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基于字符水印加密的商业谈判语音文件篡改检测技术

[摘要] 本文研究商业谈判语音文件篡改检测技术:对需要保存或传输的商业谈判语音文件,借助计算机技术进行波形提取,查找其波形零点集合,在这一集合的指定子集合处嵌入字符水印信息,这一波形变换,由于嵌入字符信息的附加噪音相比于原始波形极小,不影响这一商业谈判语音文件的实际表达效果;提取嵌入的字符水印信息,以字符水印信息是否被破坏来检测原始商业谈判语音文件是否被篡改;对一个典型事例的实际操作证明这一技术的有效性。
  [关键词] 商业谈判语音文件 字符水印 篡改检测技术 matlab
  
  一、引言
  信息媒体的数字化为信息的存取提供了极大的便利性,同时也显著提高了信息表达的效率和准确性。特别是随着计算机网络通讯技术的发展,数据的交换和传输变成了一个相对简单的过程,人们借助于计算机、数字扫描仪、打印机等电子设备可以方便、迅速地将数字信息传输到所期望的地方。随之而来的副作用是这些数字形式的数据文件或作品使有恶意的个人和团体有可能在没有得到作品所有者的许可下拷贝和传播有版权的内容,例如,现代盗版者仅需轻点几下鼠标就可以获得与原版一样的复制品,并以此获取暴利;而一些具有特殊意义的信息,如涉及司法诉讼、政府机要等信息,则会遭到恶意攻击和篡改伪造等等。这一系列数字化技术本身的可复制和广泛传播的特性所带来的负面效应,已成为信息产业健康持续发展的一大障碍,目前,数字媒体的信息安全、知识产权保护和认证问题变得日益突出,且已成为数字世界中一个非常重要和紧迫的议题。
  在多媒体中加入数字水印可以确立版权所有者、认证多媒体来源的真实性、识别购买者、提供关于数字内容的其他附加信息、确认所有权认证和跟踪侵权行为。它在篡改鉴定、数据的分级访问、数据跟踪和检测、商业和视频广播、Internet数字媒体的服务付费、电子商务认证鉴定等方面具有十分广阔的应用前景。自1993年以来,该技术已经引起工业界的浓厚兴趣,并日益成为国际上非常活跃的研究领域。
  本文研究基于数字符号水印加密的商业谈判语音文件篡改检测技术。
  二、商业谈判语音文件篡改检测的水印加密方法
  对商业谈判语音文件,特别是具有特定保存和传输需求的商业谈判语音文件,在不影响其实际播放效果的前提下,检验文件内容是否被篡改的方法,可以概括为三步:一是对作为检测对象的商业谈判语音文件进行波形提取,获取它的波形几何特征、拓朴特征、各种变换特征等;二是对特征点例如波形零点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极小,以致于不影响原始波形的播放效果;三是提取嵌入的字符水印,分析其被污染或破坏程度、状态,而辨别原始商业谈判语音文件是否被篡改、被篡改的程度内容形式等。
  不失一般性为着简便,我们以音乐文件“我们的祖国.wam”为例,借助matlab软件,进行不影响播放效果的字符水印加密,以提取的字符水印是否被破坏来辨别代表原始商业谈判语音文件的音乐文件“我们的祖国.wam”是否被篡改。
  第一步:提取原始商业谈判语音文件的波形如图1;分析波形几何特征、拓朴特征、各种变换特征,如波形的零点集合(约有2200个零点)。
  第二步:对波形的零点集合的一个子集合例如零点序列中每过199个零点选择一个作为嵌入字符水印的节点,共嵌入11个字符水印:“yjq19580505@126.com”; 由于离散零点嵌入的字符水印信息对原始商业谈判语音文件所加的噪音极小,以致于不影响原始文件的播放效果(图2)。
  第三步:提取嵌入的字符水印:“yjq19580505@126.com” ; 与原始水印信号相比较,辨别加入字符水印的商业谈判语音文件是否被篡改。
  这种水印加密技术由于零点嵌入而具有的优点之一,是鲁棒性较强,抗攻击性较好。

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