GSM手机端到端安全加密通信系统(08-100)

　　[摘要] 本作品旨在解决当前GSM仅支持空中接口加密的问题，实现GSM手机端到端安全加密通信。作品基于竞赛提供的DSP开发板，设计了一套新型抗RPE-LTP压缩编码的加解密算法。同时通过自制一块语音编解码拓展板，实现了全双工通信。此外，外挂式设计使得作品通过手机语音接口实现即插即用。本作品的功能特色还体现在克服了现有基于数据信道方案的缺点;系统延迟小，加密强度大，解密语音可懂度高;无需改造手机和核心网络结构;网络兼容性强。

　　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方式的蜂窝移动通信标准，可提供语音、数据、短消息及WAP上网等业务，是移动通信的主流网络，也是国民经济各行各业重要的通信手段。大量涉及商业以及个人的敏感信息通过GSM手机传递，必然要求GSM网络有更好的安全性。

　　较之深受窃听和盗用危害的第一代模拟移动通信系统，GSM的安全保密性能有了较大的提高，但其安全功能是不完整和不彻底的，其中隐患之一便是GSM仅支持空中接口加密[1]。

　　图1.1 现有GSM网络仅支持空中接口加密

　　图1.2 端到端安全加密通信

　　如图1.1所示，移动台和基站收发台之间的无线链路信息以密文方式传输，而GSM网络内部有线链路信息以明文方式传输，现有的GSM网络不能提供端到端的安全加密通信，不法分子可以从某种途径窃听和盗取数据。本作品目标便是解决GSM的这一缺陷，如图1.2所示，真正实现端到端安全加密通信。