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 Inversores de voz mediante Software 
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Nota Inversores de voz mediante Software
Algunos prefieren el termino secrafonia, voice scrambler, etc. el resultado es el mismo, sabe alguien de algun otro software distinto a DSP-SWL, SR5, VOICE DESCRAMBLER (NINO PORCINO)para aplicaciones de audio via radio (no IP, ni modem) y bajo windows XP? Todos los anteriores hacen inversion en frecuencia, tal vez el dsp-swl hace algo mas, pero habra soluciones para sistemas no tan complejos como el cry-2001 o similares?.

No me refiero a encriptores de voz (DVP, STU, Nautilus, PGP, etc.) de los que poca informacion hay disponible.

Saludos

Arthur G. Hughes


30 Jun 2010, 02:06
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Nota Re: Inversores de voz mediante Software: "Scramblers"/Secrafonía
Este tema era uno de los que teníamos pendientes .. y que iremos desgranando ..

Lo más importante será identificar el tipo de "scrambling" aplicado, para luego, o bien con herramientas dedicadas (aplicaciones de aficionados o profesionales) o herramientas genéricas de DSP en tiempo real (más díficil si se desconoce) o no (tipo Simulink/Matlab, ..) en base a los algoritmos aplicados intentar "hacer" algo ..

En estas páginas hay algo de información .. sobre técnicas, dispositivos y diferentes tipos

http://www.wpascanner.com/wiki/index.ph ... ng_Systems

http://www.correctionsone.com/pc_print.asp?vid=1335096

http://www.efjohnsontechnologies.com/re ... erview.pdf

http://www.efjohnsontechnologies.com/re ... curity.pdf

http://www.efjohnsontechnologies.com/re ... nChart.pdf



También dejo algo de bibliografía, que tengo pendiente de revisar ..

REFERENCES
[1] AES algorithm (Rijndael) information,
http://csrc.nist.gov/CryptoToolkit/aes/rijndael/
[2] L. S. Lee, G. C. Chou, and C. S. Chang, “A new frequency domain speech
scrambling system which does not require frame synchronization,” IEEE
Trans. Commun., vol. 32, pp. 444-456, Apr. 1984.
[3] H. J. Beker and F. C. Piper, Secure Speech Communications, Academic
Press, London, 1985.
[4] R. M. Milton, “A time and frequency-domain speech scrambler,” COMSIG
1989 Proceedings, Southern African Conference, June 1989, pp. 125-130.
[5] A. Matsunaga, K. Koga, and M. Ohkawa, “An analog speech scrambling
system using the FFT technique with high-level security,” IEEE J. Select.
Areas Commun., vol. 7, no. 4, pp. 540-547, May 1989.
[6] S. Sridharan, E. Dawson, and B. Goldburg, “Fast Fourier transform based
speech encryption system,” IEE Proc. I, vol. 138, no. 3, pp. 215-223, June
1991.
[7] B. Goldburg, S. Sridharan, and E. Dawson, “Design and cryptanalysis of
transform-based analog speech scramblers,” IEEE J. Select. Areas
Commun., vol. 11, no. 5, pp. 735-744, June 1993.
[8] F. Ma, J. Cheng, and Y. Wang, “Wavelet transform-based analogue speech
scrambling scheme,” Electronics Letters, vol. 32, no. 8, pp. 719-721, Apr.
1996.
[9] Y. Wu and B. P. Ng, “Speech scrambling with Hadamard transform in
frequency domain,” Proc. 6th Int. Conf. on Signal Processing, vol. 2, 26-30
Aug. 2002, pp. 1560-1563.
[10] G. Manjunath, and G. V. Anand, “Speech encryption using circulant
transformations,” Proc. IEEE, Int. Conf. Multimedia and Exp, vol. 1, 2002,
pp. 553-556.
[11] Q. H. Lin, F. L. Yin, T. M. Mei, and H. Liang, “A blind source separation
based method for speech encryption,” IEEE Trans. On Circuits and
Systems-I, vol. 53, no. 6, pp. 1320-1328, June 2006.
[12] R. V. Nee and R. Prasad, OFDM for wireless multimedia communications,
Artech House, Boston, 2000.


