[發明專利]基于聲紋識別和語音信道傳輸的端到端身份認證方法

有效

• 申請號: 202011645129.X
• 申請日: 2020-12-31
• 公開（公告）號: CN112822017B
• 公開（公告）日: 2022-02-08
• 發明（設計）人: 韓皓;侯岱;王同昱
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: H04L9/30
• 分類號: H04L9/30;H04L9/32;G10L17/02;G10L17/04
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務所 32237
• 代理人: 賀翔

本發明公開了基于聲紋識別和語音信道傳輸的端到端身份認證方法，涉及網絡通信安全技術領域，能夠使被呼叫者在通話過程中，僅通過語音信道，對呼叫者通過身份號碼和聲紋信息進行雙重認證，防范偽造號碼或者盜用號碼的電信詐騙。本發明包括：對呼叫者的聲紋進行特征提取并訓練得到聲紋模型；將聲紋模型參數序列化為二進制數據添加認證證書中；從呼叫者的聲紋特征中產生密鑰，對證書進行加密；呼叫者通過在通話語音信道上編碼將證書傳輸給接電話者；接受者在通話接通后通過語音信道接收證書密文，利用呼叫者聲紋特征進行解密；提取證書中說話者聲紋模型，進行重構，進一步驗證說話者的身份。

技術領域

本發明涉及網絡通信安全技術領域，尤其涉及了基于聲紋識別和語音信道傳輸的端到端身份認證方法。

背景技術

近年來，由于VoIP技術的普及和發展，全球各種電信詐騙事件頻發。目前國內的大多數電信詐騙案件中，嫌疑人主要通過技術手段修改、偽造呼叫號碼，聲稱自己為相關行政人員和銀行人員，或者冒充被呼叫者的親朋好友等，亦或受害者手機丟失被他人撿到后，直接通過手機通訊錄撥號，實施詐騙行為。

現有的電信運營商對此類詐騙行為缺乏認證機制。電信運營商對詐騙電話傳統處理方式為:對來電者的號碼進行分析，對其前綴、碼長、規范性結合投訴數據，綜合得到詐騙號碼，將其輸出到黑名單庫，從而進行攔截。不過由于VoIP技術對主叫號碼可以進行隨意的修改，甚至可以偽造為正常使用用戶的號碼，所以采用這種方式防治效果十分有限，更無法防范手機丟失后被他人撿到實施詐騙的行為。還有采用短信驗證的方式，但是這種無法適用于座機等無短信服務功能的終端。此外，國內運營商還會對境外來電開啟通話后短信提醒功能，提醒用戶防范電信詐騙，但是這種方式僅僅是針對境外來電，而且后知后覺式的補救對于電信詐騙的防范來說收效甚微。

在無需修改電信基礎協議設施的條件下，終端用戶對于端到端的VoIP身份驗證機制有兩類，一類是諸如SSL/TLS之類的機制可以保護數據完整性并提供身份驗證，但是這類機制對于現代電話設施卻不對身份做任何驗證，特別是對于其他電話網絡接入的信息。如第三代(3G)和第四代(4G)蜂窩網絡實現了用戶與電信供應商之間的相互認證。但是這類機制的設計主要是為了方便運營商能夠清楚的區分用戶所用電信供應類別，從而對用戶通話進行精準計費，對于用戶識別來電的其他用戶的身份基本沒有幫助，無法提供用戶之間的身份認證。第二類是一種基于短消息服務來檢測呼叫者ID的欺騙的情況，即通過短消息發送一個質詢給來電者ID，由來電者端進行檢測，并自動回復給被呼叫者，以此來證明呼叫者ID的真實性。但該檢測機制無法適用于沒有SMS服務的座機等終端的情況。因此缺少一個通用的、無需網絡支持的，能夠識別多種冒充行為的端對端認證方法。

發明內容

本發明提供了基于聲紋識別和語音信道傳輸的端到端身份認證方法，能夠使被呼叫者在通話過程中，僅通過語音信道，對呼叫者通過身份號碼和聲紋信息進行雙重認證，防范偽造號碼或者盜用號碼的電信詐騙。

為達到上述目的，本發明采用如下技術方案：

基于聲紋識別和語音信道傳輸的端到端身份認證方法，包括：

S1、在PC上進行背景模型訓練，將訓練好的背景模型導入被呼叫端，被呼叫端對呼叫者的輸入語音進行特征提取，利用特征建立模型，再對模型進行目標用戶模型訓練；

S2、呼叫端采集呼叫者的輸入語音，對輸入語音的聲紋信息提取梅爾倒譜特征參數，用梅爾倒譜特征參數訓練呼叫者的高斯混合模型，得到高斯模糊聲紋模型；

S3、呼叫端將高斯模糊聲紋模型及呼叫端上存儲的身份號碼信息序列轉化為認證條件添加至證書中，并通過語音信道將證書傳輸至被呼叫端；

S4、被呼叫端接收到證書后對證書進行解密和信息提取，通過核對提取的身份號碼信息序列來驗證呼叫者的身份；