一种加密耳机及其语音通信方法与流程

1.本发明涉及耳机技术领域，具体来说，涉及一种加密耳机及其语音通信方法。


背景技术：

2.移动通讯已经成为人们工作生活不可分割得的一部分，人们对语音通信的保密性要求也越来越高。现有的通讯网络通讯终端的语音流大多没有经过加密处理。移动核心网络不具备对通讯音频数据加密的能力，因此在语音数据传输过程语音加密是实现安全通信的一种方式。
3.目前，现有的对语音数据传输过程加密所采用的加密方式多是通过加密手机或者在手机上安装加密软件来实现的，而这种方式存在诸多问题，如：1、仅适用于某个特定的地域、运营商或通讯方式，无法实现多态互通；2、在安全性上必须依赖和信任特定的服务商，无法做到安全自主；3、由于是通过手机自身进行加密的，因此，很容易被手机病毒软件或恶意攻击程序破解，导致重要信息泄漏。
4.因此，开发一种独立于通讯设备存在可对语音通讯数据进行加密的装置显得尤为重要，而手机耳机是手机的一个常用外接部件，随着智能手机发展的方兴未艾，手机耳机逐渐成为人们常常带在身边的东西。所以研发一种独立于通讯设备存在可对语音通讯数据进行加密的耳机就便成为了业内亟需解决的问题。


