數(shù)字音頻主動(dòng)取證技術(shù)研究.pdf

1、高速網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展和以數(shù)字信息為內(nèi)容的硬件設(shè)備爆炸式增加，使數(shù)字信息（數(shù)字圖像，數(shù)字音、視頻，數(shù)字文本等）的接觸者和用戶越來越多，分布幾乎遍布世界的每個(gè)角落。數(shù)字信息為人們的生活提供了便利，如人們可以方便快捷地上傳自己的數(shù)字作品（數(shù)字錄音、數(shù)碼照片等），下載自己需要的數(shù)字多媒體內(nèi)容。這些在豐富了人們?nèi)粘Ｉ畹耐瑫r(shí)，對(duì)數(shù)字信息所受到的來自多方面的威脅也讓人們心存憂慮。個(gè)人電腦的普及和操作簡便的多媒體編輯工具的日益豐富，使對(duì)多媒體信息的篡改、偽

2、造變的更容易。對(duì)數(shù)字多媒體而言，攻擊者幾乎可以在沒有成本開銷的情況下完成不被人們察覺的攻擊，破壞多媒體信息的真實(shí)性和完整性，以達(dá)到不可告人的目的。最近頻繁出現(xiàn)的數(shù)字內(nèi)容偽造事件，降低了數(shù)字多媒體信息的公信度。對(duì)數(shù)字多媒體數(shù)據(jù)取證問題的研究已成為多媒體信息安全的研究熱點(diǎn)。
　　基于數(shù)字音頻信號(hào)在電話通訊，新聞報(bào)導(dǎo)等方面的廣泛應(yīng)用，以及驗(yàn)證音頻信號(hào)真實(shí)性和完整性的實(shí)際需求，本文以數(shù)字音頻信號(hào)為對(duì)象，對(duì)數(shù)字音頻信號(hào)主動(dòng)取證技術(shù)進(jìn)行了研究

3、。具體工作如下:
　　1、基于內(nèi)容的數(shù)字水印方法提供了一種音頻內(nèi)容取證方案，然而該方法存在特征分析替換攻擊的安全隱患。為了提高此類算法的安全性，提出了一種基于偽Zernike矩的抗特征分析替換攻擊的數(shù)字音頻主動(dòng)取證算法。以音頻信號(hào)偽Zernike矩為特征生成水印，通過量化音頻信號(hào)樣本值的方法將水印嵌入在偽Zernike矩中。該算法具有基于內(nèi)容的數(shù)字水印方案存在的優(yōu)點(diǎn)，且提高了算法的安全性。同時(shí)，對(duì)于惡意攻擊，本算法能夠有效地篡改檢

4、測。
　　2、語音信號(hào)系數(shù)自相關(guān)度是語音信號(hào)自身的一個(gè)特征，反映了系數(shù)的自相關(guān)程度。實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了語音信號(hào)系數(shù)自相關(guān)度具有效率高、對(duì)惡意攻擊的脆弱性和對(duì)信號(hào)處理的魯棒性等特點(diǎn)。以語音信號(hào)系數(shù)自相關(guān)度為特征，提出了一種數(shù)字語音主動(dòng)取證算法，給出了基于內(nèi)容的抗插入、刪除等去同步攻擊的方法。與基于同步碼的抗去同步攻擊的方案相比，該方法減少了含水印信號(hào)的負(fù)載，提高了算法的安全性。
　　3、與其它正交矩相比，如Zernike矩、偽Zern

5、ike矩等，貝塞爾-傅立葉矩具有效率高、魯棒性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，而這些優(yōu)點(diǎn)彌補(bǔ)了目前基于Zernike矩和偽Zernike矩的數(shù)字水印算法存在的不足。于是，給出了離散信號(hào)貝塞爾-傅立葉矩的定義和快速計(jì)算方法，分析了語音信號(hào)貝塞爾-傅立葉矩的性質(zhì)，以及基于公開特征的數(shù)字水印算法存在的安全隱患。然后，基于貝塞爾-傅立葉矩，提出了一種相對(duì)安全的數(shù)字語音主動(dòng)取證算法。本算法比基于公開特征的語音取證算法有更高的安全性，同時(shí)和基于Zernike矩和偽Zer

6、nike矩的水印嵌入算法相比，本算法提高了水印嵌入的效率和嵌入容量。
　　4、為了提高云儲(chǔ)服務(wù)中密文數(shù)據(jù)的安全性，給出了可恢復(fù)的密文域語音主動(dòng)取證算法。提出了能量比的定義，分析了其性質(zhì)。本算法中，首先將語音信號(hào)置亂，對(duì)置亂后的密文進(jìn)行水印嵌入，然后將含水印的密文上傳到云存儲(chǔ)服務(wù)中。用戶下載密文數(shù)據(jù)后，首先進(jìn)行篡改定位，對(duì)于篡改的位置通過替換的方法來近似恢復(fù)原始數(shù)據(jù)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，本算法提高了水印嵌入的安全性，對(duì)插入、刪除等攻擊具有