數(shù)字音頻取證方法研究.pdf

1、近幾年來,隨著數(shù)字錄音設(shè)備的普及,數(shù)字錄音大有取代以前模擬錄音的趨勢。各種音頻處理算法和軟件的廣泛應(yīng)用,使得一般的用戶能輕易地對數(shù)字錄音進(jìn)行篡改而不留下痕跡,因此從錄音中聽到的未必就是真實(shí)的。一段錄音中可能有一些重要的字詞被刪除或者來源于其他錄音的內(nèi)容。如果虛假的錄音被濫用,必將引起一系列的問題,如涉及到法律證據(jù)的真實(shí)性、數(shù)字媒體的版權(quán)、個(gè)人隱私的保護(hù)等。因此檢測數(shù)字音頻的真實(shí)性和完整性有著十分重要的意義。針對信息取證的篡改分析技術(shù)應(yīng)運(yùn)

2、而生,并迅速成為信息安全的重要研究內(nèi)容。然而,數(shù)字音頻取證仍存在著許多待解決的關(guān)鍵問題。
　　 本文主要對鑒定數(shù)字音頻原始性和完整性進(jìn)行了深入研究,在解決數(shù)字音頻的篡改定位、是否重壓縮、是否假音質(zhì)和魯棒音頻取證水印等問題取得了一些初步結(jié)果。論文的主要內(nèi)容如下:
　　 1.基于幀偏移的音頻篡改檢測技術(shù)。一段數(shù)字錄音能否成為有效的法律證據(jù),能否檢測篡改成為前提。只有能精確地指出篡改發(fā)生的位置,鑒定結(jié)果才具有強(qiáng)的說服力。對于常

3、用的MP3格式的音頻,我們發(fā)現(xiàn)篡改會引起原有的幀結(jié)構(gòu)發(fā)生變化。只要準(zhǔn)確檢測出每幀音頻的幀偏移就可以定位篡改。通過大量實(shí)驗(yàn)觀察和理論分析,我們注意到利用頻譜的量化效應(yīng)可以準(zhǔn)確地檢測幀偏移。在此基礎(chǔ)上,我們提出了通過幀偏移突變定位篡改的方法。大量實(shí)驗(yàn)表明該方法可以準(zhǔn)確定位常見的篡改,如刪除、插入、替換和拼接。
　　 2.假音質(zhì)MP3的檢測技術(shù)。消費(fèi)者通過網(wǎng)上購買音樂時(shí),只能通過碼率等若干參數(shù)判斷該音樂的音質(zhì),而假音質(zhì)音樂的這些參數(shù)通

4、過音頻軟件能輕易的偽裝成與高音質(zhì)的一模一樣。目前還沒有相應(yīng)技術(shù)測試給定的音樂是否為高音質(zhì)。本文中我們提出一種簡便快捷的方法檢測這種假音質(zhì)MP3。通過大量實(shí)驗(yàn)和理論分析,我們發(fā)現(xiàn)小幅值修正離散余弦變換(MDCT)系數(shù)的個(gè)數(shù)在假音質(zhì)和正常MP3之間有很多差異。在此基礎(chǔ)上,我們提出小幅值MDCT系數(shù)的個(gè)數(shù)作為特征區(qū)分假音質(zhì)和正常MP3。大量實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明本方法對不同碼率的假音質(zhì)MP3均能有效檢測。
　　 3.音頻的重壓縮檢測技術(shù)。由于錄

5、音很容易被音頻處理軟件編輯,而對于壓縮格式的音頻的加工處理必然會引入重壓縮,因此檢測音頻的重壓縮是音頻取證分析的重要內(nèi)容。本文提出兩種檢測音頻重壓縮的方法。兩種方法都是利用支持向量機(jī)的分類器,以MDCT系數(shù)的首位的統(tǒng)計(jì)分布為特征進(jìn)行訓(xùn)練學(xué)習(xí)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明兩種分類方法均能有效的區(qū)分一次壓縮和兩次壓縮的音頻。
　　 4.基于對數(shù)映射的魯棒音頻取證水印技術(shù)。通過分析基頻平移、隨機(jī)剪裁和DA/AD轉(zhuǎn)化對音頻信號的影響,我們提出了一個(gè)魯棒