技术实现要素：

5.针对相关技术中的问题，本发明提出一种加密耳机及其语音通信方法。
6.本发明的技术方案是这样实现的：
7.根据本发明的一方面，提供了一种加密耳机。
8.该加密耳机包括：
9.声音收发模块，用于接收语音和输出语音；
10.密钥生成模块，用于根据密钥生成策略生成密钥；
11.语音加密模块，用于利用所述密钥对来自声音收发模块的音频信号进行加密；
12.语音解密模块，用于利用所述密钥对来自移动通信装置的经加密的音频信号进行解密；
13.通讯收发模块，用于发射和接收经过加密和未加密的语音数据；
14.其中，所述密钥生成模块包括密钥因子一生成子模块、密钥因子二生成子模块以及密钥生成子模块，所述密钥因子一生成子模块，用于根据用户输入的密码，生成128位的二进制编码，将该二进制编码作为密钥因子一；所述密钥因子二生成子模块，用于根据预先存储的多组海量随机密钥，基于时钟生成一组随机排列的密钥组合，并将该密钥组合作为密钥因子二；所述密钥生成子模块，用于将所述密钥因子一和所述密钥因子二进行异或运算，得到密钥。
15.此外，该加密耳机还包括：密码输入模块，用于用户输入密码，所述密码包括数字
密码、颜色组合密码以及图案组合密码。
16.另外，所述语音密码模块在利用所述密钥对来自声音收发模块的音频信号进行加密时，利用sm4分组加密算法对来自声音收发模块的音频信号进行对称加密。
17.此外，所述语音解密模块在利用所述密钥对来自移动通信装置的经加密的音频信号进行解密时，利用sm4分组加密算法对来自移动通信装置的经加密的音频信号进行解密。
18.可选的，所述加密耳机为无线蓝牙耳机，所述无线蓝牙耳机包括tws无线蓝牙耳机、吊带无线蓝牙耳机或头戴无线蓝牙耳机。
19.可选的，所述加密耳机包括加密耳机本体和放置所述加密耳机本体的充电仓，所述密码输入模块位于所述加密耳机本体上或所述充电仓上。
20.根据本发明的另一方面，提供了一种通过加密耳机执行的语音通信方法。其中，发送方和接收方通过上述加密耳机和移动通信装置进行语音通信。
21.该通过加密耳机执行的语音通信方法，包括：
22.发送方接收用户输入的密码，并根据该密码生成128位的二进制编码作为密钥因子一；
23.根据预先存储的多组海量随机密钥，基于时钟生成一组随机排列的密钥组合，并将该密钥组合作为密钥因子二；将所述密钥因子一和所述密钥因子二进行异或运算，得到密钥；
24.利用所述密钥对接收的语音进行加密，并将加密后的语音数据发射至移动通信装置，促使移动通信装置将该加密后的语音数据发送给接收方。
25.其中，在利用所述密钥对接收的语音进行加密时，利用sm4分组加密算法对接收的语音进行对称加密。
26.根据本发明的又一方面，提供了一种通过加密耳机执行的语音通信方法。其中，发送方和接收方通过上述加密耳机和移动通信装置进行语音通信。
27.该通过加密耳机执行的语音通信方法，包括：
28.接收方接收用户输入的密码，并根据该密码生成128位的二进制编码作为密钥因子一；
29.根据预先存储的多组海量随机密钥，基于时钟生成一组随机排列的密钥组合，并将该密钥组合作为密钥因子二；并将所述密钥因子一和所述密钥因子二进行异或运算，得到密钥；
30.利用所述密钥对发送方通过移动通信装置所发送的加密语音数据进行解密，并在得到解密后的语音数据的情况下，输出语音。
31.其中，在利用所述密钥对发送方通过移动通信装置所发送的加密语音数据进行解密时，利用sm4分组加密算法对加密语音数据进行解密。
32.有益效果：本发明通过窄带语音编码技术和通用密码技术的结合，创建了语音加密编码方式，实现了对音源的数字编码、加密和调制，并应用于加密耳机，为用户提供了一个安全链完全闭环、安全自主可控、能广泛适用于各个区域、运营商及通讯方式的语音保密产品。能够在最大程度上抵抗窃听风险，包括运营商窃听、网络窃听、7号信令窃听、伪基站窃听等线路窃听，以及手机间谍软件、后门等本地窃听。
附图说明
33.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
34.图1是根据本发明实施例的加密耳机的模块结构框图；
35.图2是根据本发明实施例的加密耳机的带有颜色组合密码输入的充电仓的结构示意图；
36.图3是根据本发明实施例的加密耳机的带有数字密码输入的充电仓的结构示意图；
37.图4是根据本发明实施例的通过加密耳机执行的语音通信方法的流程示意图一；
38.图5是根据本发明实施例的通过加密耳机执行的语音通信方法的流程示意图二。
具体实施方式
39.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
40.根据本发明的实施例，提供了一种加密耳机及其语音通信方法。
41.如图1所示，根据本发明实施例的一种加密耳机，包括
42.声音收发模块101，用于接收语音和输出语音；
43.密钥生成模块103，用于根据密钥生成策略生成密钥；
44.语音加密模块105，用于利用所述密钥基于sm4分组加密算法对来自声音收发模块的音频信号进行对称加密；
45.语音解密模块107，用于利用所述密钥基于sm4分组加密算法对来自移动通信装置的经加密的音频信号进行解密；
46.通讯收发模块109，用于发射和接收经过加密和未加密的语音数据；
47.其中，所述密钥生成模块103包括密钥因子一生成子模块(图中未视出)、密钥因子二生成子模块(图中未视出)以及密钥生成子模块(图中未视出)，所述密钥因子一生成子模块，用于根据用户输入的密码，生成128位的二进制编码，将该二进制编码作为密钥因子一；所述密钥因子二生成子模块，用于根据预先存储的多组海量随机密钥，基于时钟生成一组随机排列的密钥组合，并将该密钥组合作为密钥因子二；所述密钥生成子模块，用于将所述密钥因子一和所述密钥因子二进行异或运算，得到密钥。此外，该加密耳机还包括：密码输入模块(图中未视出)，用于用户输入密码。
48.具体应用时，所述密码包括数字密码、颜色组合密码以及图案组合密码。其中，颜色组合密码可如图2所示，按键1为红，按键2为黑，此时密码编码可以为红和黑的任意组合，如：红红黑(110)，或者红黑黑红(1001)，红黑红红黑黑(101100)，可以实现长达128位的随机密码组合。同时数字密码则可是0-9的数字组合密码，如图3所示。
49.此外，为了使用方便，本发明的加密耳机可采用无线蓝牙耳机，如：tws无线蓝牙耳
机、吊带无线蓝牙耳机或头戴无线蓝牙耳机。而当无线蓝牙耳机不配置充电仓的情况下，密码输入模块可设置在无线蓝牙耳机的本体上，如无线蓝牙耳机的侧面；而当无线蓝牙耳机配置充电仓的情况下(如图2-3所示)，则密码输入模块可配置在充电仓上，并可配置显示屏进行显示。
50.当无线蓝牙耳机为tws无线蓝牙耳机时，可采用sniffer或者主耳转发到从耳的模式实现密钥双耳同步。当然，在实际应用时，还可配置其他配套功能，如：配置切换按键实现转态切换，包含加密通话、加密语音、加密会议等功能切换，具体的，按加密通话按键如果正在非加密通话状态则提示进入加密通话模式，并指示灯提示在加密通话状态，如果加密通话下按加密按键则中断加密通话回到普通通话模式，同时加密通话状态指示灯灭。加密切换的模式也可以设置在耳机上，通过敲击、按压、触摸、语音助手任何形式实现加密通话与普通通话的模式切换，加密录音，加密语音消息，加密会议等模式切换。
51.如图4所示，根据本发明实施例的一种通过加密耳机执行的语音通信方法，包括：
52.步骤s401，发送方接收用户输入的密码，并根据该密码生成128位的二进制编码作为密钥因子一；
53.步骤s403，根据预先存储的多组海量随机密钥，基于时钟生成一组随机排列的密钥组合，并将该密钥组合作为密钥因子二；将所述密钥因子一和所述密钥因子二进行异或运算，得到密钥；
54.步骤s405，利用所述密钥基于sm4分组加密算法对接收的语音进行加密，并将加密后的语音数据发射至移动通信装置，促使移动通信装置将该加密后的语音数据发送给接收方。
55.如图5所示，根据本发明实施例的一种通过加密耳机执行的语音通信方法，包括：
56.步骤s501，接收方接收用户输入的密码，并根据该密码生成128位的二进制编码作为密钥因子一；
57.步骤s503，根据预先存储的多组海量随机密钥，基于时钟生成一组随机排列的密钥组合，并将该密钥组合作为密钥因子二；并将所述密钥因子一和所述密钥因子二进行异或运算，得到密钥；
58.步骤s504，利用所述密钥基于sm4分组加密算法对发送方通过移动通信装置所发送的加密语音数据进行解密，并在得到解密后的语音数据的情况下，输出语音。
59.综上所述，借助于本发明的上述技术方案，通过窄带语音编码技术和通用密码技术的结合，创建了语音加密编码方式，实现了对音源的数字编码、加密和调制，并应用于加密耳机，为用户提供了一个安全链完全闭环、安全自主可控、能广泛适用于各个区域、运营商及通讯方式的语音保密产品。能够在最大程度上抵抗窃听风险，包括运营商窃听、网络窃听、7号信令窃听、伪基站窃听等线路窃听，以及手机间谍软件、后门等本地窃听。
60.以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，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。