（前沿）数字指纹声纹技术助力军事反恐领域

所谓数字指纹，是指将不同的标志性识别代码—指纹，利用数字水印技术嵌入数字媒体，再将嵌入指纹的数字媒体分发给各个用户。起初，数字指纹技术主要运用于版权保护，如开发商将用户指纹密码以不可见的方式嵌入多媒体。当某个用户将其非法拷贝传播到外界后，版权所有者就可以通过提取拷贝中的指纹来追踪非法用户。数字指纹体制主要用于对嵌入指纹的文件进行拷贝和分发的体制，从而实现对非法分发者进行跟踪和取证。

为了对抗用户的联合攻击，通常情况下，发行商将对用户的指纹进行编码，以增加该指纹方案的安全性，这种编码被称之为合谋容忍编码。合谋容忍编码由两个部分组成，指纹的编码算法和跟踪算法。指纹编码算法是指在一定假设下，将获得的与用户有关的信息按照一定的规则进行编码，生成具有一定抗攻击能力的码字的过程。

2013年7月，美国国防部率先研发一种可智能识别用户身份的数字指纹，它由用户的打字节奏、习惯性重击和轻敲的按键等个人特点所组成。对长期使用电脑的用户来说，敲击键盘的风格因人而异，而且相对固定，运用此技术就能通过记录和分析用户使用键盘时手指肌肉的活动完成对其身份识别。截至2013年7月，数字指纹已获得许可，并在多家欧洲银行的手机应用中投入使用。

最近又有媒体报道，美国开发数字指纹进行网络反恐。目前，脸谱、推特、微软以及Youtube等美国主要社交媒体网站宣布，建立一个共享数据库，使用独特的“数字指纹”技术来甄别带有恐怖主义特征的网络发布，以加快清除网络上涉及恐怖主义宣传及招募等违规内容。

随着IS遭受国际反恐力量打击压力的不断加大，其战场由地面开始转移到网上，大力炫耀极端主义思潮，诱惑激进分子为其效力，制造恐怖活动。IS还经常采取换电脑、手机和应用程序等手段，躲避网络攻击。即使某些网站被取缔、账号被关闭，他们仍可更换网站和账号卷土重来。IS成立之初就在互联网上发表声明称，将在横跨叙伊边境的广大区域建立一个伊斯兰教国家，推荐巴格达迪为该国家的领导人，并呼吁全世界的穆斯林效忠巴格达迪。

2015年12月2日，加利福尼亚州南部圣贝纳迪诺市一所名为“内陆地区中心”的残障康复中心发生恶性枪击事件，导致14人遇难、21人受伤。经查证实，此次枪击案的罪魁祸首是IS的两名追随者。其中一名男性嫌疑犯在多年前与美国联邦调查局“恐怖分子”名单上的其他嫌疑人有过联系。另外一名女性嫌犯疑似在社交网站上用别名发布信息向IS表示忠心。目前，美国境内约有300个社交媒体账号正在极力向美国人传播IS思想，IS支持者呈现不断扩大趋势。从2014年以来，奥巴马政府先后在脸谱、推特等主要社交媒体平台上展开地毯式网络清理活动。2015年至今，推特所关闭的涉恐账号总数超过36万个。与此同时，美国网络战部队还采取主动的网络攻击方式，致瘫、屏蔽恐怖组织创办的数百个社交平台。然而，恐怖分子让美国网络防不胜防，美国启动数字指纹网上反恐怖技术。警方可以强迫嫌疑犯用指纹解锁iPhone，方便查找证据，但是无法强迫他人交出密码。

智能手机厂商为手机引入了新的进入模式，但同时也为黑客留下另一个攻击点。如果黑客拿到了指纹的数字复制样本，就可以进行各类破坏活动。所以，还必须与声纹结合并用，才能进一步提高安全性。

所谓声纹，是指用电声学仪器显示的携带语言信息的声波频谱。语音识别技术主要有声纹识别、内容识别、语种识别、语音标准识别。语音识别过程实际上是一种认识过程。就像人们听语音时，并不把语音和语言的语法结构、语义结构区分开来，因为当发音模糊时人们可以通过知识来指导对语言的理解过程，但是对机器来说，识别系统也要利用这些方面的知识，只是如何有效地描述这些语法和语义仍有困难。在实际生活中，每个人说话时的语声，都有自己的特点。声纹不仅具有特定性，而且有相对稳定性的特点。基于声纹的这两个特征，侦查人员就可将获取的犯罪分子的声纹和嫌疑人的声纹，通过声纹鉴定技术进行检验对比，迅速认定罪犯，为侦查破案提供可靠的证据。

从理论上讲，声纹同指纹一样具有身份识别的作用。虽然由于技术和经验的问题，暂时不能说完全达到了指纹那样的精确程度，但它已经被越来越多的国家认可为一种证据。1981年，在美国密执安州成立了“国际声纹鉴定学会”，旨在进一步完善声纹鉴定技术，加强推动、培训和宣传，促使声纹鉴定成为世界公认的一种人身识别的科学方法。目前，许多国家都己把声纹鉴定作为辨认犯罪嫌疑人的重要手段。如通过收集嫌疑人语音样本进行声纹鉴定，为认定或否定犯罪人提供鉴定结论等。

