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1、基于SIP协议的Android语音通信加密软件设计（毕业论文）中国科学技术大学木科毕业论文FI录中文内容摘要.4英文内容摘要5第一章绪论.6 第一节研究背景6 、网络电话.6二、SIP协议7三、数据加密技术7第二 节本文主要研究工作.8第三节本文组织结构8第二章VoIP技术9第一节 VoIP技术简介9 一、VoIP技术的定义9二、IP电话与传统电话的区别与优势 9三、VoIP的三种主流协议9第二节VoIP的关键技术10 一、语音编码床缩 技术.10二、信令技术10第三章SIP协议分析12第一节SIP协议概述.12 一、STP协议简介12二、STP起源与发展12三、STP协议功能12第二节STP
2、 基本原理分析13 一、SIP协议要素13二、SIP协议结构14三、SIP的用户定 位功能151中国科学技术大学本科毕业论文四、SIP消息机制16第三节SIP会话详述.19 一、STP工作原理19二、IP会话实例19第四节其它与SIP相结合的协议.24 一、SIP与其他协议的协作.24二、传输协议RTP. 24三、会话描述协议 SDP25第五节SIP协议的优越性25 、H. 323与SIP的比较.25二、SIP协议 的优点.25第四章Android平台下SIP协议栈的实现27第_节Android平台简介27第二节Android平台下SIP协议栈实现.28 一、SIP协议栈的选择28 二、Sip
3、Droid数据传递流程29三、注册流程代码31四、拨号流程代码32五、 来电处理流程代码.34第五章加密模块的嵌入37第一节加密算法的选择37 一、RC4流密码.37二、RC4的java实现.38第二节加密算法的嵌入40 、 改写SIPDroid的UD卩收发函数40二、密钥的处理.41三由本系统想到的VoIP 安全性分析41第六章系统测试45第一节测试环境45 一、搭建测试环境452中国科学技术大学本科毕业论文二、服务器的设置45三、用户软件设置46 四、winshark抓包软件设置46第二节测试结果46 、注册测试46二、拨号 测试46三、来电测试47四、语音加密测试48第七章总结与展望.5
4、2第-节 总结52第二节展望533中国科学技术大学本科毕业论文摘要随着Internet技术的飞速发展，在 Internet上进行语音交换变得越來越普及。VoTP技术已经成为网络界受关注最 多、发展最快的技术然而作为IP语音传输媒介的IP网络H前存在着各 种安全隐患，网络上的IP数据包极有可能被黑客截获，造成话音丢失或被窃听。 因此，IP语音在网络丄的安全传输就是一个非常重要的问题，已经成为研究的 热点。为了保障VoIP的安全传输,需要对语音数据进行加密。然而加密的运算 量通常会很大，因此选择了对称加密算法RC4流密码來实现加密。本文分析了 VoIP应用小几个重要的协议，包括SIP（会话初始化协
5、议）、SDP （会话描述协议）、 RTP（实吋传输协议）、RTCPRTP控制协议，并详细阐述 这些协议如何协同实现 VoIPo Z后分析了 Android与VoIP结合的应用前景，并利用开源SIP协议栈,研究设计一个基于SIP的嵌入式Android语音终端，在此基础 上,改写了协议栈 中的UDP收发函数，调用RC4算法的java实现包，实现了加密 功能。最后搭建测 试平台，对终端各项功能进行测试。关键词：VoIP;SIP;SIPDroid;RC4;秘密语音 终端411国科学技术大学本科毕业论文AbstractWith the rapid development of Internet tech
6、nology, voice interaction over Internet i s becoming increasingly popular. VoTPVoice over IPtechnology has become one of the fastest growing technologies in Internet field. However, as the VoIP transmission medium, IP network currently exists a variety of security risks. It is that IP data packets o
7、n the network is very likely being stolen by hackers, resulting in a serious consequence the part of voice is lost or tapped. Therefore, the secure transmission of VoIP is a very import an t issue and becomes a hot spot of research and application. In order to protect the security of VoIP transmissi
8、on, encryption for voice data is necessary. However, encryption is usually a large amount of computation, so we choose a stream cipher RC4 symmetric encryption algorithm to achieve encryption. This article firs t detailed several important protocols related to the VoIP applications, including SIPSes
