何 旸 刘晓丽 刘毅娟 雷 鸣

（华北理工大学冀唐学院 河北唐山 063000）

浅谈语音加密

何 旸 刘晓丽 刘毅娟 雷 鸣

（华北理工大学冀唐学院 河北唐山 063000）

随着网络技术和通信技术的快速进步，多媒体数据的安全问题显得越来越重要。如何保证网络传输数据的安全性，一直是受到广泛关注的重要问题。本文介绍了语音加密的基本意义，分析了几种语音加密的方法。

语音 加密

语音、图像是人与人之间进行相互交流的基础方式，是获取公开信息、机密信息的有效手段。语音信息又占有很大比重，现代化数字信息互联里，语音信息交互拥有的位置已非常重要。不管是针对国家、社会还是公司、个人，如何确保语音信息安全的意义极其重大。

1.语音加密的意义

全球政治经济趋于多元化，信息化社会更是飞速发展，电子计算机全面普及，互联网络飞速发展，无线通信等技术更是换代频繁。信息互联已是生产中的重要组成要素，信息技术成为当今社会的重要变革力量及技术物质基础。数字化生活不仅是现今的时尚生活，更是人们的日常生活。人们工作、生活、交流、记录更多的依赖电子设备。而数字信息极其容易被复制传送，很容易形成大范围、公开化的传播，这对信息技术的应用又构成严重威胁，尤其是针对军事、政治、商业等需要特别保密的高度机密化的信息。各个国家、企业、个人对信息安全的关注都上升到了极高的水平，维护国家信息安全，保障军事机密不被窃取，确保商业信息保密等信息安全问题已经成为了急待解决的社会核心问题。密码技术在信息安全领域是研究的核心，是保障数据安全、信息保密的重要渠道。

语音加密最早是被应用于军用机密领域，在军事信息传递中具有重要的应用价值。随着社会发展，手持智能终端、无线局域网络全面伴随人们的日常生活中，个人信息、私人数据的保密也显得尤为重要。人与人的沟通，最重要的手段就是语音，在通信系统中，语音的传输又是最常用的一种传输方式。信息加密以后，能有效地防止机密数据被人窃取破译，所以在个人应用领域，加密的应用也是逐步深入。早期应用主要局限于对语音信息进行模拟化处理以对其进行加密。

2.模拟语音加密

模拟语音加密技术具有方便快捷、较好音质、带宽占用较小的优点，但是在实质上它并没有改变语音信号的冗余度，如此加密后的语音信号剩余部分可辨识度高，安全性则明显较低。

虽然模拟语音加密技术方式方法简便、数据音质优良、不需扩展频带，但在核心本质上语音信号的冗余度并没有被改变，因此加密后的语音信号剩余可懂度更高，但安全性则差一些。和模拟加密相比，数字加密采用的是压缩编码方式。通过采集模拟语音信号，将其转化并编码成为二进制的数据流，再利用编码算法提取出语音信号中的有用参量并且对其进行加密，加密后仍以数字信号进行传输。解密端则利用相同技术对其解密，可再利用这些参量进行原始语音的重构。对此，在加密方法上可选择部分加密，即只选择加密可用于重构语音信号的参量。

3.数字语音加密

随着对语音的数字信号传输软硬件的成熟进步，语音加密技术有了新的发展空间。和模拟加密相比，数字加密采用了压缩编码技术［1］。在预先处理语音信号时，模拟信号首先被转化为数字信号，其中包括取样、量化以及编码，然后将数字语音信号进行压缩编码，完成编码的信号仍以数字信号形式传输，可以在其中的任一环节对语音信号进行加密行，因此安全性比较高。

4.几种数字语音加密方法

由于语音信息拥有即时性、连续性、码率可控等基础特性，运用传统的加密方法来对语音信息进行加密保护早已不能满足需要。随着数字语音信号传输技术的不断发展，现今已经研制出很多专门关于语音信息等数据的加密算法［2］，比如以下几种：

（1）直接加密法。直接加密法将需要加密的语音信息数据判别为普通二进制数据，再应用传统加密算法如DES、IDEA、RSA等来完成整体信息的加密。直接并且整体加密的信息数据安全性非常高，对于没有通过授权的信息读取能有效控制。然而此算法中，进行加密解密的计算量较大，处理多媒体语音数据时会出现一定的延时，而且设备功耗比较大，噪声对该算法干扰明显，影响了其正常使用。

（2）选择加密法。选择加密法是针对多媒体信息，选取其中一部分比较重要的数据实施加密，它能使计算量大大减少，方便快捷。这种加密方法一般是依据特定的方法把信息分成两个部分，只需要将其中比较重要、容易被破解的数据进行加密，而不太重要的那部分数据则不进行加密，因为其对原传输数据整体的影响不大。选择加密在图片和视频传输中得到应用，近年来仍不时有新的发展，例如应用于JPEG2000数据格式的新型选择加密方案，而应用于语音的部分加密算法研究较少，典型的有Servetti提到的一种语音部分加密方案，近期被提出的一些基于G.729编码的部分加密方法。这类加密方法的优点是能够适当减小加密数的计算量，使运算速度得到保障，缺点是对其加密的安全效果缺乏通用的检测手段，无法确保算法的安全性。

（3）与编码过程相结合的加密方法。直接加密和选择加密方法是当今数据信息加密技术中最常用的方法，但也有个别的特殊加密方案。与编码过程相结合的加密方法通常是在编码工作进程中加入某些加密措施，使前述二者相互结合并同时进行，Sridharan等提出的将加密过程与快速傅立叶变换过程相结合的语音加密方法是其代表方案；LeiTang则提出基于Zig-zag置乱的数据信息加密方法；Wen等又提出使用定长编码FLC和变长编码VLC进行加密的方法；以及Wu和Kuo提出的采用基于多Huffman码表（MHT）的加密方法。与编码过程结合的加密方法能有效地增强保密性的同时减小加密成本，同时满足被veil保护数据的编码具有良好的兼容性，在编码过程中只需稍加改动，易于实现良好的加密效果。这种算法的复杂程度相对较低，适合用于处理能力低或功耗较低的场合，具有一定的科研价值。

［1］张沛哲，冯立杰.数字语音加密系统的硬件设计［J］.信息技术，2010，17：30.

［2］陈晓翔，何涛，林嘉宇.串接式语音加密系统设计［J］.微处理机，2011，32（4）：73-75.

何旸（1984-），汉，广西北流人，硕士，助理工程师，计算机数据安全