KR100837839B1 - Audio watermark rehabilitation apparatus and the method that is damaged by speed alteration attack - Google Patents
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Abstract
1. 청구범위에 기재된 발명이 속한 기술분야1. TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
본 발명은 속도변경 공격으로 훼손된 오디오 워터마크 복구 장치 및 그 방법과 상기 방법을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 관한 것임.The present invention relates to an apparatus for recovering an audio watermark damaged by a speed change attack, a method, and a computer-readable recording medium having recorded thereon a program for realizing the method.
2. 발명이 해결하려고 하는 기술적 과제2. The technical problem to be solved by the invention
본 발명은, 위치 기반 워터마크가 포함된 오디오 파일에 대해 해커가 오디오 파일의 길이를 늘이거나 줄여서 원래의 워터마크를 오디오 파일에서 없애고자 시도했던 경우에 상기 훼손된 워터마크를 복구하기 위한, 오디오 워터마크 복구 장치 및 그 방법과 상기 방법을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 제공하고자 함.The present invention relates to an audio water for recovering the damaged watermark when a hacker attempts to remove the original watermark from the audio file by increasing or decreasing the length of the audio file for the audio file including the location-based watermark. A mark recovery apparatus, a method thereof, and a computer-readable recording medium having recorded thereon a program for realizing the method.
3. 발명의 해결방법의 요지3. Summary of Solution to Invention
본 발명은, 오디오 워터마크 복구 장치에 있어서, 워터마크가 포함된 오디오 파일(이하, "오디오 파일"이라 통칭함)에 고주파대역 기준신호를 삽입하여 기준점으로 설정하기 위한 기준신호 삽입수단; 상기 오디오 파일에서 상기 고주파대역 기준신호를 검출하여 외부로부터의 선형속도 공격을 탐지하기 위한 기준신호 검출수단; 및 상기 기준신호 검출수단에서 선형속도 공격을 탐지한 경우에 상기 검출한 고주파대역 기준신호를 토대로 선형속도 공격에 의해 변경된 상기 고주파대역 기준신호의 주파수 이동율과 방향을 산출하여 상기 오디오 파일에 포함된 워터마크를 복구하기 위한 워터마크 복구수단을 포함함.The present invention provides an apparatus for recovering an audio watermark, comprising: reference signal insertion means for inserting a high frequency band reference signal into an audio file containing a watermark (hereinafter referred to as an "audio file") and setting it as a reference point; Reference signal detecting means for detecting a linear velocity attack from the outside by detecting the high frequency band reference signal in the audio file; And calculating a frequency shift rate and a direction of the high frequency band reference signal changed by the linear speed attack based on the detected high frequency band reference signal when the reference signal detecting means detects the linear speed attack. Watermark recovery means for recovering the mark.
4. 발명의 중요한 용도4. Important uses of the invention
본 발명은 오디오 워터마크 복구 기술 등에 이용됨.The present invention is used in audio watermark recovery technology.
워터마크, 고주파대역 기준신호, 선형 속도공격, 주파수 이동율, 워터마크 오디오 파일Watermark, high frequency band reference signal, linear velocity attack, frequency shift rate, watermark audio file
Description
도 1 은 본 발명에 따른 속도변경 공격으로 훼손된 워터마크 복구 장치의 일실시예 구성도.1 is a configuration diagram of an embodiment of a watermark recovery apparatus damaged by a speed change attack according to the present invention.
도 2 는 본 발명에 따른 오디오 워터마크 복구 방법에서 워터마크가 포함된 오디오 파일에 고주파대역의 기준 표시를 첨가한 결과를 나타낸 일실시예 설명도.2 is an exemplary explanatory diagram showing a result of adding a reference mark of a high frequency band to an audio file including a watermark in the audio watermark recovery method according to the present invention;
도 3 은 본 발명에 따른 오디오 워터마크 복구 방법에서 워터마크가 들어간 침해전의 오디오 파일과 선형속도로부터 공격을 받은 후의 오디오 파일을 나타낸 예시도. 3 is an exemplary view showing an audio file before an intrusion with a watermark and an audio file after being attacked from a linear speed in the audio watermark recovery method according to the present invention.
