應(yīng)用于pstn公網(wǎng)的量子數(shù)據(jù)終端的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種量子數(shù)據(jù)終端，尤其涉及一種應(yīng)用于PSTN公網(wǎng)的量子數(shù)據(jù)終端。
【背景技術(shù)】
[0002]目前的PSTN網(wǎng)絡(luò)在客戶終端一般是模擬接入，在經(jīng)過運(yùn)營商的配線箱和交換機(jī)后則被轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，其中模數(shù)、數(shù)模轉(zhuǎn)化存在失真。這也是本發(fā)明采用數(shù)字加密而不是模擬加密的原因之一。為了實(shí)現(xiàn)在模擬線路中進(jìn)行數(shù)字信號(hào)傳輸，需要進(jìn)行數(shù)字信號(hào)的調(diào)制和解調(diào)。這對(duì)調(diào)制、解調(diào)模塊的設(shè)計(jì)和選擇上提出了較高的要求。現(xiàn)有基于PSTN公網(wǎng)的量子數(shù)據(jù)終端中存在:1)體積較大，不適用于外出攜帶；2)和其他電話設(shè)備匹配差，音質(zhì)一般；3)對(duì)密鑰SD卡的保護(hù)較差，SD卡可方便取出，在普通電腦上訪問；4)使用專業(yè)音頻壓縮芯片，成本較高，安全性降低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是提供一種應(yīng)用于PSTN公網(wǎng)的量子數(shù)據(jù)終端，應(yīng)用于PSTN公網(wǎng)的量子數(shù)據(jù)終端基于PSTN公網(wǎng)，可在普通PSTN上實(shí)現(xiàn)流暢清晰的保密通話和保密數(shù)據(jù)的傳輸，且對(duì)密鑰SD卡實(shí)現(xiàn)多重保護(hù)，提高用戶使用安全性。
[0004]為實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案為:應(yīng)用于PSTN公網(wǎng)的量子數(shù)據(jù)終端，包括控制MCU和與控制MCU電連接的語音處理MCU ;其特征在于:還包括分別與語音處理MCU連接的SRAM和密鑰SD卡；SRAM和密鑰SD卡均用于存儲(chǔ)密鑰；還包括通過USB接口與控制MCU連接的充電口 ；還包括用于將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)為數(shù)字信號(hào)的模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊、數(shù)字隔離模塊和用于對(duì)數(shù)字信號(hào)進(jìn)行調(diào)制與解調(diào)的數(shù)字信號(hào)調(diào)制解調(diào)模塊；模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊輸入端與電話線連接；數(shù)字隔離模塊輸出端與數(shù)字信號(hào)調(diào)制解調(diào)模塊的輸入端連接；數(shù)字信號(hào)調(diào)制解調(diào)模塊通過UART接口與控制MCU連接；
[0005]還包括用于語音播放的RECIEVE模塊、用于語音采樣的MIC模塊和兩個(gè)放大模塊；其中一個(gè)放大模塊用于音頻放大，另一個(gè)放大模塊用于將麥克風(fēng)采集的信號(hào)放大；控制MCU通過DAC依次與其中一個(gè)放大模塊和RECIEVE模塊串接；控制MCU通過ADC依次與另一個(gè)放大模塊和MIC模塊串接；
[0006]還包括分別與控制MCU連接的用于讀寫存儲(chǔ)待加密傳輸?shù)挠脩粑募腟D卡接口用于拷貝密鑰、充電或者作為訪問用戶文件傳輸卡的擴(kuò)展USB接口和用于顯示和操作保密終端的IXD按鍵。
[0007]保密終端支持文件傳輸，開放一個(gè)SD 口供用戶使用，可以把需要傳輸?shù)膬?nèi)容拷貝到這張文件傳輸卡上。
[0008]作為本發(fā)明進(jìn)一步改進(jìn)的技術(shù)方案，所述控制MCU為STM32F103VE系列處理器。