Transform-domain and DSP based secure speech communication system
http://portal.acm.org/citation.cfm?id=1243652


[1]
Secure communication: applications and management, John Wiley & Sons, Inc., New York, NY, 2002
[2]
Chang, W.W., The automated cryptanalysis of DFT-based speech scramblers. IEICE Transactions INF.&SYST. vE 83. 2107-2112.
[3]
Beker, Henry J., Secure Speech Communications. 1985. Academic Press, Inc.
[4]
Bruce Schneier, Applied cryptography (2nd ed.): protocols, algorithms, and source code in C, John Wiley & Sons, Inc., New York, NY, 1995
[5]
Jameel, A., Siyal, M.Y. and Ikram, N., A robust secure speech communication system using G.723.1 and TMS320C6711 DSP. Microprocessors and Microsystems. v30 i1. 26-32.
[6]
Jameel Ahmed, Transform Domain and DSP Based Secure Speech Communication System, Ph.D dissertation, Hamdard University, 2006.
[7]
Goldburg, Bruce, Design and cryptanalysis of transform-based analog speech scramblers. IEEE Journal on Selected areas in Communications. v11 i5. 735-744.
[8]
Dawson, E., Design of a discrete cosine transform based speech scrambler. IEE Electronic Letters. v27 i7. 613-614.
[9]
Hailin, Z. and Yumin, W., Adaptive dummy spectrum insertion method used in a synchronous speech scrambling. IEE Electronic Letters. v26 i23. 1949-1950.
[10]
Sridharan, S., Speech Encryption in the transform-domain. IEE Electronic Letters. v26 i10. 655-657.
[11]
Matsunaga, Akira, An Analog speech scrambling system using the FFT technique with high-level security. IEEE Journal on Selected areas in Communication. v7 i4. 540-547.
[12]
Sridharan, S., Fast Fourier Transform based speech encryption system. IEE Proceedings-I. v138 i3. 215-223.
[13]
Goldburg, B., Cryptanalysis of frequency domain analogue speech scramblers. IEE Proceedings-I. v140 i4. 235-239.
[14]
Sheng-Kai, et al., Real-time implementation of G.723.1 speech codec on a 16-bit DSP Processor, Ph.D. thesis Dept. of Electrical and Control Engg. National University Chiao Tung University, Hsinchu, Taiwan, ROC, 2003.
[15]
S.M. Si, et al., Real-time implementation of G.723.1 Speech coder uses TI TMS320C 51 Chip, project report, Institute of Microelectronics, Singapore, 2004.
[16]
M.R Suddle, A.M Kondaz, DSP implementation of low Bit-Rate CELP based coders, in: Proceedings of 6th International Conference on Digital Processing of Signals in Communication, 1991, pp. 309-314.
[17]
Rulph Chassaing, DSP Applications Using C and the Tms320c6x Dsk, John Wiley & Sons, Inc., New York, NY, 2002
[18]
Code Composer Studio, Getting Started Guide, SPRU 509, May 2001, Texas Instruments Inc.
[19]
Oppenheim, Alan V., Digital Signal Processing. 1996. Prentice Hall Inc.
[20]
John G. Proakis , Dimitris K. Manolakis, Digital Signal Processing (4th Edition), Prentice-Hall, Inc., Upper Saddle River, NJ, 2006
[21]
Beker, H.J., Analog Speech Security Systems. 1998. Springer-Verlag.
[22]
ITU-T Recommendation G.723.1, Dual Rate Speech coder for multimedia communications transmitting at 5.3 and 6.3 kbs, March 1996.
[23]
A. Kindoz , A. M. Kondoz, Digital Speech; Coding for Low Bit Rate Communication Systems, John Wiley & Sons, Inc., New York, NY, 1994
[24]
Jayant, N., A comparison of four methods of speech privacy. IEEE Transactions of Communication. vCOM-29.

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30 Jun 2010, 10:08
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Nota Re: Inversores de voz mediante Software
Gracias SatM aunque no llego a tanto, por lo pronto me conformo con ir aprendiendo y haciendo los primeros pinitos en procesar el audio via PC por cuenta propia, dejo este sencillo enlace donde le tratan muy explicadito, bajo ambiente C++ a quien puede interesar. http://www.relisoft.com/Freeware/freq.html y http://www.relisoft.com/Freeware/recorder.html

Saludos

Arthur G. Hughes


01 Jul 2010, 23:34
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Nota Re: Inversores de voz mediante Software
En esta entrada he puesto un enlace con otros programas de procesado, de audio y para modos digitales, recopilados por RV3APM,

viewtopic.php?f=2&p=236#p236

también incluye el SR5 (pero con enlace "muerto").

Más aplicaciones e información, en ..

(Amateur Radio Soundblaster Software Collection, by Oliver Welp, DL9QJ )

http://www.cqham.ru/sbsoft.htm

(DL4YHF's Amateur Radio Software: Audio Spectrum Analyzer ("Spectrum Lab") )

http://www.qsl.net/dl4yhf/spectra1.html

http://www.qsl.net/dl4yhf/hamsoft1.html

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03 Jul 2010, 15:13
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Nota Re: Inversores de voz mediante Software
Como en esto de aprender cuenta mucho el jugar (probar) un poco y si ello gusta pues provecho por partida doble, me he puesto en la faena de "implemetar" lo que debera hacerse en software, por ello el spectrum lab me ha resultado de gran ayuda a la vez que muy ilustrativo gracias a sus multiples posibilidades, conste que el programa es gratuito y no soy vendedor :D . http://www.qsl.net/dl4yhf/spectra1.html#download

