重放攻击的检测制造技术

为了在说话者识别系统中检测重放攻击，在所检测的磁场中辨识至少一个特征。然后确定所检测的磁场的至少一个经辨识的特征是否指示话音通过扬声器的回放。如果确定所检测的磁场的至少一个经辨识的特征指示话音通过扬声器的回放，则确定可能已经发生重放攻击。

Detection of replay attack

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】重放攻击的检测
本文所描述的实施方案涉及用于检测语音生物测定系统上的重放攻击的方法和设备。
技术介绍
语音生物测定系统正在变得越来越广泛地使用。在这种系统中，用户通过在注册阶段期间提供他们的话音样本来训练系统。在随后的使用中，系统能够区别注册用户和未登记的说话者。语音生物测定系统原则上可以用来控制对各种服务和系统的访问。恶意方试图使语音生物测定系统失效的一种方法是获取注册用户的话音的录音，然后试图回放该录音，以冒充注册用户且以获得对旨在限于注册用户的服务的访问。这称为重放攻击或欺骗攻击。
技术实现思路
根据本专利技术的一个方面，提供了一种在说话者识别系统中检测重放攻击的方法。该方法包括：辨识所检测的磁场的至少一个特征；确定所检测的磁场的至少一个经辨识的特征是否指示话音通过扬声器的回放；以及，如果确定所检测的磁场的至少一个经辨识的特征指示话音通过扬声器的回放，则确定可能已经发生了重放攻击。所述方法还包括：接收表示话音的音频信号，其中在与检测磁场大体上相同的时间接收所述音频信号；以及如果确定所检测的磁场的至少一个经辨识的特征指示话音通过扬声器的回放，则确定所述音频信号可能是由所述重放攻击所导致的。辨识所检测的磁场的至少一个特征的步骤可以包括：从磁力计接收信号；以及，对从磁力计所接收的信号执行离散傅里叶变换。辨识所检测的磁场的至少一个特征的步骤可以包括：从磁力计接收信号；以及检测从磁力计所接收的信号的至少一个特征以2Hz-10Hz范围内的频率、以音节速率(syllabicrate)和/以发音速率(articulationrate)的调制。音节速率和/发音速率可以对应于用于话音的典型速率或用于该特定类型的话音或说话者的典型速率，或者可以通过分析与检测磁场的同时所检测的话音来确定音节速率和/发音速率。所述方法可以包括确定所检测的磁场的变化模式是否指示与预定话音短语(predeterminedspokenphrase)通过扬声器的回放相关联的参考模式。确定所检测的磁场的变化模式是否指示与预定话音短语通过扬声器的回放相关联的参考模式可以包括：将所检测的磁场的变化模式与所存储的参考模式进行比较。所存储的参考模式可以对应于由特定注册用户说出的预定话音短语，或者可以对应于由多个说话者说出的预定话音短语。确定所检测的磁场的变化模式是否指示与预定话音短语通过扬声器的回放相关联的参考模式可以包括：将所检测的磁场的变化模式传递至分类器，该分类器已经利用从预定话音短语通过扬声器的回放所获得的输入进行训练。根据本专利技术的第二方法，提供了一种用于在说话者识别系统中检测重放攻击的系统，该系统被配置成：辨识所检测的磁场的至少一个特征；确定所检测的磁场的至少一个经辨识的特征是否指示话音通过扬声器的回放；以及，如果确定所检测的磁场的至少一个经辨识的特征指示话音通过扬声器的回放，则确定可能已经发生重放攻击。所述系统还可以被配置成：接收表示话音的音频信号，其中在与检测磁场大体上同时地接收所述音频信号；以及，如果确定所检测的磁场的至少一个经辨识的特征指示话音通过扬声器的回放，则确定所述音频信号可能是由所述重放攻击所导致的。辨识所检测的磁场的至少一个特征可以包括：从磁力计接收信号；以及，对从磁力计所接收的信号执行离散傅里叶变换。所述系统可以被配置用于通过如下方式辨识所检测的磁场的至少一个特征：从磁力计接收信号；以及检测从磁力计所接收的信号的至少一个特征以2Hz-10Hz范围内的频率的调制。所述系统可以被配置用于通过如下方式辨识所检测的磁场的至少一个特征：从磁力计接收信号；以及检测从磁力计所接收的信号的至少一个特征以音节速率的调制。所述系统可以被配置用于通过如下方式辨识所检测的磁场的至少一个特征：从磁力计接收信号；以及检测从磁力计所接收的信号的至少一个特征以发音频率的调制。所述系统可以被配置用于确定所检测的磁场的变化模式是否指示与预定话音短语通过扬声器的回放相关联的参考模式。所述系统可以被配置用于通过将所检测的磁场的变化模式与所存储的参考模式进行比较来确定所检测的磁场的变化模式是否指示与预定话音短语通过扬声器的回放相关联的参考模式。所存储的参考模式可以对应于由特定注册用户说出的预定话音短语，或者可以对应于由多个说话者说出的预定话音短语。所述系统可以被配置用于通过如下方式来确定所检测的磁场的变化模式是否指示与预定话音短语通过扬声器的回放相关联的参考模式：将所检测的磁场的变化模式传递至分类器，该分类器已经利用从预定话音短语通过扬声器的回放所获得的输入进行训练。根据本专利技术的一个方面，提供了一种设备，该设备包括根据第二方面的系统。所述设备可以包括移动电话、音频播放器、视频播放器、移动计算平台、游戏设备、远程控制器设备、玩具、机器或者家庭自动化控制器或家用电器。根据本专利技术的一个方面，提供了一种计算机程序产品，该计算机程序产品包括计算机可读的有形介质，以及用于执行根据第一方面的方法的指令。根据本专利技术的一个方面，提供了一种非暂时性计算机可读存储介质，该非暂时性计算机可读存储介质具有存储在其上的计算机可执行指令，当处理器电路系统执行该计算机可执行指令时，使处理器电路系统执行根据第一方面的方法。根据本专利技术的一个方面，提供了一种包括根据前一方面所述的非暂时性计算机可读存储介质的设备。所述设备包括移动电话、音频播放器、视频播放器、移动计算平台、游戏设备、远程控制器设备、玩具、机器或者家庭自动化控制器或家用电器。附图说明为了更好地理解本专利技术，且示出如何实施本专利技术，现在将参考附图，在附图中：图1例示了智能手机；图2是例示了智能手机的形式的示意图；图3例示了正在执行重放攻击的第一种情形；图4例示了正在执行重放攻击的第二种情形；图5是话音处理系统的框图；图6是例示了根据本专利技术的方法的流程图；图7是用于实施一种方法的系统的框图；图8是例示了图7的系统的第一元件的框图；图9是例示了图7的第一元件的替代形式的框图；图10是用于实施方法的一部分的系统的框图；图11是用于实施方法的一部分的系统的框图；图12是用于实施方法的一部分的系统的框图；图13是例示了话音处理系统的框图；图14是例示了在图13的系统中所执行的方法的流程图；以及图15示出了图13的系统中的框的可能形式。具体实施方式下面的描述阐述了根据本公开内容的示例实施方案。对于本领域普通技术人员而言，其他示例实施方案和实施方式将是显而易见的。另外，本领域普通技术人员将认识到，可以代替下面讨论的实施方案或与下面讨论的实施方案相结合地应用各种等同技术，且所有这样的等同物应被认为是本公开内容所涵盖的。图1例示了智能手机10，该智能手机10具有用于检测环境声音的麦克风12。在正常使用中，麦克风当然用于检测持有智能手机10的用本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种在说话者识别系统中检测重放攻击的方法，该方法包括：/n辨识所检测的磁场的至少一个特征；/n确定所检测的磁场的至少一个经辨识的特征是否指示话音通过扬声器的回放；以及/n如果确定所检测的磁场的至少一个经辨识的特征指示话音通过扬声器的回放，则确定可能已经发生重放攻击，/n其中，辨识所检测的磁场的至少一个特征的步骤包括：/n从磁力计接收信号；以及/n检测从磁力计所接收的信号的至少一个特征以2Hz-10Hz范围内的至少一个频率、话音音节速率、和/或发音速率中的一个或多个的调制。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170628 US 62/526,0131.一种在说话者识别系统中检测重放攻击的方法，该方法包括：
辨识所检测的磁场的至少一个特征；
确定所检测的磁场的至少一个经辨识的特征是否指示话音通过扬声器的回放；以及
如果确定所检测的磁场的至少一个经辨识的特征指示话音通过扬声器的回放，则确定可能已经发生重放攻击，
其中，辨识所检测的磁场的至少一个特征的步骤包括：
从磁力计接收信号；以及
检测从磁力计所接收的信号的至少一个特征以2Hz-10Hz范围内的至少一个频率、话音音节速率、和/或发音速率中的一个或多个的调制。


