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A study on tampering detection system for voice signals by using multiple digital watermarks

Research Project

Project/Area Number 20K11796
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 60060:Information network-related
Research InstitutionThe University of Kitakyushu

Principal Investigator

Uehara Satoshi  北九州市立大学, 国際環境工学部, 教授 (90213389)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 野上 保之  岡山大学, 自然科学研究科, 教授 (60314655)
荒木 俊輔  九州工業大学, 大学院情報工学研究院, 准教授 (20332851)
Project Period (FY) 2020-04-01 – 2023-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Keywords音声電子透かし / 改ざん検知 / オクターブ類似性 / エコー拡散法 / 整数上のロジスティック写像 / ハッシュ関数 / 乱数抽出のタイミング / 透かし埋め込みのリアルタイム性 / 2つのロジスティック写像 / 透かし情報 / 演算精度とコントロールパラメータ / 2つの写像値の部分置換 / 特定周波数の位相を用いた電子透かし / 整数上のピースワイズ・ロジスティック写像 / 部分系列に対するカオス尺度 / Cascaded NTU系列 / リングオシレータを用いた小規模な物理乱数生成回路 / 音声の電子透かし / 擬似乱数
Outline of Research at the Start

会議等の会話内容を記録データ(音声データ)として録音する際に秘密情報を加えることで、記録内容の一部または全体が編集・加工されていないことを保証する。変更された場合には秘密情報を用いてその箇所を容易に特定できるシステムを構築する。
そこでは、予測されにくい秘密情報を生成、音声データから正しい秘密情報の取り出しを困難にする埋め込み処理、変更箇所を正確に検出する処理について検討する。

Outline of Final Research Achievements

In this research project, we focused on embedding digital watermarks at the same time as recording, and we aimed to detect falsifications in the voice signal.

When embedding digital watermarks for voice signals based on octave similarity, we made it possible to zero a specific frequency component of voice signals by changing it to a negative value before IFFT. In addition, we proposed a method of generating random numbers for a watermark information without increasing computational cost and memory size, and we showed that the sequences have superior properties from results of typical randomness tests. In this system, it is more difficult to detect the watermark information for falsifications by manipulating the timing of random number extraction.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

ICレコーダ等による会議内容の録音や遺言書を音声で残すことを考えると、改ざんされていない音声データであることを保証する必要がある。さらに、その音声を発した人を特定可能な音質であることも重要な要件となる。
録音時の音声データに本システムを適用した透かし入り音声データは、誤差1秒以内で95%以上の改ざん箇所の特定を実現している。また、本システムによる改ざん検知では、検知対象以外の音声データが不要であることも特徴の一つとなる。

Report

(4 results)
  • 2022 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2021 Research-status Report
  • 2020 Research-status Report
  • Research Products

    (22 results)

All 2022 2021 2020 Other

All Presentation (21 results) (of which Int'l Joint Research: 6 results) Remarks (1 results)

  • [Presentation] A study on parameters of piecewise logistic map over large integers and processing time2022

    • Author(s)
      R. Inoue, T. Miyazaki, S. Uehara, S. Araki and Y. Nogami
    • Organizer
      2022 Intern. Conference. on Consumer Electronics - Beitou (ICCE-TW)
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] A study on a DDH-based keyed homomorphic encryption suitable to machine learning in the cloud2022

    • Author(s)
      T. Tsuruta; S Araki; T. Miyazaki; S. Uehara; and K. Kakizaki
    • Organizer
      2022 Intern. Conference. on Consumer Electronics - Beitou (ICCE-TW)
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 整数上のPLMを用いた擬似乱数系列の4 つのパラメータに対する乱数性の一考察2022

    • Author(s)
      井上 凌, 宮崎 武, 荒木 俊輔, 上原 聡
    • Organizer
      第8回有限体理論とその擬似乱数系列生成への応用ワークショップ
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 2つの整数上のロジスティック写像を用いたバランスの良い擬似乱数生成法に関する一考察2022

    • Author(s)
      藤井 博希,上原 聡,宮崎 武,荒木 俊輔, 日下 卓也,野上 保之
    • Organizer
      第45回情報理論とその応用シンポジウム (SITA2022)
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] イーサリアムネームサービスのフルノード問題に対する一考察2022

    • Author(s)
      彭士 誠, 荒木 俊輔, 硴崎 賢一
    • Organizer
      第45回情報理論とその応用シンポジウム (SITA2022)
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 暗号化処理を制約する演算鍵付き準同型暗号2022

    • Author(s)
      鶴田 拓矢, 荒木 俊輔, 宮崎 武, 原 聡, 硴崎 賢一
    • Organizer
      2023年暗号と情報セキュリティ・シンポジウム (SCIS2023)
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 穴掘り法による迷路を用いた擬似乱数生成における迷路サイズと種類数に関する一考察2022

