振铃，如果窃听者先摘机，窃听电话成为了被叫电话。虽然这时可以听清一切，但是一旦通话窃听者身份就暴露了，提高了通话过程中的保密性，并且本发明的通话加密装置结构复杂，降低了制造成本。

附图说明

图1为本发明中加密通话方法的流程示意图；

图2为本发明中通话加密装置与电话座机连接的结构示意图；

图3为本发明中语音处理单元的结构示意图；

图4为本发明中通话加密装置之实施例的电路结构总图；

图5为图4中语音加密电路的电路结构示意图；

图6为图4中微处理器的电路结构示意图；

图7为图4中双音频收发电路的电路结构示意图。

具体实施方式

本发明提供一种加密通话方法与通话加密装置，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明提供了一种加密通话方法，如图1所示的，其具体包括以下步骤：

步骤101：将主叫话机与被叫话机的通信频段划分为32个编码，所述主叫话机与所述被叫话机开始通话时使用所述32个编码中的任一个编码，在通话开始后的下一时刻使用所述32个编码中的另一个编码，在通话过程中始终使用所述32个编码中的编码进行加密，直至通话结束；

其中，相邻下一时刻之间的时间间隔不同，每个时间间隔中使用的编码为所述32个编码中的任一编码。

利用加密芯片对语音进行频点跳变编码加密，当所述主叫话机与所述被叫话机在开始通话时，双方都使用32个编码中的某一个编码，下一时刻则使用32个编码中的另一个编码，编码的排列没有固定顺序；两个编码应用期间使用不同的时间间隔，两个时间间隔长短没有固定规律；主叫和被叫加密装置预先设置一个相同的6位十进制口令，保障了同步加密通话，使得通话的安全性上升到更高水平，在保证通话清晰的前提下，提高了通话的保密性。并且要实现窃听需要准确对这个语音序列进行分段，并且对每一段语音分别选择不同的编码，但是要确定这个语音序列的起点和每一个语音段的长度极其困难，在不同步采用编码频率的前提下，即使使用相同的编码也无法实现窃听。

在本发明的另一较佳实施例中，所述步骤101具体的还包括：在音频300Hz-3300Hz的频段内选择一个频点作为分裂频点，将300Hz-分裂频点设置为低频段、分裂点-3300Hz设置为高频段，将低频段与高频段内的子频带进行反相变换，形成所述32个编码；在通话过程中通过五位并行数据线选择所述32个编码中的任一编码。

更具体的，将低频段与高频段内的子频带进行反相变换的具体过程是：将每个子频带内的低频率频段移到高频率频段，将高频率频段移到低频率频段。

在本发明的另一较佳实施例中，所述步骤101还包括语音加密步骤，其具体包括：

第一芯片采用所述32个编码中的任一个编码将语音信号由发射已调制信号频谱变换为发射输出信号，然后所述第一芯片将所述发射输出信号发送至第二芯片；

所述第二芯片将接受到的所述发射输出信号进行变换频谱处理，完成对语音信号的加密；

微处理器控制所述第一芯片与第二芯片按同一个变化时间周期和同一编码进行加密，提高了语音通话的保密性。

本发明提供了一种通话加密装置，如图2所示的，其包括壳体1，所述壳体1可以采用现有技术中的对应材料制成，比如高性能塑料。所述壳体内1设置有用于为语音通话加密与解密的语音处理单元，所述壳体上设置有用于连接电话座机的座机连接插槽2、用于连接电话手柄的手柄连接插槽3、用于连接电话手柄插座的插座连接插槽4、用于连接通信线路的线路连接插槽5与用于给所述通话加密装置供电的电源插槽6，所述座机连接插槽2、所述手柄连接插槽3、所述插座连接插槽4、所述线路连接插槽5、所述电源插槽6均与所述语音处理单元通信连接；

所述壳体1上设置有用于控制语音处理单元进行语音加密的控制按钮，在本实施例中为控制按钮7与控制按钮8，并且所述控制按钮7配置有一绿色指示灯15，所述控制按钮8配置一红色指示灯16。当然根据需要也可以只设置一个控制按钮。所述控制按钮7、所述控制按钮8均与所述语音处理单元电路连接。将本通话加密装置分别与主叫话机、被叫话机相连接，需要进行加密通话时，用户在所述主叫话机上按下控制按钮，使所述主叫话机进入语音加密状态，而当加密语音传输到所述被叫话机时，所述被叫话机的通话加密装置再将加密的语音解密，提高了用户在通话过程中的保密性。