[0009]作為本發(fā)明進(jìn)一步改進(jìn)的技術(shù)方案，所述語音處理MCU為STM32F205RE系列處理器;
[0010]作為本發(fā)明進(jìn)一步改進(jìn)的技術(shù)方案，SRAM并且用過密鑰刪除，掉電密鑰刪除。
[0011]作為本發(fā)明進(jìn)一步改進(jìn)的技術(shù)方案，所述與語音處理MCU連接的SRAM和密鑰SD卡在密鑰粉碎上用硬件擦除方式，將用過的存儲(chǔ)區(qū)域擦掉，并寫上新的偽隨機(jī)數(shù)，用過的密鑰不可還原。
[0012]作為本發(fā)明進(jìn)一步改進(jìn)的技術(shù)方案，外部USB 口不能訪問密鑰SD卡，且在提供給對(duì)外的訪問接口中也無讀操作，SD卡只能寫不能讀。
[0013]作為本發(fā)明進(jìn)一步改進(jìn)的技術(shù)方案，開放給用戶的文件傳輸卡和密鑰SD卡均為SDHC 卡。
[0014]本發(fā)明選用了工業(yè)級(jí)的Modem模塊作為數(shù)據(jù)調(diào)制解調(diào)的核心，在保證系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)和穩(wěn)定性的同時(shí)，大大降低了開發(fā)難度，利于產(chǎn)品的快速成型。Modem模塊在選型上選擇可以支持語音、傳真、數(shù)據(jù)發(fā)送等多種功能的模塊，對(duì)于數(shù)字文件的保密傳輸支持包括文檔、圖片等類型文件的加密傳輸。Modem模塊與后端MCU通過全雙工UART連接，操作簡單。采用“一次一密”對(duì)稱加密方式，可實(shí)時(shí)從QKD上取密鑰對(duì)通話和文件進(jìn)行加密傳輸，也可以在密鑰存儲(chǔ)區(qū)域(RAM、SD卡)預(yù)先存儲(chǔ)密鑰，用于外出或無QKD場所使用?？傊景l(fā)明基于PSTN公網(wǎng)，可在普通PSTN上實(shí)現(xiàn)流暢清晰的保密通話和保密數(shù)據(jù)的傳輸，且對(duì)密鑰SD卡實(shí)現(xiàn)多重保護(hù)，提高用戶使用安全性。
[0015]說明書附圖
[0016]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖2為CODEC軟件處理流程示意圖。
[0018]圖3上位機(jī)軟件寫密鑰SD卡的流程示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019]實(shí)施例1
[0020]參見圖1、圖2和圖3，本應(yīng)用于PSTN公網(wǎng)的量子數(shù)據(jù)終端，包括控制MCU和與控制MCU電連接的語音處理MCU ;還包括分別與語音處理MCU連接的SRAM和密鑰SD卡；SRAM和密鑰SD卡均用于存儲(chǔ)密鑰；還包括通過USB接口與控制MCU連接的充電口 ；還包括用于將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)為數(shù)字信號(hào)的模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊、數(shù)字隔離模塊和用于對(duì)數(shù)字信號(hào)進(jìn)行調(diào)制與解調(diào)的數(shù)字信號(hào)調(diào)制解調(diào)模塊；模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊輸入端與電話線連接；數(shù)字隔離模塊輸出端與數(shù)字信號(hào)調(diào)制解調(diào)模塊的輸入端連接；數(shù)字信號(hào)調(diào)制解調(diào)模塊通過UART接口與控制MCU連接；還包括用于語音播放的RECIEVE模塊、用于語音采樣的MIC模塊和兩個(gè)放大模塊；其中一個(gè)放大模塊用于音頻放大，另一個(gè)放大模塊用于將麥克風(fēng)采集的信號(hào)放大；控制MCU通過DAC依次與其中一個(gè)放大模塊和RECIEVE模塊串接；控制MCU通過ADC依次與另一個(gè)放大模塊和MIC模塊串接；還包括分別與控制MCU連接的用于讀寫存儲(chǔ)待加密傳輸?shù)挠脩粑募腟D卡接口用于拷貝密鑰、充電或者作為訪問用戶文件傳輸卡的擴(kuò)展USB接口和用于顯示和操作保密終端的LCD與按鍵。保密終端支持文件傳輸，開放一個(gè)SD 口供用戶使用，可以把需要傳輸?shù)膬?nèi)容拷貝到這張文件傳輸卡上。
