VoLTE语音加密优化实现方法、终端及系统技术方案

本发明专利技术公开一种VoLTE语音加密优化实现方法、终端及系统，属于无线通信技术领域，方法包括第一终端对数据长度大于加密分组字节的语音数据帧进行切分，得到第二语音数据和至少一组第一语音数据；采用CBC加密模式，使用密钥K和IV对第一语音数据进行加密，获得第一密文；对于第二语音数据，采用ECB加密模式，使用密钥K对与其相邻的第一语音数据加密密文进行加密，得到Kiv_1；按照第二语音数据的长度截取所述Kiv_1，将截取密文与第二语音数据做异或处理，得到第二密文；将第一密文与第二密文进行拼接，得到通话密文，并发送至第二终端，实现加密通话。本发明专利技术实现加密方式从ECB到CBC的加密转换，提升VoLTE语音通话的安全性。提升VoLTE语音通话的安全性。提升VoLTE语音通话的安全性。

【技术实现步骤摘要】
VoLTE语音加密优化实现方法、终端及系统


[0001]本专利技术涉及无线通信
，具体涉及一种VoLTE语音加密优化实现方法、终端及系统。

技术介绍

[0002]超语音长期演进(Voice overLong Term Evolution，VoLTE)是基于IP多媒体子系统(IP Multimedia Subsystem，IMS)的语音业务，是一种IP数据传输技术。VoLTE无需2G/3G网，全部业务承载于4G网络上，可实现接通等待时间更短，以及更高质量、更自然的语音视频通话效果。
[0003]VoLTE采用AMR语音编解码方案，AMR是语音编码的一种音频数据压缩优化方案，目前广泛用于无线接入网(GSM EDGE Radio Access Network，GERAN)和通用移动通信系统陆地接入网络(UMTS Terrestrial Radio Access Network，UTRAN)。AMR编码包括AMR
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WB(Adaptive Multi Rate Wide Band)和AMR
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NB(Adaptive Multi Rate Narrow Band)两种语音编码方式，其中，AMR
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NB有8种语音编码率，AMR
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WB有9种语音编码率：
[0004](1)AMR
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NB：12.2kbit/s、10.2kbit/s、7.95kbit/s、7.4kbit/s、6.7kbit/s、5.9kbit/s、5.15kbit/s、4.75kbit/s。
[0005](2)AMR
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WB：23.85kbit/s、23.05kbit/s、19.85kbit/s、18.25kbit/s、15.85kbit/s、14.25kbit/s、12.65kbit/s、8.85kbit/s、6.6kbit/s。
[0006]其中，AMR
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NB采用20MS话音帧，采样频率为8KHZ，每帧对应160个采样点。针对AMR
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NB12.2kbit/s标准的每一帧的大小为32个字节，但是由于AMR本身的语音帧的第一个字节作为标识位，所以基本能够使用的语音PAYLOAD数据长度为31个字节。
[0007]在现有的通话媒体数据加密大多使用算法SM4，模式为CBC分组加密，基于语音通讯方式限制，不能对数据帧做补位操作，导致数据帧中需要补位的最后一个分组无法使用CBC加密。目前采取的措施是使用明文异或不够分组长度(16字节)的数据，但存在算法应用不合规的情况，在一定情况下会存在安全隐患。
[0008]相关技术中，公开号为CN105530100A的中国专利技术专利申请公开了一种VoLTE安全通信方法，通过同时使用对称加密算法RC4和非对称加密算法RSA实现VoLTE通信节点端到端的安全通信。相比该技术，主要区别如下：
[0009](1)该方法主要是对称密钥密钥体系结合国密算法SM4实现端到端的安全性，其发送方和接收方通过对方公钥加密密钥传递再通过私钥对密钥进行解密来完成密钥传递，存在公钥体系随时间流逝密钥安全性降低的问题。
[0010](2)该方法只论述了对语音加解密流程和方法，但是并没有结合当前VOLTE语音基础编码和传输特点，端到端算法加密过程中存在的SM4分组算法限制进行深入分析。

