Введение
ГЛАВА 1. Обзор современных методик и стандартов в области оценки эффективности аутентификации голосовыми биометрическими системами 13
1.1. Современные голосовые биометрические системы 13
1.1.1. Обобщнная структура голосовой биометрической системы 17
1.1.2. Метод сравнения статистик основного тона 18
1.1.3. Метод спектрально формантного анализа 20
1.1.4. Метод анализа смеси гауссовских распределений 20
1.1.5. Метод совместного факторного анализа 22
1.1.6. Метод матрицы полной изменчивости 22
1.1.7. Метод вероятностного линейного дискриминантного анализа 23
1.2. Возможные атаки на устройство ввода биометрической информации 24
1.2.1. Методы атак на основе имперсонализации 24
1.2.2. Методы атак на основе записи и повтора БХЧ 25
1.2.3. Методы атак на основе преобразования БХЧ 26
1.2.4. Методы атак на основе синтеза БХЧ
1.3. Анализ существующих методик оценки эффективности аутентификации ГБС 30
1.4. ВЫВОДЫ 37
ГЛАВА 2. Анализ уязвимости голосовых биометрических систем 38
2.1. Анализ уязвимости модулей обобщённой голосовой биометрической системы 38
2.2. Оценка устойчивости к спуфинг атакам на основе преобразования БХЧ
2.2.1. Описание способа атаки 43
2.2.2. Результаты экспериментальной оценки 44
2.3. Оценка устойчивости к спуфинг атакам на основе синтеза БХЧ 46
2.3.1. Описание способа атаки 46
2.3.2. Результаты экспериментальной оценки 46
2.4. Метод имитации спуфинг атак на основе автоматического создания модели голоса синтеза
2.4.1. Влияние объма обучающих данных системы синтеза на устойчивость ГБС 50
2.4.2. Влияние качества обработки обучающих данных системы синтеза на устойчивость ГБС 53
2.5. Выводы 57
ГЛАВА 3. Методика и комплекс программных средств оценки эффективности аутентификации голосовыми биометрическими системами 58
3.1. Планирование испытаний 59
3.1.1. Определение информации о системе 59
3.1.2. Подготовка тестовой речевой базы данных 62
3.2. Оценка фундаментальных показателей эффективности 67
3.2.1. Вероятность отказа регистрации 68
3.2.2. Вероятность отказа сбора данных 69
3.2.3. Вероятность ложного несовпадения 71
3.2.4. Вероятность ложного совпадения 72
3.2.5. Равновероятная ошибка 72
3.2.6. Кривая компромиссного определения ошибки и кривая рабочей характеристики 73
3.2.7. График зависимости ВЛС и ВЛНС от порога 76
3.3. Оценка показателей для систем верификации 77
3.3.1. Вероятность ложного недопуска 77
3.3.2. Вероятность ложного допуска 78
3.4. Оценка показателей для систем идентификации 79
3.4.1. Вероятность истинно положительной идентификации 79
3.5. Оценка показателей устойчивости к спуфинг атакам 80
3.5.1. Вероятность ложного совпадения фальсифицированного образца 82
3.5.2. Кривая компромиссного определения ошибки 84
3.6. Комплекс программных средств оценки эффективности аутентификации ГБС 86
3.6.1. Модуль сопряжения с голосовой биометрической системой 88
3.6.2. Модуль формирования протоколов по тестовым голосовым базам данных 90
3.6.3. Модуль имитации спуфинг атак на голосовую биометрическую систему 91
3.6.4. Модуль тестирования голосовой биометрической системы 93
3.6.5. Модуль расчета показателей эффективности аутентификации голосовой биометрической системой 97
3.6.6. Модуль генерации протоколов испытаний 98
3.7. Выводы 99
ГЛАВА 4. Методы повышения устойчивости гбс к спуфинг атакам 101
4.1. Увеличение устойчивости к спуфинг атакам фальсификации БХЧ 101
4.1.1. Детектор нулей 102
4.1.2. Детекторы спуфинг атак ООО "ЦРТ"
4.1.2.1. Амплитудные спектральные признаки 107
4.1.2.2. Фазовые признаки 108
4.1.2.3. Вейвлет-признаки 109
4.1.2.4. Результаты конкурса ASVspoof Challenge 2015
4.2. Результат экспериментальной оценки устойчивости к различным методам спуфинг атак при использовании детектора 115
4.3. Выводы 122
Заключение 124
Список литературы 126
Приложение а. Акт внедрения
