一種基于STM32的加密錄音筆設計

　　3.1 底層驅動(dòng)程序

　　S7M32控制器通過(guò)SPI接口對VS1003錄音芯片進(jìn)行寄存器配置，然后進(jìn)行數字音頻數據的傳輸，經(jīng)加密處理后將數據存儲到SD卡中，上位機通過(guò)USB接口直接對存儲器進(jìn)行讀寫(xiě)操作，以方便加密錄音文件的拷貝。系統使用VS1003，采樣率為8 kHz，采樣位數為16 bit，其配置流程如圖7(b)所示。STM32為USB開(kāi)發(fā)工具集提供了完整且經(jīng)過(guò)認證的固件包，從而可輕易實(shí)現對各類(lèi)USB固件的開(kāi)發(fā)。其中包括：用于普通設備管理任務(wù)的控制傳輸、批量傳輸、中斷傳輸以及同步傳輸。USB接口配置流程如圖7(c)所示。

　　3.2 TEA加密程序

　　為滿(mǎn)足實(shí)時(shí)加密的要求，本文采用基于TEA的加密算法。TEA是一種小型的對稱(chēng)加解密算法，支持128位密鑰，該加密算法的優(yōu)點(diǎn)是速度快、效率高。為避免for循環(huán)和除法運算，采用升級版的TEA加密算法，通過(guò)對加密算法的更改，可一次加密512 Byte，符合Flash一頁(yè)扇區的存儲大小。TEA加密算法通過(guò)加密輪數來(lái)保證數據的可靠性，程序采用12輪加密，故具有較高的可靠性。

　　算法的主要思想是將輸入的512 Byte明文數據進(jìn)行分組，得到每組32 bit，共128組的數組V0，V1，…，V127，并對128位密鑰進(jìn)行分組得到4組32 bit的數組K0，K1，K2，K3，然后將每組數據Vj進(jìn)行加MX運算，共進(jìn)行128次，完成一輪加密。密鑰常量設置為

　　unsigned char TEA_key[16]={0x01，0x02，0x03，0x04，0x05，0x06，0x07，0x08，0x09，0x0A，0x0B，0x0C，0x0D，0x0E，0x0F，0x10};

　　TEA加密算法流程如圖8所示。

　　其中，Delta的初始值為0x9E3779B9，Delta值的不斷變化使得每輪的加密均有所不同。TEA解密算法是加密的逆運算，對加密后的wav文件進(jìn)行解密處理，本文使用C#編寫(xiě)解密界面。

　　4 實(shí)驗仿真

　　打開(kāi)電源開(kāi)關(guān)，狀態(tài)指示燈閃爍一次;使用錄音中間“一鍵錄音”按鍵，錄音指示燈常亮;再次按鍵時(shí)錄音指示燈熄滅，停止錄音。本文使用音頻處理軟件Cool Edit Pro進(jìn)行波形觀(guān)察，加密的錄音源文件和解密后的波形文件如圖9所示。

　　通過(guò)音頻信號的波形對比可看出，加密后的音頻信號波形是完全隨機的亂碼，語(yǔ)音播放時(shí)呈噪音狀態(tài)，解密后的音頻文件聲音還原性良好。

　　5 結束語(yǔ)

　　系統使用VS1003、STM32等器件實(shí)現一鍵錄音加密錄音筆的設計，USB從控制器與PC機進(jìn)行通信，實(shí)現數據傳輸。數字錄音技術(shù)是現代數字信號處理的重要組成部分，其融合了音頻數據采集與傳輸、音頻數據處理以及嵌入式等多種技術(shù)，具有廣闊的應用前景。