Saludos

Arthur G. Hughes

P.D.: Alguna ayuda en lo que respecta a este vocoder de la casa Midians? en particular IC3A, IC3B y el mux IC2B (4053). que se supone hacen este par de AO antes del mux?. corresponde al modelo mas sencillo (VPU-11). http://www.midians.com/manuals%2FVPU11_ ... -10-19.pdf


08 Jul 2010, 21:37
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Nota Re: Inversores de voz mediante Software
Me atrevería a decir que, forman parte de un modulador-demodulador balanceado (el PIC le da una señal cuadrada para modificar la ganancia del OPAMP, y los MUX analógicos alternan Tx con Rx, o sea, MOD con DEMOD), ..., aunque lo mejor sería simularlo con SPICE o una versión más moderna y gratuita LT-SPICE (http://www.linear.com/designtools/software/ ).

Algo de teoría que lo apoyaría está en:

http://users.ece.gatech.edu/mleach/ece4435/f02/dp2.pdf

extraído del curso de OP-AMP's --> http://users.ece.gatech.edu/mleach/ece4435/

Además, lo usan en varios de sus circuitos, en este caso con un uC con núcleo 68k en vez de con un PIC más básico:

http://www.midians.com/manuals/TVS2DT1_ ... -06-27.pdf


Incluyo alguna información de dispositivos de CML micro, que también pueden dar ideas:

http://www.cmlmicro.com/Products/WTelec ... cmx264.pdf

http://www.cmlmicro.com/Products/TwoWay ... 8block.pdf

http://www.cmlmicro.com/Products/TwoWay ... 4Block.pdf

http://www.cmlmicro.com/products/index. ... 264Aud.htm (DEMO con wav's)

http://www.cmlmicro.com/products/applic ... secgp1.pdf (enlaces directo, sin registro !! )

http://www.cmlmicro.com/products/applic ... _224_1.pdf

http://www.cmlmicro.com/Products/applic ... pscfr2.pdf

http://www.cmlmicro.com/Products/applic ... 64_882.PDF

http://www.cmlmicro.com/Products/FAQs/s ... xample.pdf

Switched Capacitor Interfacing: Anti-Aliasing and Smoothing Filters
http://www.cmlmicro.com/Products/applic ... pscfr2.pdf

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10 Jul 2010, 07:31
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Nota Re: Inversores de voz mediante Software
Gracias a la documentacion aportada por SatM y un par de noches "libres" dedicadas a leer y jugar (probar) con esto de la inversion de voz, aqui una primera aproximacion en el intento de poder ir un poco mas lejos luego.
Basicamente se implemento con el Spectrum Lab el corazon del dispositivo. Se genera una señal en el generador de audio con una frecuencia Fo=500 Hz simulando una fraccion instantanea de nuestra voz (tono de 500Hz), y se aplica a un mezclador (modulador) al que se aplica tambien una señal de Fg=1100 Hz. Como resultado de ello se tienen las señales suma (Fg+Fo)=1600 Hz y resta (Fg-Fo)=600 Hz en su salida. Cada una de estas dos señales posee la misma informacion solo que al estar desplazadas en frecuencia la sensacion de "inteligibilidad" (comprension del mensaje) se vera un tanto afectada sin embargo con un poco de costumbre se logra entender perfectamente.
Adjunto:
scr2.jpg

De las dos señales producidas por el mezclador, Fg+Fo es la mas "entendible" pese a tener un tono mas agudo esta "derecha", por otra parte la señal Fg-Fo se oye mas "huraña" por que resulta que la informacion original esta INVERTIDA en frecuencia, esto es los tonos altos ahora son bajos y viceversa. Esta es la utilidad y el truco del sistema. Lo que falta es emplear un filtro pasabajos que nos permita tener solo esa porcion del espectro, para ser inyectada a subsiguientes etapas (amplificadores, mezcladores de Rf, etc.). Fijaros en la grafica (abajo) la inclusion ahora del filtro en configuracion pasabajos dentro del sistema, asi como su respuesta en la ventana de respuesta del mismo, igualmente la señal resultante a la salida del sistema en la ventana del visor de espectro..
Adjunto:
scr3.jpg

Como la prueba anterior (con un solo tono) funciono, utilice ahora una señal real de audio (radio->DAC de PC) con el fin de ver si lograba "sacar" algo en claro, pues de claro nada mas bien un misterio y resulto que me estaban dando la hora!! mirad como el visor de espectro muestra como sale INVERTIDA la informacion.
Adjunto:
scr4.jpg

Lo mejor de todo es que el mismo sistema (mismos componentes y valores) sirven tanto para encriptar como des-encriptar.