科学的声纹研究是以完善的录音设备为基础的，而且最先是为战争服务的。二战中，为了提高军事通讯效率，美国电话电报公司的贝尔实验室研究和发明了音响光谱图象显示器，把声波用光谱图像加以显示。战后，这项研究被中止。到了20世纪60年代，美国纽约市的绑架、电话恐吓案件骤增，贝尔实验室受执法部门委托，恢复对声纹的研究。20世纪70年代，日本、罗马尼亚、西德等都相继开展了声纹鉴定技术，以对付恐怖犯罪活动。美国国家安全局已掌握了移动电话声音识别术，如果苏联领导人勃列日涅夫乘车行驶在莫斯科的某条大街上，用移动电话跟其他人说话，美国国家安全局的声音识别系统就会立即确认出勃列日涅夫的身份，他的谈话内容就会立即被国家安全局工作人员记录下来。到20世纪90年代初，美国电话电报公司想用计算机技术促进通讯业的发展，于是组织力量研究出一种语音识别软件。

1992年3月，世界上第一套语音识别系统在美国诞生。当时这套系统的主要任务是代表公司向用户询问采用何种付款方式。由于该软件处于试验阶段，存在不少问题，也闹出不少笑话。西方人“请”“谢谢”总不离口，当计算机询问时，用户总免不了要说声“请”和“谢谢”。但是计算机可不知道这只是客套话，并无实际意义。正是这些客套话妨碍了计算机对有用指令的正确执行，为此计算机时常出错。经过几个月的试用后，美国电报电话公司对用户提出以下要求：用户和计算机对话时要口齿清楚，发音准确；不得说“请”“谢谢”之类的客套话，以免干扰计算机的正确判断。1992年下半年， 世界计算机业的巨子IBM公司对这套系统进行了改进，研制出能识别2.2万个单词的语音识别合成系统。1997年，IBM在国内首次推出了第一套中文语音识别系统，让我们看到人和机器用自然语言交流成为现实，为汉字输入带来了一股新鲜的潮流。

语音识别中的声纹识别技术，在军事保密中有着重要的应用价值。据美国《华盛顿时报》披露，美国国家安全局一直将声音识别技术当作研究重点。比如，敌对国家领导人是美国情报机构重点识别的对象，只要其利用国内通信网络进行通话，声音识别系统就会立即提醒工作人员，某国领导正在通话，请注意。最近，美国前情报官詹姆士·巴姆福德在其新著《秘密》一书中透露的一些内幕消息也证实了这套声音识别系统的存在。书中说，美国情报部门开始声音识别技术的研究已经有很多年了，最近几年，这套系统的功能不断完善，可以准确地识别出具体的声音。他指出：“监听员甚至可以说出被监听者是否感冒了。”他还透露，国家安全局拥有大量被监听者的资料，有时候监听员在监听时，旁边就放着这些被监听者的照片。

据报道，曾迫降在我国海南机场的美军EP-3侦察机中就安装了声纹识别侦听模块。这一声纹识别系统功能强大，只要被侦察者通过无线电进行对话，该系统便能查明通话者的身份，尤其是高层领导者的身份。美军正是靠着这套功能强大的系统，掌握了其他国家大量绝密情报。五角大楼曾专门邀请语言学家，对被侦察国家的语言进行了全面深入的研究，开发出了一套独特的电子监听系统，只要美军截获到对方的通话，这套系统能立即识别出通话者的身份，从而判断出从中掌握到的情报的价值到底有多大。当截获到对方通话后，监听系统能自动删除杂音，通过与声音数据库相对照，准确识别出通话者身份。

在军事计算机系统和核心要害部位的封闭管理中，应用声纹识别技术进行身份认证，具有很高的精确度，可进一步增加系统的安全性。一些应用了声纹识别技术的新型计算机安全产品，可以在普通的USB加密钥匙基础上，增加声纹认证功能，并对计算机系统进行加密，保护计算机系统中的重要文件不被非法窃取、浏览、篡改、删除或破坏。在一些军事要地的核心部位，应用语音识别技术实施门禁管理，可以有效辨识合法进出者。保密管理系统根据输入的自然语音信号，进行声纹身份认证，并自动开启或闭合门禁设施。

应用声纹识别技术，可以对发出命令者进行身份确认，避免出现敌方利用我方信道伪装我指挥员发出假命令，干扰我方军事行动的情况。由于在计算机信息处理中，录音的过程要经过模拟到数字的信号转换，放音的过程还要经过数字到模拟的信号转换，因此，即使窃密者使用录音设备录下合法用户的声音进行声纹身份认证，经过从模拟到数字、再从数字到模拟的两次信号转换，声音频谱会有明显衰减和失真，这种失真很容易被认证程序分辩出来。所以，依靠录音登录也不能通过声纹认证。适当调节声纹认证严格程度的阈值，声纹认证的错误接受率和错误拒绝率可以有所下降。

本文经《军事文摘》授权转载 2017年4月刊  责任编辑：彭振忠