[摘要] 本作品旨在解決當(dāng)前GSM僅支持空中接口加密的問題，實(shí)現(xiàn)GSM手機(jī)端到端安全加密通信。作品基于競賽提供的DSP開發(fā)板，設(shè)計(jì)了一套新型抗RPE-LTP壓縮編碼的加解密算法。同時(shí)通過自制一塊語音編解碼拓展板，實(shí)現(xiàn)了全雙工通信。此外，外掛式設(shè)計(jì)使得作品通過手機(jī)語音接口實(shí)現(xiàn)即插即用。本作品的功能特色還體現(xiàn)在克服了現(xiàn)有基于數(shù)據(jù)信道方案的缺點(diǎn);系統(tǒng)延遲小，加密強(qiáng)度大，解密語音可懂度高;無需改造手機(jī)和核心網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu);網(wǎng)絡(luò)兼容性強(qiáng)。

　　Abstract: Our works aims to deal with the shortage that the GSM security mechanism only supports air interface encryption, and to provide end-to-end secure communication. Based on the DSP hardware, a novel encryption algorithm is designed, which can penetrate through RPE-LTP vocoder in GSM voice channel. Meanwhile, an audio codec circuit board is made to realize full-duplex communication. In addition, the external hanging design makes our works plug-and-play to the mobile phone’s headset jack. The functions of our works also feature as follows. Our works can overcomes the shortages of the technologies based on the data channel. Besides, the time delay is short, the encryption intensity is strong enough, and the decrypted voice has high intelligibility. No modification of mobile phone and the networks is needed. Our works also has good compatibility to different mobile networks.

　　1 概述

　　1.1 研究背景

　　GSM是基于TDMA方式的蜂窩移動(dòng)通信標(biāo)準(zhǔn)，可提供語音、數(shù)據(jù)、短消息及WAP上網(wǎng)等業(yè)務(wù)，是移動(dòng)通信的主流網(wǎng)絡(luò)，也是國民經(jīng)濟(jì)各行各業(yè)重要的通信手段。大量涉及商業(yè)以及個(gè)人的敏感信息通過GSM手機(jī)傳遞，必然要求GSM網(wǎng)絡(luò)有更好的安全性。

　　較之深受竊聽和盜用危害的第一代模擬移動(dòng)通信系統(tǒng)，GSM的安全保密性能有了較大的提高，但其安全功能是不完整和不徹底的，其中隱患之一便是GSM僅支持空中接口加密[1]。

　　圖1.1 現(xiàn)有GSM網(wǎng)絡(luò)僅支持空中接口加密

　　圖1.2 端到端安全加密通信

　　如圖1.1所示，移動(dòng)臺(tái)和基站收發(fā)臺(tái)之間的無線鏈路信息以密文方式傳輸，而GSM網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部有線鏈路信息以明文方式傳輸，現(xiàn)有的GSM網(wǎng)絡(luò)不能提供端到端的安全加密通信，不法分子可以從某種途徑竊聽和盜取數(shù)據(jù)。本作品目標(biāo)便是解決GSM的這一缺陷，如圖1.2所示，真正實(shí)現(xiàn)端到端安全加密通信。