技术实现思路

[0011]本专利技术所要解决的技术问题在于如何提升VoLTE语音通话的安全性。
[0012]本专利技术通过以下技术手段实现解决上述技术问题的：
[0013]一方面，本专利技术提出了一种VoLTE语音加密优化实现方法，所述方法包括：
[0014]第一终端对数据长度大于加密分组字节的语音数据帧进行切分，得到第二语音数据和至少一组第一语音数据，所述第一语音数据为加密分组字节整数倍的语音数据，所述第二语音数据为长度不够加密分组字节的语音数据；
[0015]采用CBC加密模式，并使用加密密钥K和IV参数对所述第一语音数据进行加密，获得第一密文，其中，所述加密密钥和所述IV参数为通话双方终端预先协商得到；
[0016]对于所述第二语音数据，采用ECB加密模式，使用所述加密密钥K对与其相邻的第一语音数据加密密文进行加密，得到Kiv_1；
[0017]按照所述第二语音数据的长度截取所述Kiv_1，并将截取到的密文与所述第二语音数据做异或处理，得到第二密文；
[0018]将所述第一密文与所述第二密文进行拼接，得到通话密文，并发送至所述第二终端以供所述第二终端对所述通话密文进行解密，实现加密通话。
[0019]本专利技术使用密钥管理平台或者语音信道方式实现加密初始向量IV的传递，实现加密方式从ECB到CBC的加密转换，解决了ECB模式下不能隐藏明文的模式以及可能对明文进行主动攻击的问题，实现了安全性提升。
[0020]进一步地，所述第二终端对所述通话密文进行解密，包括：
[0021]对所述通话密文中各组所述第一密文做CBC解密处理，得到第一明文数据；
[0022]对所述通话密文中数据长度小于加密分组整数倍的第二密文，采用ECB加密模式，并利用所述加密密钥K对与其相邻第一密文进行加密，得到Kiv_2；
[0023]按照所述第二密文的长度截取所述Kiv_2，并将截取到的密文与所述第二密文做异或处理，得到第二明文数据；
[0024]将所述第一明文数据和所述第二明文数据进行拼接，得到通话明文。
[0025]进一步地，在所述第一终端和所述第二终端进行语音加密通话之前，还包括：
[0026]所述第一终端和所述第二终端进行通话密钥协商，获取本次通话的加密密钥K；
[0027]所述第一终端和所述第二终端进行通话加密协商，获取本次通话的IV参数。
[0028]进一步地，所述第一终端和所述第二终端内均集成有芯片，所述第一终端和所述第二终端进行通话密钥协商，获取本次通话的加密密钥K，包括：
[0029]所述第一终端和所述第二终端使用其对应芯片内的密钥作为登录认证密钥，完成到对应的密钥管理平台的身份认证；
[0030]所述第一终端向所述第二终端发起语音信令流程，产生本次通话的通话标识，并进行密钥协商，分别向所述密钥管理平台申请密钥，获取本次通话的加密密钥K。
[0031]进一步地，所述第一终端和所述第二终端进行通话加密协商，获取本次通话的IV参数，包括：
[0032]所述第一终端和所述第二终端向密钥管理平台申请本次通话的IV参数；
[0033]所述密钥管理平台根据通话双方终端号码和呼叫时间实时生成本次通话的IV参数，并同步到所述第一终端和所述第二终端。
[0034]进一步地，所述第一终端和所述第二终端进行通话加密协商，获取本次通话的IV参数，包括：
[0035]所述第一终端和所述第二终端使用语音信道进行IV参数的协商，协商信息包括所述第一终端产生本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种VoLTE语音加密优化实现方法，其特征在于，所述方法包括：第一终端对数据长度大于加密分组字节的语音数据帧进行切分，得到第二语音数据和至少一组第一语音数据，所述第一语音数据为加密分组字节整数倍的语音数据，所述第二语音数据为长度不够加密分组字节的语音数据；采用CBC加密模式，并使用加密密钥K和IV参数对所述第一语音数据进行加密，获得第一密文，其中，所述加密密钥和所述IV参数为通话双方终端预先协商得到；对于所述第二语音数据，采用ECB加密模式，使用所述加密密钥K对与其相邻的第一语音数据加密密文进行加密，得到Kiv_1；按照所述第二语音数据的长度截取所述Kiv_1，并将截取到的密文与所述第二语音数据做异或处理，得到第二密文；将所述第一密文与所述第二密文进行拼接，得到通话密文，并发送至所述第二终端以供所述第二终端对所述通话密文进行解密，实现加密通话。2.如权利要求1所述的VoLTE语音加密优化实现方法，其特征在于，所述第二终端对所述通话密文进行解密，包括：对所述通话密文中各组所述第一密文做CBC解密处理，得到第一明文数据；对所述通话密文中数据长度小于加密分组整数倍的第二密文，采用ECB加密模式，并利用所述加密密钥K对与其相邻第一密文进行加密，得到Kiv_2；按照所述第二密文的长度截取所述Kiv_2，并将截取到的密文与所述第二密文做异或处理，得到第二明文数据；将所述第一明文数据和所述第二明文数据进行拼接，得到通话明文。3.如权利要求1所述的VoLTE语音加密优化实现方法，其特征在于，在所述第一终端和所述第二终端进行语音加密通话之前，还包括：所述第一终端和所述第二终端进行通话密钥协商，获取本次通话的加密密钥K；所述第一终端和所述第二终端进行通话加密协商，获取本次通话的IV参数。4.如权利要求3所述的VoLTE语音加密优化实现方法，其特征在于，所述第一终端和所述第二终端内均集成有芯片，所述第一终端和所述第二终端进行通话密钥协商，获取本次通话的加密密钥K，包括：所述第一终端和所述第二终端使用其对应芯片内的密钥作为登录认证密钥，完成到对应的密钥管理平台的身份认证；所述第一终端向所述第二终端发起语音信令流程，产生本次通话的通话标识，并进行密钥协商，分别向所述密钥管理平台申请密钥，获取本次通话的加密密钥K。5.如权利要求3所述的VoLTE语音加密优化实现方法，其特征在于，所述第一终端和所述第二终端进行通话加密协商，获取本次通话的IV参数，包括：所述第一终端和所述第二终端向密钥管理平台申请本次通话的IV参数；所述密钥管理平台根据通话双方终端号码和呼叫时间实时生成本次通话的IV参数，并同步到所述第一终端和所述第二终端。6.如权利要求3所述的VoLTE语音加密优化实现方法，其特征在于，所述第一终端和所述第二终端进行通话加密协商，获取本次通话的IV参数，包括：所述第一终端和所述第二终端使用语音信道进行IV参数的协商，协商信息包括所述第
一终端产生的随机数A和所述第二终端产生的随机数B；所述第一终端和所述第二终端采用相同计...

【专利技术属性】
技术研发人员：王丙磊，陈文俊，赵鹏，米鹏伟，罗俊，王建，
申请(专利权)人：中电信量子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：