语音感知哈希认证算法安全性分析方法研究

摘要

随着语音感知哈希认证技术在语音通信领域的广泛应用，各种各样的语音感知哈希算法应运而生，这些算法大都具有良好的鲁棒性和区分性。但是在柯克霍夫原则下，算法变得透明，这就使得不法分子可以对语音信息进行篡改等非法操作。因此，有必要对语音感知哈希认证算法的安全性进行研究。
　　论文结合感知哈希认证算法的具体过程，对语音感知哈希认证算法的安全性问题进行了初步的分析与研究，判断出了不会影响感知哈希算法性能的具体加密环节，并结合香农唯一解距离的概念和模糊承诺方案（Fuzzy Commitment Scheme，FCS）的相关理论对语音感知哈希认证算法的安全性进行了初步的分析与研究。主要研究内容如下：
　　1.针对现有语音感知哈希算法在科克霍夫原则下算法变得很透明的现象，大多数感知哈希算法为了保证算法的安全性都是进行加密处理，但在语音感知哈希算法的哪一环节进行加密而不会影响算法性能依然是急需解决的问题。为了实现对语音感知哈希算法的安全性进行定量分析，且具有通用性，本文通过实验证明了不影响感知哈希算法性能的具体加密方案，并对加密后的算法进行了基于香农唯一解距离的安全性分析。实验结果表明：在对算法进行加密处理时，如果重复使用同一密钥进行加密的次数达到一定上限的话，密钥就可能被无失真的估计出来。针对这一结论，本文提出了在哈希构造后的语音感知哈希值的环节使用随机密钥加密的方法，以此来保证算法的安全性。
　　2.通过基于香农唯一解距离的安全性分析可以看出，当使用密钥的次数达到一定上限的话，密钥就可能被估计出来。针对上述问题，论文提出了一种基于FCS的语音感知哈希安全认证方法来保证语音感知哈希算法的安全性。该方法有效地避免了攻击者获得明文—密文对的可能性，保证了感知哈希算法的安全性。实验结果表明，该方法在不影响原有算法性能的前提下有效地保证了算法的安全性，并且克服了感知哈希其它方面的一些不足。

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附表索引

第1章 绪 论

1.1课题的研究背景与意义

1.2国内外研究现状

1.3存在的问题及分析

1.4论文的主要研究内容与创新点

1.5论文的组织结构与安排

第2章 语音感知哈希认证安全性分析相关理论基础

2.1感知哈希认证算法的安全环节

2.2感知哈希安全技术手段

2.3语音感知哈希认证系统框架及分析

2.4本章小结

第3章 语音感知哈希认证算法安全性分析

3.1引言

3.2安全性分析与数学原理

3.3基于密钥的语音感知哈希认证算法

3.4语音感知哈希认证算法的安全性分析

3.5本章小结

第4章 基于FCS的语音感知哈希安全认证方法

4.1引言

4.2模糊承诺方案相关理论

4.3基于FCS的语音感知哈希认证流程

4.4基于FCS的语音感知哈希安全认证方案描述

4.5本章小结

总结和展望

参考文献

致谢

附录A 攻读硕士学位期间发表的学术论文

附录B 攻读硕士学位期间参与的科研项目