El secreto para "romper" la seguridad de un inversor de voz simple como el anterior, esta en hallar la frecuencia Fg, los sistemas de inversion mas complejos se basan en el mismo principio solo que recurren al empleo de varias Fg que varian en corto tiempo de manera secuencial o pseudoaleatoria, amen de emplear varias Fg simultaneas para diferentes porciones del espectro de voz, como sea ello no significa que resultan "inquebrantables" veremos hasta donde llegamos.

Saludos

Arthur G. Hughes

P.D.: disculpas si alguno, conocedor el en la materia, considera elemental lo aqui expuesto a presente, me gusta empezar por lo basico.


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12 Jul 2010, 04:05
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Nota Re: Inversores de voz mediante Software
La implementacion del post anterior sirvio como punto de partida y observacion, sin embargo resulta un tanto rigida y poco acorde a nuestras intenciones non-sanctas.

Una siguiente aproximacion, es el modelamiento de señales y filtros con base a formulacion matematica, mediante el empleo de software para tal fin. Emplee para ello el Basic-DSP (no es lenguaje Basic) que es de facil manejo, de lenguaje simple y lo que mas me agrado:gratuito. (Aclaro que no es el unico software para tal fin, que los hay mejores, este incluso es muy basico, pero no quiero distraer el real objetivo.)

Abajo una imagen con los resultados obtenidos (ver ventanas de espectro y osciloscopio) en los parlantes de PC, luego de haber aplicado una señal de audio entendible. En la zona verde (Izq.), el programa+comentarios, corazon de nuestro inversor de frecuencia simple mediante software.

Como de seguro habra algun interesado se agradecen opiniones y/o colaboraciones tendientes a ir vistiendo la "criatura".

Adjunto:
dsp-1.jpg


Saludos

Arthur G. Hughes


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16 Jul 2010, 02:51
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Nota Re: Inversores de voz mediante Software
El programa tiene buena "pinta", poco pesado, manejable, flexible y, además, con los fuentes:

http://www.vf.utwente.nl/~ptdeboer/ham/basicdsp/

me lo voy a ir instalando, a ver si aportamos alguna prenda más para el nene Arturito Escrambleador ..


../.. otros trabajos de PA3FWM sobre SDR

http://www.vf.utwente.nl/~ptdeboer/ham/sdr/

y para visualizar datos del NEC2 ( http://www.nec2.org/ ), simulador de antenas ( http://www.qsl.net/wb6tpu/swindex.html .. http://www.si-list.net/swindex.html )

http://www.vf.utwente.nl/~ptdeboer/ham/xnecview/

http://www.vf.utwente.nl/~ptdeboer/ham/ ... _anim.html

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18 Jul 2010, 20:35
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Nota Re: Inversores de voz mediante Software
Como hoy me siento un tanto maquiavelico, que tal si le complicamos la vida a la suegra pesada y metiche, quien pese a que usamos el inversor simple, ha descubierto nuestra frecuencia Fg, y nada timida ella, nos hace ver que nos tiene "ubicados". :shock:

Como las posibilidades son muchas, empleare una tecnica que por su nombre me hace recordar a estas nenas lindas de pantalones muuuy cortitos que siempre andan en patines: Rolling code. :P

Bueno al grano, se trata de hacer algo simple para luego aumentar complejidad, hare que nuestra frecuencia Fg vaya variando de manera autonoma en el tiempo, en este caso lo hara de manera ascendente desde los 0 Hz hasta los 4000 Hz luego de ello empieza el mismo proceso pero de manera descendente (4000 -> 0 Hz) y este ciclo se repetira tantas veces como dure la comunicacion.

Como es de esperarse la informacion viajara "pegada" (LSB) e invertida siempre junto a Fg, la idea es que quien este a la escucha debera estar permanentemente variando su Fg si desea entender el mensaje (voz). (Suegrita te jodi, ya no podras cocinar y escucharme a la vez :D

La imagen muestra la implementacion en Basic-DSP, advierto que se trata de un prototipo afecto a muchas mejoras, empezando por el algoritmo para variar el orden o secuencia de los valores que tomara Fg, asi como tambien el tiempo de permanencia en dicho valor.
Adjunto:
cry5.jpg


La señal azul corresponde a Fg en su "paseo" permanente por la gama de frecuencias, la amarilla es la señal de voz que viaja "pegada" (observad la LSB junto a Fg).

Si mirais lo anteriormente expuesto en un espectrografo, el resultado se aprecia en la grafica inferior, en donde se aprecia como van "subiendo" y luego "bajando" las señales que contienen la informacion (voz)
Adjunto:
scr5.jpg


Como siempre, se escuchan comentarios y/o sugerencias referentes a la criatura.

Saludos

Arthur G. Hughes


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20 Jul 2010, 22:10
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