도 4 는 본 발명에 따른 오디오 워터마크 복구 방법 중 선형속도 공격을 받은 파일에서 실제 워터마크 위치를 나타낸 예시도.4 is an exemplary view showing the actual watermark position in a file subjected to a linear velocity attack of the audio watermark recovery method according to the present invention.
도 5 는 본 발명에 따른 속도변경 공격으로 훼손된 오디오 워터마크 복구 방법에 대한 일실시예 흐름도.
5 is a flowchart illustrating an embodiment of a method for recovering an audio watermark damaged by a speed change attack according to the present invention.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 * Explanation of symbols for the main parts of the drawings
11 : 고주파대역 기준 신호 삽입기 12 : 고주파대역 기준 신호 검출기11 high frequency band reference signal inserter 12 high frequency band reference signal detector
13 : 선형속도 손실율 계산 및 보상기
13: Linear velocity loss rate calculation and compensator
본 발명은 속도변경 공격으로 훼손된 오디오 워터마크 복구 기술에 관한 것으로, 특히 위치를 기반으로 하는 워터마크 알고리즘을 사용하였을 경우에 파일 크기의 증감을 이용한 공격을 받더라도 검출 효율이 높게 되도록 하기 위한 오디오 워터마크 복구 장치 및 그 방법과 상기 방법을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 관한 것이다.The present invention relates to an audio watermark recovery technique damaged by a speed change attack. In particular, when a watermark algorithm based on a location is used, an audio watermark for increasing detection efficiency even when an attack using a file size increase or decrease is performed. A recovery apparatus, a method thereof, and a computer-readable recording medium having recorded thereon a program for realizing the method.
워터마크 기술은 디지털 컨텐츠에 저작자와 관련된 정보(워터마크 혹은 부가정보)를 추가함으로써, 저작권 분쟁이 발생하였을 경우, 이를 사용하여 원 저작자를 가려내는 기술 중의 하나이다. The watermark technology is one of techniques for identifying original authors when a copyright dispute occurs by adding information (watermark or additional information) related to the author to digital content.
디지털 컨텐츠에는 텍스트, 오디오, 이미지, 동영상 등이 있고, 해당 컨텐츠마다 사용되는 워터마크 기술이 다르다. 예를 들면, 오디오의 경우 인간의 청각은 예민하여 조그마한 잡음(워터마크)도 감지할 수 있어 원 오디오 품질을 떨어뜨리지 않고 워터마크를 넣기 어려운 점이 있다. Digital content includes text, audio, images, video, and the like, and the watermark technology used for each content is different. For example, in the case of audio, the human hearing is sensitive and can detect even a small noise (watermark), which makes it difficult to add a watermark without degrading the original audio quality.
또한, 저작권 정보가 들어있는 오디어 파일을 해커가 조작하여 저작권 정보 를 훼손하는 방법에는, 밴드패스 필터를 사용하는 방법으로 가청주파수대를 제외한 저주파수 대역과 고주파대역을 제거함으로써, 저주파수 대역에 포함시킨 워터마크를 제거하는 방법 등 여러가지가 있다. 시간축 상에 특정 샘플 위치마다 워터마크 정보를 삽입하는 위치기반 워터마트 기법도 있다. In addition, a method in which a hacker manipulates an audio file containing copyright information to corrupt copyright information includes a bandpass filter, which removes the low frequency band and the high frequency band excluding the audible frequency band, thereby including water in the low frequency band. There are several ways to remove the mark. There is also a location-based watermart technique in which watermark information is inserted for each specific sample position on the time axis.