在本发明的另一较佳实施例中，如图3所示的，所述语音处理单元包括用于对语音进行加密的第一芯片9、用于对加密语音进行解密的第二芯片10、用于控制所述语音处理单元运行的微处理器11、双音频收发电路12、振铃检测电路13与摘机检测电路14；

所述第一芯片9与所述第二芯片10通信连接，所述第一芯片9、所述第二芯片10均与所述微处理器11通信连接，所述双音频收发电路12、所述振铃检测电路13、所述摘机检测电路14均与所述微处理器相连接。

为了更详尽的说明本发明，如图2所示的，将通话加密装置于电话机17连接在一起，并将 500mA的9V电源接到所述电源插槽6，入户的外线插头连接所述线路连接插槽5，所述电话机17的外线插座连接所述座机连接插槽2，所述电话机17的手柄插座连接所述插座连接插槽4，而所述电话机17的手柄所述手柄连接插槽3相连。所述通话加密装置与所述电话机17连接后构成的话音加密系统各种工作模式下的运行过程说明如下：

口令输入

所述通话加密装置在开始第一次实际通话之前，双方需要输入一个相同的6位十进制数口令，当然也可以根据需要将口令设置为4位、8位、10位或其他位数的十进制口令，以后通话则不必要重新输入。口令输入过程如下：（1）主叫话机摘机后，所述绿色指示灯15亮，听到拨号音。(2) 同时按下所述控制按钮7、所述控制按钮8两秒以上，所述绿色指示灯15与所述红色指示灯16同时亮。(3) 听到两声长音“嘀——，嘀——”后，按所述电话机17拨号键，连续输入6位十进制数口令，再按“#”号键结束，听到一短一长两个音“嘀，嘀——”说明口令输入正确。（4）如果输入过程中出现错误，会先听到两声短音“嘀，嘀”告警，然后两声长音“嘀——，嘀——” 指示重新输入。（5）如果输入过程中发现错误，可以按“*”号键，听到两声长音“嘀——，嘀——”后，重新输入。

不加密主叫

不加密主叫相当于没有所述通话加密装的正常的电话通信。通信过程如下：（1）主叫话机摘机后，所述绿色指示灯15亮，所述红色指示灯16不亮，听到拨号音。（2）在所述电话机17键盘上正常拨打被叫电话号码。（3）拨通后被叫话机摘机，如果被叫话机是不加密的普通电话机，直接通话。（4）如果被叫话机具有与主叫话机相同的所述通话加密装置，被叫话机摘机后会听到一声长音“嘀——” ，然后正常通话。

加密主叫

加密通话模式下主叫电话机的工作过程如下：（1）被主叫话机摘机后，所述绿色指示灯15亮，所述红色指示灯16不亮，听到拨号音。（2）按一下所述控制按钮8，所述绿色指示灯15熄灭，所述红色指示灯16点亮。（3）在所述电话机17键盘上正常拨被叫话机电话号码。（4）拨通后被叫话机摘机，如果被叫电话是与主叫话机具有相同的所述通话加密装置并且具有相同的口令，被叫话机摘机后会听到一声长音“嘀——” 。（5）主叫话机收到被叫话机的长音后，也发出一声长音“嘀——” ，进行加密通话。

所述通话加密装置在被听话机端的工作过程如下：（1）被叫话机收到振铃音后，被叫话机摘机，此时所述绿色指示灯15亮，所述红色指示灯16不亮，并且听到所述通话加密装置发出一声长音“嘀——” 。（2）如果主叫话机是不加密的普通电话机或者是非加密工作模式下的同类通话加密装置，可以直接进行正常的不加密通话。（3）如果主叫话机是加密模式下的同类通话加密装置并且具有相同的口令，可以另外收到主叫话机发来的一声长音“嘀——” ，同时所述绿色指示灯15熄灭，所述红色指示灯16点亮，这时进行加密通话。

