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日本東北大學與NEC合作開發(fā)高保密性VoIP用音頻通信系統(tǒng)

2007/03/28

圖1：系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)（利用2條路徑進行通信時）

　　由于是利用多路徑路由發(fā)送分割的數(shù)據(jù)，1條路徑被竊聽只會有部分分割數(shù)據(jù)被竊聽。不過，如果發(fā)送分割數(shù)據(jù)的全部路徑都被竊聽，分割數(shù)據(jù)也可能全部流出。為此，此次的秘密通信系統(tǒng)設(shè)想采用基于覆蓋路由器的網(wǎng)絡(luò)（覆蓋網(wǎng)絡(luò)），將全部數(shù)據(jù)被竊聽的可能性減小到了接近0。這是因為覆蓋路由器的通信路徑能夠進行實時切換。此次的保密通話系統(tǒng)將在覆蓋網(wǎng)絡(luò)達到實用化水平時投產(chǎn)實用。計劃在3～4年內(nèi)實現(xiàn)。

只分割人類聽覺敏銳的部分，盡可能減少信息量

　　使用該系統(tǒng)的音頻通信的步驟如下。首先，通過音頻編碼方式“LD-CELP”，將音頻數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成由7bit波形編碼和3bit振幅編碼組成的10bit數(shù)字音頻數(shù)據(jù)。之后，利用流分割器，分割10bit數(shù)字音頻數(shù)據(jù)中的部分bit。分割后的bit和未經(jīng)分割的bit在通過通信包合成器后，利用覆蓋路由器發(fā)送給通話對象。收信方方面則首先利用包數(shù)據(jù)分割器，將通信數(shù)據(jù)分成分割后的bit和未經(jīng)分割的bit。分割后的bit在經(jīng)過解碼處理后，再通過流合成器，與未經(jīng)分割的bit一起解碼為原來的音頻數(shù)據(jù)。

　　該系統(tǒng)的信息量會隨bit數(shù)分割的多少大幅度改變。比方說，如果將LD-CELP轉(zhuǎn)換出的10bit數(shù)字音頻數(shù)據(jù)全部分割，在2路徑發(fā)送的情況下，信息量會增加到4倍的40bit”（NEC）。為了在提高通話保密性的同時，將分散產(chǎn)生的信息量控制到最少，“在音頻數(shù)據(jù)中，只有人類聽覺比較敏銳的部分會被分割”（NEC）。

　　東北大在7bit波形編碼和3bit振幅編碼中采用不同的分割bit數(shù)，將其與未分割bit合成后，請6位參試人員聽辨解碼后的音頻數(shù)據(jù)，評估了維持保密性所需的最小bit數(shù)（圖2）。

　　試驗結(jié)果發(fā)現(xiàn)，只分割3bit波形編碼就能夠?qū)崿F(xiàn)較高的保密性。這樣，2條路徑發(fā)送的數(shù)字音頻數(shù)據(jù)包括了分割的12bit和未經(jīng)分割的7bit，一共只有19bit。

　　今后，東北大還將對音頻的延遲時間、“CS-ACELP”等VoIP廣泛使用的音頻編碼方式的應(yīng)用進行評估。

日經(jīng)BP (china.nikkeibp.co.jp)