2.根据权利要求1所述的方法，还包括：
接收表示话音的音频信号，其中在与检测磁场大体上同时接收所述音频信号；以及
如果确定所检测的磁场的至少一个经辨识的特征指示话音通过扬声器的回放，则确定所述音频信号可能是由所述重放攻击所导致的。


3.根据权利要求1或2所述的方法，其中辨识所检测的磁场的至少一个特征的步骤包括：
从磁力计接收信号；以及
对从磁力计所接收的信号执行离散傅里叶变换。


4.根据权利要求1、2或3所述的方法，包括：确定所检测的磁场的变化模式是否指示与预定话音短语通过扬声器的回放相关联的参考模式。


5.根据权利要求4所述的方法，其中确定所检测的磁场的变化模式是否指示与预定话音短语通过扬声器的回放相关联的参考模式包括：
将所检测的磁场的变化模式与所存储的参考模式进行比较。


6.根据权利要求5所述的方法，其中所存储的参考模式对应于由特定注册用户说出的预定话音短语。


7.根据权利要求5所述的方法，其中所存储的参考模式对应于由多个说话者说出的预定话音短语。


8.根据权利要求4所述的方法，其中确定所检测的磁场的变化模式是否指示与预定话音短语通过扬声器的回放相关联的参考模式包括：
将所检测的磁场的变化模式传递至分类器，该分类器已经利用从预定话音短语通过扬声器的回放所获得的输入进行训练。


9.一种用于在说话者识别系统中检测重放攻击的系统，该系统被配置用于：
辨识所检测的磁场的至少一个特征；
确定所检测的磁场的至少一个经辨识的特征是否指示话音通过扬声器的回放；以及
如果确定所检测的磁场的至少一个经辨识的特征指示话音通过扬声器的回放，则确定可能已经发生重放攻击，
其中辨识所检测的磁场的至少一个特征的步骤包括：
从磁力计接收信号；以及
检测从磁力计所接收的信号的至少一个特征以2Hz-10Hz范围内的至少一个频率、话音...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·P·莱索，
申请(专利权)人：思睿逻辑国际半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：英国;GB