VoIP相对于传统电话网络(即PSTN)具有灵活、功能多样和低成本等特点,所以近年来快速发展。但因VoIP需要考虑在多种网络上传输,并且需要保持跟原有网络的兼容性,所以在协议等的设计上出现了很多缺陷。这些缺陷使得VoIP系统成为网络攻击的重点对象。　　 本文通过分析基于SIP协议的VoIP系统特点和移动互联网的特殊环境,提出了一种新的在非安全网络条件下保障VoIP系统语音会话安全性的加密框架。该框架对语音安全中涉及的语音加密和密钥协商过程等作了详细设计。语音加密中首先对语音编码后加密/解密流程作了详细描述,并在充分考虑语音包格式的简短性和与现有协议兼容性基础上,给出了框架中语音包格式。密钥协商过程部分,本文首先定义一种可扩展算法能力描述语言,该语言可对算法类型、算法参数、算法优先级和密钥等做详细描述,之后本文在该语言的基础上,对算法协商过程中涉及的信令交互过程、算法匹配过程和会话更新过程做了详细描述,同时对协商过程中可能出现的冲突提供了解决办法。最后为保障协商过程的保密性,框架给出了一种基于SIPS的安全协商策略。　　 针对移动互联网的特殊性,本文将计算成本和带宽成本作为重要考虑因素,并通过实验证明,相对于其他加密框架,本文提出的框架在计算成本和带宽成本上有较明显的优势。计算成本额外消耗方面,本文框架约为其他框架的27.8％,带宽额外占用方面,本文框架约为其他框架的20.9%。同时本文框架在算法支持和加密内容上具有高可扩展性特点,理论上,本文框架可以支持所有对称加密算法的协商并可扩展到非语音如文本、视频等的加密中。最后本文用一个系统实现验证了框架的可行性。