따라서, 현재의 기술분야에서는 이러한 위치를 기반으로 한 워터마크가 선형 속도변경 공격으로 해킹당하였을 경우, 침해된 오디오 파일로부터 본래의 워터마크를 추출해내기 위한 방안이 필수적으로 요구된다.
Therefore, in the current technical field, when a watermark based on such a location is hacked by a linear speed change attack, a method for extracting an original watermark from an infringed audio file is required.
본 발명은, 상기한 바와 같은 요구에 부응하기 위하여 제안된 것으로, 디지털 오디오 파일에 위치를 기반으로 하여 삽입된 워터마크를 해커가 오디오 파일의 길이를 늘이거나 줄임으로써, 원래 추가된 워터마크 정보를 없애고자 시도하였을 경우 훼손된 워터마크 정보를 복원하여 정확성과 효율성을 향상시키기 위한 오디오 워터마크 복구 장치 및 그 방법과 상기 방법을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 제공하는데 그 목적이 있다.
The present invention has been proposed in order to meet the above demands, and the hacker increases or decreases the length of the audio file by inserting the watermark inserted in the digital audio file based on the position, thereby reducing the original added watermark information. The present invention provides an audio watermark recovery apparatus for recovering damaged watermark information to improve accuracy and efficiency, and a computer readable recording medium recording the method therefor and a program for realizing the method. have.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 장치는, 오디오 워터마크 복구 장치에 있어서, 워터마크가 포함된 오디오 파일(이하, "오디오 파일"이라 통칭함)에 고주파대역 기준신호를 삽입하여 기준점으로 설정하기 위한 기준신호 삽입수단; 상기 오디오 파일에서 상기 고주파대역 기준신호를 검출하여 외부로부터의 선형속도 공격을 탐지하기 위한 기준신호 검출수단; 및 상기 기준신호 검출수단에서 선형속도 공격을 탐지한 경우에 상기 검출한 고주파대역 기준신호를 토대로 선형속도 공격에 의해 변경된 상기 고주파대역 기준신호의 주파수 이동율과 방향을 산출하여 상기 오디오 파일에 포함된 워터마크를 복구하기 위한 워터마크 복구수단을 포함한다.The apparatus of the present invention for achieving the above object, in the audio watermark recovery apparatus, to insert a high-frequency band reference signal into an audio file containing the watermark (hereinafter referred to as "audio file") to set as a reference point Reference signal insertion means for; Reference signal detecting means for detecting a linear velocity attack from the outside by detecting the high frequency band reference signal in the audio file; And calculating a frequency shift rate and a direction of the high frequency band reference signal changed by the linear speed attack based on the detected high frequency band reference signal when the reference signal detecting means detects the linear speed attack. Watermark recovery means for recovering the mark.
한편, 본 발명의 방법은, 오디오 워터마크 복구 방법에 있어서, 워터마크가 포함된 오디오 파일(이하, "오디오 파일"이라 통칭함)에 고주파대역 기준신호를 삽입하여 기준점으로 설정하는 단계; 상기 오디오 파일에서 상기 고주파대역 기준신호를 검출하여 외부로부터의 선형속도 공격을 탐지하는 단계; 및 상기 선형속도 공격을 탐지한 경우에 상기 검출한 고주파대역 기준신호를 토대로 선형속도 공격에 의해 변경된 상기 고주파대역 기준신호의 주파수 이동율과 방향을 산출하여 상기 오디오 파일에 포함된 워터마크를 복구하는 워터마크복구단계를 포함한다.Meanwhile, the method of the present invention provides a method for recovering an audio watermark, the method comprising: inserting a high frequency band reference signal into an audio file including a watermark (hereinafter referred to as an "audio file") and setting it as a reference point; Detecting a linear velocity attack from the outside by detecting the high frequency band reference signal in the audio file; And water for restoring a watermark included in the audio file by calculating a frequency shift rate and a direction of the high frequency band reference signal changed by the linear speed attack based on the detected high frequency band reference signal when the linear speed attack is detected. A mark recovery step is included.