为了更进一步的描述本发明以下列举一具体实施例进行说明，如图4、图5、图6与图7所示的，为了将所述第一芯片9标记为U4，所述第二芯片10标记为U5，所述微处理器11标记为U3，所述双音频收发电路12标记为U6，所述振铃检测电路13标记为U1，所述摘机检测电路14标记为U2，电源电路18标记为U7。

语音加密电路

如图5所示的，所述语音加密电路主要由U4与U5构成，U4与U5均采用MX224集成电路。因为MX224为半双工模式，为实现电话机的全双工通信，U4设置为发送工作模式，U5设置为接受模式。具体是通过将U4的8脚接地，U5的8脚悬空实现的， 8脚有内部上拉电阻。MX224提供32个可选择的加密编码，由芯片的A0-A4并行输入端口控制。而这些并行线连接到微处理器的RB0-RB4引脚。U4和U5是否加密由引脚9的电平控制，低电平加密，高电平不加密。这个电平由U3的RA2脚发出，它同时控制发光二极管LD1。加密芯片数据的输入和更新由11脚上的脉冲控制，这个脉冲由微处理器的RB5脚输出。微处理器准备好数据后，在RB5开始为低电平情况下，发出一个高电平，再发一个低电平，数据便锁存到加密芯片。工作在发送模式下的芯片对电话机手柄上麦克产生的信号进行处理。麦克产生的话音信号输入给U4的22脚TxIN，处理后的话音信号经由16脚TxOUT输出到电话机主机的音频插座。工作在接收模式下的芯片对电话机收到话音信号进行处理。主机语音插座的话音信号输入给U5的18脚RxIN，处理后的话音信号经由15脚RxOUT输出到电话机手柄的音频插座。

这部分电路的功能是：在不加密工作模式下，U4将输入到22脚的TxIN信号不进行变换，直接发送到16脚输出。也就是TxOUT与TxIN相同。而U5 第18脚的RxOUT与15脚上的RxIN相同。在加密工作模式下，U4将输入到22脚的TxIN信号进行频谱变换，变换后的语音信号TxOUT在16脚输出。而U5将输入到18脚的RxIN信号进行变换频谱变换，变换后的语音信号RxOUT在15脚输出。并且在微处理器控制下，U4和U5按着同一个变化的时间周期和同变化的加密编码，分别将TxIN和RxIN进行变换为TxOUT和RxOUT。

微处理器的控制电路

如图6所示的，所述微处理器的电路主要包括开关S1,S2和发光二极管LD1,LD2等原件。这个电路的功能是接收输入给微处理器的有关信号，进行逻辑判断，输出相应的控制信号。输入的信号有：开关S1，S2状态信息，通过U3的6脚和7脚输入；电话机的摘机信号和振铃信号，通过2脚和3脚输入；双音频收发电路的译码数据，通过11脚至14脚的RC0至RC3输入。输出的信号有：LD1, LD2控制信号由4脚和5脚输出；继电器控制信号，由18脚输出；两个加密芯片的编码数据，由21至25脚的RB0至RB4输出；加密控制电平由4脚输出，这个电平也是LD1的控制电平；加密芯片的控制脉冲由26脚RB5输出；双音频收发电路的编码数据由11脚至14脚的RC0至RC3输出，这是4位双向数据线。

微处理器的控制电路之功能是：（1）监视电话机振铃和摘机状态，判断主叫和被叫；（2）监视按键开关状态，判断正常通话，加密通话和口令输入模式；（3）控制双音频发送和接收；（4）计算并选择加密编码序列和时间序列；（5）实时进行加密码选择控制。

双音频收发电路

如图7所示的，所述双音频收发电路包括相关的电阻，电容和晶振等原件。双音频信号由手柄话音插座的1脚经电容C3，电阻R10输入到U6的2脚。双音频芯片发出的信号由8脚输出，经过C5与加密芯片U4的16脚发出的TxOUT信号相加，然后送给电话主机话音插座的4脚。3个控制信号由微处理器的RC4，RC5和RC6发出，分别送给U6的11，10和9脚。4位并行数据线D0，D1，D2，D3连接到微处理器的RC0，RC1，RC2，RC3。

