stm32开发加密录音系统

1万 · 2019-11-13 14:16

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1万 · 2019-11-13 14:17

目前2G和3G己经广泛的应用于市场，并且技术己经非常的成熟。采用GSM
移动通信技术与被控对象进行数据交换具有以下优点:覆盖面广、安全性高以及
稳定性强。中国移动有限公司财报内容显示，中国移动基站总数超过46万个，人
口覆盖率达98%以上。GSM标准所提供的开放性接口，同时GSM系统稳定性强
不易受干扰、信息灵敏、耗电量低等优点，非常适应于便携式设备的远程通信控
制。
嵌入式与无线通信相结合的技术是一门新兴技术，该项技术同时具备了嵌入
式的低功耗和移动通信的便捷性，使之广泛地应用于远程图像数据采集传输、车
辆定位导航、防疫监控、水电流量监控等领域。该技术应用之广、领域之宽己远
远超出了人们的想象。

1万 · 2019-11-13 14:18

信息加密技术是保障信息安全的核心技术[f}l。信息安全主要包括扫描、监控、
检测、认证、加密、防病毒、防攻击以及审计等几个方面，其中信息加密技术是
信息安全的核心技术，己经渗透到大部分安全产品之中。通过数据加密技术可以
在一定程度上提高数据传输的安全性，实现信息隐藏。
数据加密是指通过加密算法和加密密钥将明文转变为密文，而解密则是通过
解密算法和解密密钥将密文恢复为明文。一个数据加密系统包括加密算法、明文、
密文以及密钥，其中密钥控制着加密和解密过程[f}l，如图1.3所示。

1万 · 2019-11-13 14:18

信息加密的安全性取决于算法的复杂度以及密钥的管理。加密算法的种类很
多，算法标准化是信息化社会发展的必然趋势。加密算法按照发展进程来分，经
历了古典密码、对称密钥密码和公开密钥密码阶段。古典密码算法有置换加密、
替代加密;成熟的对称加密算法有TEA, DES和AES等;公开密钥加密算法也就
是非对称加密算法包括RSA, Rabin, McEfiece密码和椭圆曲线等。目前在数据通
信中使用最为普遍的有TEA算法、DES算法和RSA算法等。

1万 · 2019-11-13 14:18

数据加密是指利用密码技术对信息进行加密，实现信息隐藏，从而起到保护
信息安全的作用。数据加密分为对称加密和非对称加密[f8l0
对称加密采用了对称密码编码技术，又称作单钥加密，即文件加密和解密使
用相同的密钥。对称加密算法使用起来简单快捷，密钥较短，且破译困难。常用
的对称加密算法有TEA算法和DES算法等。
与对称加密算法不同，非对称加密需要两个密钥，公开密钥和私有密钥。常
用的非对称加密算法包括RSA, Diffie Hellman和椭圆曲线密码算法等。非对称的
加密算法其代表为RSAo RSA使用长度可以变化的密钥，其安全性依赖于大数分
解，由于RSA算法进行较多的大数运算，使得RSA运行效率很低，这也是非对称
加密算法的缺陷，因此非对称加密算法不适合加密大容量的数据。

1万 · 2019-11-13 14:19

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DES加密算法中明文按64位进行分组，密钥长_5 6位，采用分组后的64位明
文组和_5 6位的密钥按位替代和交换的方法形成密文组的加密方法。与DES相比，
TEA采用了较长的密钥，可变的循环轮数，不存在DES算法中S盒的“陷门”问
题，某种程度上具有更好的安全性能。同时与DES加密算法相比，TEA加密算法
在算法复杂度上远低于前者。DES加密算法由于要进行一些非线性的扩张运算以
及子密钥的生成等，对处理器的要求相对要求较高。经测试，在STM32平台下移
植DES加密算法，音频数据丢失现象严重，达不到加密的实时性要求。
音频信息加密采用基于TEA的加密算法，在STM32微控制器平台上对采集
到的数字音频数据流实时加密，实现信息的安全性。

1万 · 2019-11-13 14:24

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移动台是用户直接操作的设备，要涉及到用户的注册与管理。移动台依靠无
线接入进行通信，线路不固定，因此它必须具备用户的识别号码。GSM系统是采
用用户识别模块SIM (Subscriber Identity Module)方式。SIM卡中存有用户身份
认证所需信息，并能执行与安全保密相关的信息，以防非法用户进入网内。
系统的GSM通信控制过程为:首先插入SIM卡对GSM通信控制模块进行注
册，用户设备给 GSM通信控制模块发送短消息控制命令，命令通过信道编码、加
密、成帧、调制发射出去。GSM通信控制模块对命令进行接收，解调、译码，并
通过串口发送给加密录音模块，完成控制任务。同时用户设备可向GSM通信模块
发送查询请求来了解加密录音模块的工作状况。

1万 · 2019-11-13 14:30

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输入信号为模拟音频信号，模拟音频信号经录音前端调理电路后，生成数字
音频数据流提供给处理器进行进一步的处理。录音前端调理电路完成模拟信号的
取样、量化和编码，包括滤波器网络、增益放大电路、ADC以及DSP处理编码电
路。由于输入信号的信噪比对录音的质量有较大的影响，首先让输入信号通过低
通滤波器从而尽可能提高信号的信噪比。为了提高系统输入信号的动态范围，采
用增益运放调节输入信号的增益，使其尽量接近ADC采集的满幅输入。经预处理
后的信号经过专用的数字信号处理芯片(DSP)对信号进行编码处理。为减少体积
并增加系统的可靠性，采用具有A/D采样和DSP编码处理功能的专用语音处理芯
片来对音频进行取样、量化和编码。
采用基于ARM内核的STM32处理器负责加密算法的执行以及整个系统的协
作控制。为保证音频数据的安全性，采用加密算法对接收到的音频数据实时加密，
处理后的数据存储到外部的FLASH中，并可通过USB接口与计算机通信，将数
据输出到计算机进行相应解密处理。系统的工作参数可在LCD中进行实时显示，
并可通过按键进行相应的控制操作。
远程通信控制单元主要由GSM通信控制电路构成，通过串口与处理器进行通
信控制，完成对数字录音部分控制信号指令的发送以及前端工作状态和数据的接
收，并与用户进行通信，实现信息的可控性。

1万 · 2019-11-13 14:31