[0021]作為優(yōu)選方案，所述控制MCU為STM32F103VE系列處理器。所述語音處理MCU為STM32F205RE系列處理器。SRAM用過密鑰刪除，掉電密鑰刪除。所述與語音處理MCU連接的SRAM和密鑰SD卡在密鑰粉碎上用硬件擦除方式，將用過的存儲(chǔ)區(qū)域數(shù)據(jù)擦掉，并寫上新的偽隨機(jī)數(shù)，用過的密鑰不可還原。外部USB 口不能訪問密鑰SD卡，對(duì)外的訪問接口無讀操作，SD卡只能寫不能讀。開放給用戶的文件傳輸卡和密鑰SD卡均為SDHC卡。
[0022]本應(yīng)用于PSTN公網(wǎng)的量子數(shù)據(jù)終端有兩顆MCU，如圖1所示，一顆做控制用，一顆做語音處理用。主控單元是系統(tǒng)運(yùn)行的核心管理器，需要負(fù)責(zé)系統(tǒng)資源的調(diào)配、通路與存儲(chǔ)器的讀寫、用戶接口信息的檢測與處理、信息的顯示。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)多壓縮碼率可選，經(jīng)實(shí)測可在5000bps碼率下可清晰通話且失真率較低，可以進(jìn)行簡單人聲身份驗(yàn)證。即使在通信環(huán)境很差情況下，也可支持3000bps碼率下的清晰通話。
[0023]對(duì)于保密產(chǎn)品，密鑰的安全性是保密產(chǎn)品安全的關(guān)鍵。由于采用“一次一密”加密技術(shù)，只要能夠保證用過的密鑰及時(shí)擦除粉碎，未用的密鑰被盜不產(chǎn)生危害，只要將與其配對(duì)機(jī)器上未用的密鑰丟棄即可，從而保證保密產(chǎn)品的安全性。
[0024]對(duì)于量子數(shù)據(jù)終端，本發(fā)明支持兩種密鑰存儲(chǔ)方式，SRAM和SD卡存儲(chǔ)。SRAM掉電密鑰刪除，保證了密鑰的安全性。
[0025]另外，對(duì)于長期在外用戶，本發(fā)明還支持SD卡密鑰存儲(chǔ)方式，最大支持到SG密鑰。對(duì)于SD卡密鑰用戶，用以下方式保證密鑰的安全性:
[0026]I)在密鑰粉碎上，本發(fā)明用硬件擦除方式，將用過的存儲(chǔ)區(qū)域數(shù)據(jù)擦掉，并寫上新的偽隨機(jī)數(shù)，用過的密鑰不可還原；
[0027]2)外部USB 口訪問不到密鑰SD卡，對(duì)外的訪問接口中無讀操作，SD卡只能寫不能讀；
[0028]3)結(jié)構(gòu)上將密鑰SD卡固定在機(jī)殼內(nèi)，密鑰卡只能通過破壞機(jī)殼才能盜走，機(jī)殼一旦被破壞一定人為可以發(fā)現(xiàn)。
[0029]密鑰存儲(chǔ)SD卡在普通電腦上不可見，只可以用我公司開發(fā)的專用上位機(jī)軟件進(jìn)行多重身份驗(yàn)證后才可以寫密鑰，且密鑰內(nèi)容單向不可讀，只可以寫。保證了密鑰SD卡的安全。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種應(yīng)用于PSTN公網(wǎng)的量子數(shù)據(jù)終端，包括控制MCU和與控制MCU電連接的語音處理MCU ;其特征在于:還包括分別與語音處理MCU連接的SRAM和密鑰SD卡；SRAM和密鑰SD卡均用于存儲(chǔ)密鑰；還包括通過USB接口與控制MCU連接的充電口 ；還包括用于將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)為數(shù)字信號(hào)的模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊、數(shù)字隔離模塊和用于對(duì)數(shù)字信號(hào)進(jìn)行調(diào)制與解調(diào)的數(shù)字信號(hào)調(diào)制解調(diào)模塊；模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊輸入端與電話線連接；數(shù)字隔離模塊輸出端與數(shù)字信號(hào)調(diào)制解調(diào)模塊的輸入端連接；數(shù)字信號(hào)調(diào)制解調(diào)模塊通過UART接口與控制MCU連接； 還包括用于語音播放的RECIEVE模塊、用于語音采樣的MIC模塊和兩個(gè)放大模塊；其中一個(gè)放大模塊用于音頻放大，另一個(gè)放大模塊用于將麥克風(fēng)采集的信號(hào)放大；控制MCU通過DAC依次與其中一個(gè)放大模塊和RECIEVE模塊串接；控制MCU通過ADC依次與另一個(gè)放大模塊和MIC模塊串接。 