9、sion Initiation Protocol 、 SDPSession Description Protocol、 RTPReal-time Transport Protocol、RTCPRTP ControlProtocol, then expounds how these protocols synergies for the VoIP. After analysis of the prospects of Android and VoIP application, use the open source SIP stack SIPDroid to design a SIP-based
10、 I embedded Android voice terminal On this basis, T rewrote the UDP protocol stack transceiver function, use the RC4 algorithm java package to achieve the encryption. At last, I set up the test platform to make a function test. Keywords:VoIP;SIP;SIPDroid;RC4;secret voice terminal5 11国科学技术大学本科毕业论文第一章
11、 绪论第一节研究背景随着网络技术 向着综合化、数字化、智能化、个人化的方向发展,Internet越来越走进人们的 生活，在单一的网络平台上实现语音、数据、图像等多媒体综合业务已经乘务网 络发展的H标和趋势。随着网络带宽不断增加和计算机处理能力的不断提高, 在宽带网上实现高速多媒体通信己成为可能。Internet在即吋通 讯能力的不断 提高，在宽带网上实现高速多媒体通信已成为可能。Internet在即时通讯、视 频会议、IP电话领域不断取得新的应用。这些利用Internet为彼此通讯的双 方提供实时信息交互的技术，随着网络应用的进一-步普及，成为人们利用网络相 互联系的重要手段,VoIP技术就是
12、在这种情况下发展起来的。对于政府、银行、 公安这样的行业或者大型企业来讲，由于比较重视信息化的建设，同吋对信息的 安全有很高的要求，因此大都拥有专用的TP宽带骨干网，用于综合传输语音、数 据和图像等业务。因为语音通信具有高度的隐私性和机密性，所以应为采取必 要的防范措施以防止任何未被授权的第三方对信息的非法窃取，同吋保障语音 通信质量。然而，H前为IP电话提供服务的IP网络存在各种安全隐患,VoIP网 络容易遭受DoS、病毒和黑客攻击，造成系统崩溃。如同针对TCP的控制色攻击 一样,黑客可以通过 发起针对VoIP协议的DoS攻击，使VoIP设备被大量请求阻 塞，导致语音呼叫服务中断或处于虚假繁
13、忙状态。与计算机设备一-样,VoIP设备 感染病毒后也会出现系统性能显著下降,甚至崩溃。因此,TP屯话在网络上的 安全传输是一个非常重要的问题，己成为研究和应用的热点。一、网络电话网络 电话又称为VoIP电话，是通过把语音信号经过数字化处理、压缩编码 打包、透 过网络传播、然后解压、把数字信号还原成声音，让通话对方听到。话音从源端 到达H的端的基本过程是：1声电转换:将声波转换为电信号2量化采样:将模 拟信号按照某种采样方法转换成数字信号6 11国科学技术大学本科毕业论文3.封包:将一定时长的数字化之后的语音信号组合为一帧，封装到一个RTP 报文中，并被进一步封装到UDP报文和IP报文中。4.
14、传输:IP报文在IP网络中 由源端传递到F1的端。二、STP协议SIP(Sesson Initiation Protocal)称为信令控制协议，是由IETF组织于 1999年 提出的一个基于IP网络中，特别是在Internet这样一-种结构的网络环 境中，实现实时通信应用的一种信令协议。会话，指的就是用户乙间的数据交换。 在基于SIP协议的应用中，每一个会话可以是各种不同的数据，可以是普通的文 本数据，也可以是经过数字化处理的音频、视频数据，还可以是诸如游戏等应用 的数据，具有巨大的灵活性。SIP是基于文本的编码方式，这也是SIP协议同 视频通信领域其他现有标准相比最大的特点之一。SIP的业务
15、的网络结构和各 个参与者0间的关系如图1-1所示，关于SIP的系统组成、消息机制和呼叫控制 机制在第三章中会有详细的分析介绍。图1-1 SIP网络结构及各组件关系三、 数据加密技术7中国科学技术大学本科毕业论文加密技术通常分为两大类，对称是和非对 称式。对称式加密就是加密和解密 使用同一个密钥,这种加密技术H前被广泛采 用。如美国政府采用的DES加密标 准就是一种典型的对称式加密。非对称式加 密就是加密和解密用的不是同一个密 钥，通常有两个密钥，称为公钥和私钥，它 们两个必须配对使用，否则不能打开加密文件。本文选择了对称加密算法流密码 RC4作为嵌入的加密模块的算法。第二节本文主要研究工作本文
16、的H的是智能手 机安卓系统秘密语音通信软件设计。本文的主要研究工作包括：对VoIP关键 技术、加密算法以及SIP协议原理做了详细、透彻的分析研究，这些是木文的理 论基础。通过SIP协议的扩展功能，实现基于RC4流密码的加密传输 基于SIP 协议的终端系统的设计与实现。包括终端系统的基本架构设计、系统开发环境 的搭建、STP协议栈的搭建以及系统软件的模块化设计与实现。第三节本文组织 结构本文共分为七个章节：第一章首先介绍了课题的研究背景，并对VoIP、SIP 协议、数据加密做了简单的介绍。第二章详细介绍了 VoIP,并探讨了其中关键 的信令技术。第三章对SIP协议原理做了深入透彻的分析研究。介绍了 SIP 协议的起源和发展、SIP的功能;详细分析了 SIP系统组成、实现机制和消息机 制，并给出了 STP会话的实例。第二章和第三章共同构成本文的理论基础。第 四章是本文的重点，详细阐述了系统软件的设计过程，包括开发平台的介绍、 SIP协议栈的搭建以及各软件
