《話音碼流的加解密算法研究》是依託北京大學，由王昭擔任負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：話音碼流的加解密算法研究
- 項目負責人：王昭
- 項目類別：面上項目
- 依託單位：北京大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
本項目利用現代密碼學理論和方法研究話音碼流的加密和解密問題，包括基本理論研究和具體算法設計。本項目所研究的關於話音碼流的加密和解密算法，其輸入和輸出都是數據之間有著強烈內在聯繫的話音碼流，而不是通常的沒有意義的比特串。本項目將充分借鑑已有的關於語音信號和語音編碼的基本理論、方法及成果，使用現代分組密碼算法設計的一般原理和特定技巧，對一小段時長內話音的採樣碼流，在密鑰參數控制下完成變換加密，生成新的話音碼流。項目研究中採用的基本技術路線是，首先通過一定方式表示話音碼流，然後在密鑰控制下對表示後的話音碼流做加密處理，最後把加密後的表示形式合成為新的話音碼流。本項目提出的研究內容不僅為現代密碼學的研究提出了新問題、拓寬了研究邊界，具有很好的理論意義，而且利用所設計的加密算法可以解決含語音參數編碼算法通信網路中點對點的保密通話問題，具有非常重要的套用價值。
結題摘要
移動通信系統誕生於20世紀70年代，歷經4代迅猛發展，正在向5G演進，與人們工作和生活的關係越來越密切，並在政治、軍事、金融、外交等領域均扮演著重要的角色，與此同時，安全也成為移動通信面臨的一個嚴峻問題。目前移動話音保密從保密傳輸通道上可劃分為三種：網路通道傳輸、話音通道傳輸和移動傳輸協定專用傳輸通道。本項目提出採用語音通道傳輸，與手機制式無關，理論上可做到全網通，適應性較強。面向移動通信領域對語音傳輸的要求及特點，比如，對語音信號的實時性、音質性能的要求較高，加密語音的傳輸過程中必須經過語音編碼、調製等過程，提出話音碼流的加密解密算法的設計問題，期望實現語音碼流空間到語音碼流空間之間的加解密變換。 人類語音中包含的信息可分為兩類，一是語言內容，二是與說話人特質相關的內容。為解決語音信號的模糊性與現代加密算法精確性之間的矛盾，定義了語音信號的完全相似和完全不相關的概念。用時域信號s(t)表示人的語音，對語音信號s(n)和s’(n)，如果他們的語言內容完全一致，則稱它們是完全相似的。如果從他們辨析出的語言內容交集為空，則稱他們是完全不相關的。 針對不同的語音編碼信道設計了對應的有效抗移動通信語音編碼標準的加密算法，並進行了分析評估： • 由於語音信號具有“短時平穩性”，對應的表現出時變頻率分布特性，據此，提出了基於語音短時頻率分布的頻域置亂方案。 • 給出了利用混沌系統產生的隨機序列作為密鑰來對AMR語音編碼過程中的LPC參數進行加密的算法。 • 對若干傳統的頻域置亂方案：頻帶倒置和離散頻譜上徹底置亂、多幀分組內置亂、多幀分組間置亂等在端到端語音加密環境下的性能進行了比較，設計了一種結合各方案優點基於人聲基音頻率的頻域置亂方案，加密和解密的綜合效果有所提升。 • 給出了一種基於信道模型的類語音調製算法，建立3G系統依賴的AMR編碼器頻幅回響模型，把加密數據利用OFDM技術調製在載波上，從而實現聲碼器信道傳輸。