還包括分別與控制MCU連接的用于讀寫存儲(chǔ)待加密傳輸?shù)挠脩粑募腟D卡接口用于拷貝密鑰、充電或者作為訪問用戶文件傳輸卡的擴(kuò)展USB接口和用于顯示和操作保密終端的LCD按鍵。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)用于PSTN公網(wǎng)的量子數(shù)據(jù)終端，其特征在于:所述控制MCU為STM32F103VE系列處理器。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的應(yīng)用于PSTN公網(wǎng)的量子數(shù)據(jù)終端，其特征在于:所述語音處理MCU為STM32F205RE系列處理器。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的應(yīng)用于PSTN公網(wǎng)的量子數(shù)據(jù)終端，其特征在于:SRAM并且用過密鑰刪除，掉電密鑰刪除。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的應(yīng)用于PSTN公網(wǎng)的量子數(shù)據(jù)終端，其特征在于:所述與語音處理MCU連接的SRAM和密鑰SD卡在密鑰粉碎上用硬件擦除方式，將用過的存儲(chǔ)區(qū)域擦掉，并寫上新的偽隨機(jī)數(shù)，用過的密鑰不可還原。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的應(yīng)用于PSTN公網(wǎng)的量子數(shù)據(jù)終端，其特征在于:外部USB口不能訪問密鑰SD卡，且在提供給對(duì)外的訪問接口中刪除讀操作，SD卡只能寫不能讀。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的應(yīng)用于PSTN公網(wǎng)的量子數(shù)據(jù)終端，其特征在于:開放給用戶的文件傳輸卡和密鑰SD卡均為SDHC卡。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種應(yīng)用于PSTN公網(wǎng)的量子數(shù)據(jù)終端,模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊輸入端與電話線連接；數(shù)字隔離模塊輸出端與對(duì)數(shù)字信號(hào)調(diào)制解調(diào)模塊的輸入端連接；數(shù)字信號(hào)調(diào)制解調(diào)模塊通過UART接口與控制MCU連接；還包括用于語音播放的RECIEVE模塊、用于語音采樣的MIC模塊和兩個(gè)放大模塊；其中一個(gè)放大模塊用于音頻放大，另一個(gè)放大模塊用于將麥克風(fēng)采集的信號(hào)放大；控制MCU通過DAC依次與其中一個(gè)放大模塊和RECIEVE模塊串接；控制MCU通過ADC依次與另一個(gè)放大模塊和MIC模塊串接。本發(fā)明可在普通PSTN上實(shí)現(xiàn)流暢清晰的保密通話和保密數(shù)據(jù)的傳輸，且對(duì)密鑰SD卡多重保護(hù)，提高用戶使用安全性。
【IPC分類】H04M7/00, H04L9/08
【公開號(hào)】CN105071933
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510563255
【發(fā)明人】劉夢婕, 尹凱, 黃敦鋒, 劉云, 苗春華
【申請(qǐng)人】安徽問天量子科技股份有限公司
【公開日】2015年11月18日
【申請(qǐng)日】2015年9月7日