在接收时，当所述微处理器11扫描数据线发现收到双音频信号，发出控制，经过数据线将双音频数据输入到微处理器。发送时，双音频数据经过并行线送给U6，微处理器发出适当的控制信号，双音频信号由8脚输出。

振铃检测电路

所述振铃检测电路由图4中所示的，U1具体的包括C1，Z1，Z2，D1，R1， Q1，C2，R3等原件。C1的作用是隔离直流，Z1，Z2用来限幅，D1用作半波整流，U1具体的起隔离作用，而Q1，R3，和C2是取样保持电路。振铃信号是间断的正弦波，电压较高，从J1的2，3脚输入。而此电路振铃检测输出是直流电平，经过三极管的发射极输出给微处理器的3脚。

摘机检测电路

这部分电路包括D3，D4，D5，D6，Z3，R4，U2和R5等原件。当电话机没摘机时，J1的2，3脚之间有一个较高的电压，U2的1，2脚导通，5脚输出低电平。摘机后，J1的2，3脚的电压下降，U2的1，2脚导通，5脚输出高电平。这个摘机检测电平送给微处理器的2脚。

电源电路

电源电路主要由一个三端稳压器组成。输入电压9V，电流为500mA，输出电压5V，为本发明中的通话加密装置提供电源。

上述列举的实施例仅为其一种具体实施方式，当然也可以根据需要对其中各个组成部分进行适应性调整。

应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (6)

1.一种加密通话方法，其包括以下步骤：

A、将主叫话机与被叫话机的通信频段划分为32个编码，所述主叫话机与所述被叫话机开始通话时使用所述32个编码中的任一个编码，在通话开始后的下一时刻使用所述32个编码中的另一个编码，在通话过程中始终使用所述32个编码中的编码进行加密，直至通话结束；

其中，相邻下一时刻之间的时间间隔不同，每个时间间隔中使用的编码为所述32个编码中的任一编码。

2.根据权利要求1所述的加密通话方法，其特征在于，所述步骤A还包括：在音频300Hz-3300Hz的频段内选择一个频点作为分裂频点，将300Hz-分裂频点设置为低频段、分裂点-3300Hz设置为高频段，将低频段与高频段内的子频带进行反相变换，形成所述32个编码；在通话过程中通过五位并行数据线选择所述32个编码中的任一编码。

3.根据权利要求2所述的加密通话方法，其特征在于，将低频段与高频段内的子频带进行反相变换的具体过程是：将每个子频带内的低频率频段移到高频率频段，将高频率频段移到低频率频段。

4.根据权利要求3所述的加密通话方法，其特征在于，所述步骤A还包括语音加密步骤，其具体包括：

B、第一芯片采用所述32个编码中的任一个编码将语音信号由发射已调制信号频谱变换为发射输出信号，然后所述第一芯片将所述发射输出信号发送至第二芯片；

所述第二芯片将接受到的所述发射输出信号进行变换频谱处理，完成对语音信号的加密；

微处理器控制所述第一芯片与第二芯片按同一个变化时间周期和同一编码进行加密。

5.一种通话加密装置，其包括壳体，其特征在于，所述壳体内设置有用于为语音通话加密与解密的语音处理单元，所述壳体上设置有用于连接电话座机的座机连接插槽、用于连接电话手柄的手柄连接插槽、用于连接电话手柄插座的插座连接插槽、用于连接通信线路的线路连接插槽与用于给所述通话加密装置供电的电源插槽，所述座机连接插槽、所述手柄连接插槽、所述插座连接插槽、所述线路连接插槽、所述电源插槽均与所述语音处理单元通信连接；

所述壳体上设置有用于控制语音处理单元进行语音加密的控制按钮，所述控制按钮与所述语音处理单元电路连接。

6.根据权利要求6所述的通话加密装置，其特征在于，所述语音处理单元包括用于对语音进行加密的第一芯片、用于对加密语音进行解密的第二芯片、用于控制所述语音处理单元运行的微处理器、双音频收发电路、振铃检测电路与摘机检测电路；

所述第一芯片与所述第二芯片通信连接，所述第一芯片、所述第二芯片均与所述微处理器通信连接，所述双音频收发电路、所述振铃检测电路、所述摘机检测电路均与所述微处理器相连接。

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