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1、设计与实现 Design and implementation of dynamic voice encrypting system based on CMX264陆 晶（武警工程学院电子技术系， 陕西 西安 710086）摘 要： 在介绍分割频带语音加密芯片 CMX264 的基础上， 提出了一种基于该芯片的动态语音加密系统的实际应用方案。 系统采用微处理器对 CMX264 的密钥选择和工作状态进行控制及显示， 通过 CMX264 集成的 REXO 接口与蜂窝移动电话相连接， 实现了对蜂窝移动电话的语音加密。 关键词： 语音加密； 分割频带； 移动通讯 Abstract：Based on th
2、e introduction of an analog frequency domain split band scrambler CMX264. A practical dynamic voice encrypting tech nique based on this chip is proposed. The key and operation mode selection and operates under the control of an industrial computer Key words：encryption；Split band；Mobile communication
3、引言 现代通信中，信息内容的安全保密越来越受到人们的重视。特别 是在语音通信系统中，对语音进行实时加密处理，是一种行之有效的 反窃听方法。目前语音加密技术可分为模拟加密和数字加密，而模拟 加密相对较简单，易于实现，因此得到广泛使用。语音的模拟加密主 要采用的是分割频带的倒频加密方式。由于语音通信的实时有效性， 即使采用固定的频带分割点，在普通使用场合，已完全可以达到保密 要求；当保密要求较高时，可通过程序控制，实现频带分割点的动态 选取，这种可变分割频带加密技术的使用大大提高了语音通信的安全 性。在实际应用的基础上，介绍了一种应用分割频带倒频加密原理的 语音加密芯片 CMX264 的主要性能，
4、给出了一种实现动态语音加密的 应用方案。 1 CMX264 性能介绍 CMX264 是 CML 公司推出的一种可编程控制频带分割点的全双工 语音加密芯片，具有完全分离的发射和接收通道，并且通过简单的串 行接口还可工作在微处理器控制模式下，以实现密钥的动态选择。该 芯片还特别提供了与现有模拟蜂窝电话系统相匹配的接口，具有较高 质量的话音还原能力。CMX264 采用低功耗 CMOS 工艺，以及较流行 的 3V 低工作电压设计，并具有省电工作模式，非常适用于便携设备的 加密功能扩展。 CMX264 通过 CSN、SCLOCK、SDATA 这三个串口输入管脚来设 置系统的内部状态，如频带分割点、加密/
5、直通模式选择等。通过串行 接口，微处理器可以控制 CMX264 的内部状态和工 作 模 式 。数 据 由 SDATA 管脚最高位 （ D10 ） 开始写入，在 SCKL 的上升沿被写入芯片 中，并在 CSN 的上升沿将最终的 11bit 数据加载。通过对 SDATA 每一 位的设定，可实现节电模式、加密/直通模式、输出通道选择以及频带 分割点选择等的控制。 2 语音加密系统的实现 2.1 加密原理 CMX264 采用的是分割频带倒频加密技术。即将待发射原始话音 信号按设定的频带分割点分为高、低两个子带，每个频带分割点都对 应有一组高、低子带载波频率，用相应的载波频率分别对高、低子带 信号进行调
6、制，完成频率倒相，最后将两部分信号合成输出，得到完 整的加密话音信号。 只需在接收端设置和发射端一致的频带分割点，即可实现话音信 号的还原。CMX264 可工作在固定编码方式，即频带分割点经设定后 在通话过程中保持不变；也可工作在滚动编码方式，通过程序控制频 带分割点按一定序列循环，使通话过程中频带分割点不断改变，以提 高通话的安全保密性，但要注意发射端与接收端的同步。 2.2 系统设计 我们选用固定编码加密方式，利用 CMX264 提供的与蜂窝电话相 匹配的 REXO 接口，设计了一个可实现蜂窝电话语音加密的功能扩展口插接入电话电路中，实现通话过程中的实时加/解密；而去掉该模块 也不影响蜂窝
7、电话的正常使用。在实际使用中获得了较好的加/解密效 果。本应用的电路见图。CMX264 应用电路 在硬件设计上，我们选用单片机 AT89C2051 来实现对系统密钥的 设定、显示以及 CMX264 工作状态的控制。AT89C2051 的系统时钟选 用 4.433619MHz， 将 其 XTAL2 引脚输出的时钟 信号经驱动后做为 CMX264 的外部输入时钟。由于 AT89C2051 的数据端口驱动能力较强， 可选用 7 段 LED 数码管进行密钥显示，将其与 AT89C2051 的 P1.2 P1.7 及 P3.0 相连。CMX264 的串口控制及数据输入端 SCLOCK、CSN 和 SDA
8、TA 与 AT89C2051 的 P3.4、P3.5 和 P3.7 相连，用以实现串口数 据 的 输 入 。 由于本应用不涉 及 发 射 、 接收端的同步问题，故将 CMX264 的 MUTERX 端直接接地。 系统工作时，由 AT89C2051 的外部中断信号 INT0 实现对 CMX264 的密钥更改，并通过数码管进行当前密钥的显示，同时将串口数据送 给 CMX264 并锁存，以确定其工作状态。为延长系统待机时间，可在 显示几秒钟后将数码管熄灭，也可将 AT89C2051 转入节电模式。外部 中断信号 INT1 可用来实现对 CMX264 输出通道 RECO 和 EXTO 的选 择，或是其
9、他工作状态的设定，使该加密模块也可用于其它语音通信 设备。 3 结论 实际应用表明，CMX264 加密性能良好。这里提出的加密方案语 音还原质量高；且电路结构简单，易于操作；适用于各种便携语音通 信设备的加密功能扩展。该方案经改造可适用于其它有线或无线通信 系统，实现动态语音加密。 参考文献 1 CMX264 frequency domain split band scrambler. Data sheet from co nsumer microcircuit limited，1999. 2 杨日杰等.水下目标存储与回波波形模拟技术的研究J.仪器仪表学 报， 1999， 20 （3 ） ：
10、238-241. 3 王澜.高精度声纳目标模拟与工程实现D.西安： 西北工业大学，2001. 4 李金明.声诱饵信号处理的研究与工程实现D.西安： 西北工业大学，file:/D|/我的资料/Desktop/新建文本文档. txtAppliance Error (configuration_error)Your request could not be processed because of a configuration error: “Could not connect to LDAP server.“For assistance, contact your network support team.file:/D|/我的资料/Desktop/新建文本文档.txt2012-07-12 20:42:52