    • Author(s)
      宮崎 武, 荒木 俊輔, 上原 聡
    • Organizer
      2023年暗号と情報セキュリティ・シンポジウム (SCIS2023)
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 線形合同法における周期性とニューラルネットワークによる予測精度に関する考察2022

    • Author(s)
      野口 亮祐, 荒木 俊輔, 宮崎 武, 上原 聡, 硴崎 賢一
    • Organizer
      2023年暗号と情報セキュリティ・シンポジウム (SCIS2023)
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] ブロックチェーンを用いた情報管理における個人データ保護に関する考察2022

    • Author(s)
      山下 純一, 荒木 俊輔, 硴崎 賢一
    • Organizer
      2023年暗号と情報セキュリティ・シンポジウム (SCIS2023)
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] A study on control parameter and output sequence of the logistic map over integers for pseudorandom number generation2021

    • Author(s)
      Gen Osono, Shunsuke Araki, Takeru Miyazaki, Satoshi Uehara, Ken'ichi Kakizaki
    • Organizer
      2021 IEEE International Conference on Consumer Electronics-Taiwan (ICCE-TW)
    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] A study on digital watermarks for audio signals using phase of frequency signals in addition to the other methods2021

    • Author(s)
      Kako Takahashi, Takeru Miyazaki, Shunsuke Araki, Satoshi Uehara, Yasuyuki Nogami
    • Organizer
      2021 IEEE International Conference on Consumer Electronics-Taiwan (ICCE-TW)
    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] A study on relationship between period and number of divisions in piecewise logistic map over integers2021

    • Author(s)
      Sota Eguchi, Takeru Miyazaki, Satoshi Uehara, Shunsuke Araki, Yasuyuki Nogam
    • Organizer
      2021 IEEE International Conference on Consumer Electronics-Taiwan (ICCE-TW)
    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Xorshift のパラメータと生成系列の周期の関係についての一考察2021

    • Author(s)
      谷口 巧実, 宮崎 武, 荒木 俊輔, 上原 聡
    • Organizer
      第7回有限体理論とその擬似乱数系列生成への応用ワークショップ
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] 2つのロジスティック写像を用いた32bit演算精度の乱数生成器に関する一考察2021

    • Author(s)
      角井 敦志, 宮崎 武, 荒木 俊輔, 上原 聡
    • Organizer
      第7回有限体理論とその擬似乱数系列生成への応用ワークショップ
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] 整数上のPiecewise Logistic Mapにおける分割数と系列の種類数2021

    • Author(s)
      宮崎 武, 荒木 俊輔, 上原 聡
    • Organizer
      第7回有限体理論とその擬似乱数系列生成への応用ワークショップ
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] 整数上のロジスティック写像による擬似乱数生成器における部分系列カオス尺度を用いた乱数性の改善法2021

    • Author(s)
      宮崎 武、荒木 俊輔、上原 聡、野上 保之
    • Organizer
      日本応用数理学会2021年研究部会連合発表会
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] A study on randomness of sequences obtained from piecewise logistic map over integers2020

    • Author(s)
      S. Eguchi, T. Miyazaki, S. Araki, S. Uehara, and Y. Nogami
    • Organizer
      2020 Intern. Symp. on Inform. Theory and Its Applications
    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Cascaded NTU 系列の線形複雑度に関する考察2020

    • Author(s)
      多田羅 友也, 小寺 雄太, 日下 卓也, 野上 保之
    • Organizer
      第6回有限体理論とその擬似乱数系列生成への応用ワークショップ
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] 暗号向け乱数生成における非線形フィルタの設計に関する考察2020

    • Author(s)
      高谷 つぐみ, 小寺 雄太, 野上 保之
    • Organizer
      第6回有限体理論とその擬似乱数系列生成への応用ワークショップ
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] リングオシレータを用いた小規模な物理乱数生成回路の設計及び乱数性評価2020

    • Author(s)
      佐藤 陵一,小寺 雄太,野上 保之
    • Organizer
      第6回有限体理論とその擬似乱数系列生成への応用ワークショップ
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] 幾つかの系列に対する周期探索法と,素体上のロジスティック写像の逆写像演算について2020

    • Author(s)
      宮崎 武, 荒木 俊輔, 上原 聡
    • Organizer
      第6回有限体理論とその擬似乱数系列生成への応用ワークショップ
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Remarks] 北九州市立大学 教員紹介

    • URL

      https://www.kitakyu-u.ac.jp/env/faculty/d-media/introduction/satoshi-uehara.html

    • Related Report
      2022 Annual Research Report

URL: 

Published: 2020-04-28   Modified: 2024-01-30  

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