文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A
DOI: 10.19358/j.issn.2096-5133.2020.08.007
引用格式: 鄭琳琳,孫蒙,張雄偉,等. 語(yǔ)音偽裝方法及其防御對(duì)策綜述[J].信息技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)安全,2020,39(8):33-42.
語(yǔ)音是人們?nèi)粘=涣髦械囊环N最直接、最有效和最常用的傳遞信息方式。由于說(shuō)話人發(fā)音器官的生理差異和后天成長(zhǎng)環(huán)境形成的行為差異,每個(gè)人的語(yǔ)音都帶有強(qiáng)烈的個(gè)性特征,能夠像虹膜、指紋、人臉等生物認(rèn)證技術(shù)一樣,成為身份驗(yàn)證的重要手段,稱為聲紋識(shí)別技術(shù)。聲紋技術(shù)因其具有經(jīng)濟(jì)、可靠、交互自然等優(yōu)勢(shì)而備受關(guān)注,具有重要研究意義和廣泛應(yīng)用前景。
雖然每個(gè)說(shuō)話人的語(yǔ)音有自己的個(gè)性特征,但是語(yǔ)音也是可以被模仿和偽裝的。目前,市面上流行的各類變聲器及變聲軟件可以對(duì)說(shuō)話人的語(yǔ)音進(jìn)行個(gè)性化改變,致使人耳甚至部分聲紋識(shí)別技術(shù)產(chǎn)品很難識(shí)別出說(shuō)話人的身份。犯罪分子利用特定手段來(lái)偽裝自己的語(yǔ)音不被辨識(shí)出來(lái),實(shí)施電話詐騙、恐嚇、綁架勒索等相關(guān)新聞報(bào)道也是數(shù)見不鮮。軍事上,某些組織成員通過(guò)使用全新的電話號(hào)碼和語(yǔ)音偽裝的方式來(lái)逃脫政府監(jiān)控的識(shí)別。隨著智能語(yǔ)音交互技術(shù)被廣泛應(yīng)用到商業(yè)活動(dòng)和軍事應(yīng)用中,人們對(duì)信息安全的要求也越來(lái)越高。然而,語(yǔ)音偽裝嚴(yán)重影響聲紋識(shí)別效果,使犯罪分子有機(jī)可乘。
語(yǔ)音偽裝(Voice Disguise)是指對(duì)于正常語(yǔ)音的任何改變、扭曲或者偏離。它涵蓋了故意偽裝和非故意偽裝兩種形式。網(wǎng)絡(luò)空間安全領(lǐng)域更多關(guān)注的是故意偽裝,即“以掩蓋真實(shí)身份為目的,有意識(shí)地改變聲音,使其模糊、畸變、扭曲的發(fā)音方式”。偽裝語(yǔ)音的相關(guān)研究工作最早可追溯至20世紀(jì)六十年代初期的法庭說(shuō)話人辨認(rèn),至今已有50多年的研究歷史。近年來(lái),語(yǔ)音信號(hào)處理和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的進(jìn)步,以及語(yǔ)音數(shù)據(jù)獲取和共享的更加便捷,有力地推動(dòng)了語(yǔ)音偽裝技術(shù)的發(fā)展。特別是基于機(jī)器學(xué)習(xí)和深度學(xué)習(xí)的語(yǔ)音合成技術(shù)能夠生成特定說(shuō)話人的語(yǔ)音樣本,對(duì)聲紋識(shí)別接口的用戶構(gòu)成了嚴(yán)重的隱私威脅。因此,語(yǔ)音偽裝受到學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界的廣泛關(guān)注,諸多國(guó)內(nèi)外學(xué)者開展了與語(yǔ)音偽裝相關(guān)的研究。日本東京國(guó)立資訊研究所、法國(guó)國(guó)家信息與自動(dòng)化研究所以及美國(guó)伊利諾理工大學(xué)等開展了語(yǔ)音偽裝方式的研究,進(jìn)一步提高了偽裝語(yǔ)音的匿名化程度;中國(guó)刑警學(xué)院和多地公安部門針對(duì)偽裝語(yǔ)音變聲規(guī)律及其對(duì)自動(dòng)說(shuō)話人確認(rèn)系統(tǒng)(Automatic Speaker Verification,ASV)的影響展開了相關(guān)工作;清華大學(xué)、南京郵電大學(xué)以及中山大學(xué)等在偽裝語(yǔ)音防御對(duì)策方面做了相關(guān)研究,并相繼取得了一些研究成果。
本文在簡(jiǎn)要梳理語(yǔ)音偽裝的典型模型和基本方法的基礎(chǔ)上,介紹了語(yǔ)音偽裝的威脅量化評(píng)估方法,歸納了語(yǔ)音偽裝的防御對(duì)策,并總結(jié)了目前語(yǔ)音偽裝防御對(duì)策研究中仍存在的問(wèn)題和挑戰(zhàn),對(duì)未來(lái)的發(fā)展方向作出了展望。
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作者信息:
鄭琳琳1,孫 蒙1,張雄偉1,潘志欣2
(1.陸軍工程大學(xué),江蘇 南京210007;2.海軍工程大學(xué),湖北 武漢430000)