随着计算机和移动互联网技术的发展,移动通信网已成为目前覆盖范围最大、应用最广泛的通信网络。但是空中接口开放、核心交换网络由运营商控制等特点使移动语音通信极易遭受窃听攻击,不能满足党政、军事等高安全领域的需求。专用保密通话系统兼容性差、成本高的问题限制了移动语音安全通信的进一步应用。蓝牙作为移动终端设备的重要接口,可用于语音或数据文件传输。通过外挂蓝牙设备实现端到端保密通信具有通用性强、改造成本低、便于管理的优势。本文深入研究移动语音通信数据传输流程,结合端到端保密通信需求构建了一种基于蓝牙的移动语音安全通信模型。在此基础,分别设计带纠错的类语音调制解调方案、面向蓝牙的高效认证密钥协商协议、基于蓝牙语音的密钥协商数据交互协议。最后实现面向移动通信网的蓝牙认证密钥协商原型系统。针对语音信道传输数据时存在误码率高的问题,设计一种带纠错的类语音调制解调方案。方案在最优码本的基础上,基于模拟退火思想建立最优数据-波形映射,并结合BCH码进一步提高传输可靠性。相比其他同类方案,本方案在增加少量存储和计算资源的情况下,显著降低了移动语音信道传输数据的误码率。针对蓝牙设备密钥协商的安全与效率问题,基于ECC离散对数问题,设计一种无证书的高效认证密钥协商协议,并在无证书通用安全模型下证明了协议安全性。协议在产生部分私钥的哈希函数中引入秘密值保证了其不可伪造性,同时避免使用双线性对降低了计算复杂度。相较于同类方案,在通信和计算开销上均具有优势,适用于资源受限的蓝牙设备。针对蓝牙语音信道缺少上层协议支持密钥协商数据交互的问题,提出一种基于蓝牙语音的密钥协商数据传输协议。结合蓝牙语音信道特点和数据传输阶段,设计密钥协商协议数据单元,并在此基础上,设计基于蓝牙语音的密钥协商数据传输协议,保证了蓝牙设备通过语音信道完成密钥协商数据交互并能同步地进行状态转换。在上述研究基础上,依据移动语音安全通信需求,从硬件、固件两个层次着手,设计并实现了基于蓝牙语音的认证密钥协商原型系统,并对系统的关键功能进行测试。测试结果表明,原型系统能够通过语音信道传输数据并实现密钥协商协议,满足设计需求。本文的研究内容为基于蓝牙的移动语音加密建立了安全通道,拓展了蓝牙在移动语音安全领域的应用。