基于字符水印加密的商業談判語音文件篡改檢測技術

基金項目：本文受湖北省“十一五”教育科學發展規劃項目資助，課題號：2006B131；受湖北省教育廳高等學校教學研究項目資助，課題號：20070249；受襄樊學院大學生科技創新基金資助，課題號2007DX515、2007DX516、2007DX517

[摘要] 本文研究商業談判語音文件篡改檢測技術：對需要保存或傳輸的商業談判語音文件，借助計算機技術進行波形提取，查找其波形零點集合，在這一集合的指定子集合處嵌入字符水印信息，這一波形變換，由于嵌入字符信息的附加噪音相比于原始波形極小，不影響這一商業談判語音文件的實際表達效果；提取嵌入的字符水印信息，以字符水印信息是否被破壞來檢測原始商業談判語音文件是否被篡改；對一個典型事例的實際操作證明這一技術的有效性。

[關鍵詞] 商業談判語音文件 字符水印 篡改檢測技術 matlab

一、引言

信息媒體的數字化為信息的存取提供了極大的便利性，同時也顯著提高了信息表達的效率和準確性。特別是隨著計算機網絡通訊技術的發展，數據的交換和傳輸變成了一個相對簡單的過程，人們借助于計算機、數字掃描儀、打印機等電子設備可以方便、迅速地將數字信息傳輸到所期望的地方。隨之而來的副作用是這些數字形式的數據文件或作品使有惡意的個人和團體有可能在沒有得到作品所有者的許可下拷貝和傳播有版權的內容，例如，現代盜版者僅需輕點幾下鼠標就可以獲得與原版一樣的復制品，并以此獲取暴利；而一些具有特殊意義的信息，如涉及司法訴訟、政府機要等信息，則會遭到惡意攻擊和篡改偽造等等。這一系列數字化技術本身的可復制和廣泛傳播的特性所帶來的負面效應，已成為信息產業健康持續發展的一大障礙，目前，數字媒體的信息安全、知識產權保護和認證問題變得日益突出，且已成為數字世界中一個非常重要和緊迫的議題。

在多媒體中加入數字水印可以確立版權所有者、認證多媒體來源的真實性、識別購買者、提供關于數字內容的其他附加信息、確認所有權認證和跟蹤侵權行為。它在篡改鑒定、數據的分級訪問、數據跟蹤和檢測、商業和視頻廣播、Internet數字媒體的服務付費、電子商務認證鑒定等方面具有十分廣闊的應用前景。自1993年以來，該技術已經引起工業界的濃厚興趣，并日益成為國際上非常活躍的研究領域。

本文研究基于數字符號水印加密的商業談判語音文件篡改檢測技術。

二、商業談判語音文件篡改檢測的水印加密方法

對商業談判語音文件，特別是具有特定保存和傳輸需求的商業談判語音文件，在不影響其實際播放效果的前提下，檢驗文件內容是否被篡改的方法，可以概括為三步：一是對作為檢測對象的商業談判語音文件進行波形提取，獲取它的波形幾何特征、拓樸特征、各種變換特征等；二是對特征點例如波形零點集合的某一指定子集合嵌入字符水印，由于嵌入的水印信息相比于原始波形噪音極小，以致于不影響原始波形的播放效果；三是提取嵌入的字符水印，分析其被污染或破壞程度、狀態，而辨別原始商業談判語音文件是否被篡改、被篡改的程度內容形式等。

不失一般性為著簡便，我們以音樂文件“我們的祖國.wam”為例，借助matlab軟件，進行不影響播放效果的字符水印加密，以提取的字符水印是否被破壞來辨別代表原始商業談判語音文件的音樂文件“我們的祖國.wam”是否被篡改。

第一步：提取原始商業談判語音文件的波形如圖1；分析波形幾何特征、拓樸特征、各種變換特征，如波形的零點集合（約有2200個零點）。

第二步：對波形的零點集合的一個子集合例如零點序列中每過199個零點選擇一個作為嵌入字符水印的節點，共嵌入11個字符水印：“yjq19580505@126.com”; 由于離散零點嵌入的字符水印信息對原始商業談判語音文件所加的噪音極小，以致于不影響原始文件的播放效果（圖2）。

第三步：提取嵌入的字符水印：“yjq19580505@126.com” ； 與原始水印信號相比較，辨別加入字符水印的商業談判語音文件是否被篡改。

這種水印加密技術由于零點嵌入而具有的優點之一，是魯棒性較強，抗攻擊性較好。

三、結論

商業談判語音文件嵌入字符水印，是實現商業談判語音文件篡改檢測的重要途徑；借助matlab軟件的語音信息變換技術，可以簡捷方便地實現商業談判語音文件篡改檢測鑒定和保護。

參考文獻:

何強何英:matlab擴展編程，清華大學出版社，2003