한편, 본 발명은, 프로세서를 구비한 오디오 워터마크 복구 장치에, 워터마크가 포함된 오디오 파일(이하, "오디오 파일"이라 통칭함)에 고주파대역 기준신호를 삽입하여 기준점으로 설정하는 기능; 상기 오디오 파일에서 상기 고주파대역 기준신호를 검출하여 외부로부터의 선형속도 공격을 탐지하는 기능; 및 상기 선형속도 공격을 탐지한 경우에 상기 검출한 고주파대역 기준신호를 토대로 선형속도 공격에 의해 변경된 상기 고주파대역 기준신호의 주파수 이동율과 방향을 산출하여 상기 오디오 파일에 포함된 워터마크를 복구하는 기능을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 제공한다.On the other hand, the present invention, in the audio watermark recovery apparatus having a processor, a function of inserting a high frequency band reference signal into an audio file (hereinafter referred to as "audio file") containing a watermark and set as a reference point; Detecting a linear velocity attack from the outside by detecting the high frequency band reference signal in the audio file; And recovering a watermark included in the audio file by calculating a frequency shift rate and a direction of the high frequency band reference signal changed by the linear speed attack based on the detected high frequency band reference signal when the linear speed attack is detected. A computer readable recording medium having recorded thereon a program for realizing the present invention is provided.
상술한 목적, 특징들 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해 질 것이다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일실시예를 상세히 설명한다.The above objects, features and advantages will become more apparent from the following detailed description taken in conjunction with the accompanying drawings. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
선형 속도변경 공격은 SDMI(Secure Digital Music Initiative) 규격에도 포함되어 있으며, 위치 기반 워터마크 알고리즘에 치명적인 영향을 끼친다. 즉, 선형 속도변경 공격이란 원 오디오 파일의 크기를 10% 이내에서 변경하는 방식이다. 선형적이란 뜻은 일정주기마다 어느 특정 샘플을 추가하거나 제거함을 의미한다. 파일에다 시간 영역에서 주기적으로 샘플을 추가하거나 제거하여 파일크기를 늘이거나 줄임으로서 워터마크가 삽입된 위치를 교란시키는 것이다. 이러한 방식은 위치기반 워터마크 알고리즘에 치명적인 위협이 된다. 이러한 위치기반 알고리즘들은 특정위치에다 워터마크 정보를 삽입한다. 따라서, 워터마크 검출 알고리즘은 정확한 위치 정보를 가지고 있어야 한다. 그렇지 않으면, 검출기는 잘못된 워터마크를 얻거나 심지어 이들을 인식할 수 없게 된다. Linear speed change attacks are also included in the Secure Digital Music Initiative (SDMI) specification, which has a fatal effect on location-based watermark algorithms. In other words, a linear speed change attack is a method of changing the size of an original audio file within 10%. Linear means to add or remove a particular sample at regular intervals. By adding or removing samples in the time domain periodically to increase or decrease the file size, the location of the watermark is disturbed. This approach poses a deadly threat to location-based watermark algorithms. These location-based algorithms insert watermark information at specific locations. Therefore, the watermark detection algorithm should have accurate location information. Otherwise, the detector will get wrong watermarks or even not be able to recognize them.
따라서, 본 알고리즘은 파일의 크기가 균일하게 변경된 경우에 적용된다. 즉, 파일의 어느 구간에서는 속도공격을 받고 어느 구간에서는 받지 않고 균일하게 주기적으로 샘플이 추가되거나 제거된 경우에 적용된다.Therefore, this algorithm is applied when the file size is changed uniformly. That is, it is applied when a sample is added or removed at regular intervals evenly under velocity attack in one section of the pile and not in another section.
원 파일에 워터마크 정보를 삽입한 후 길이가 짧아진 파일을 받았다고 가정하자. 예를 들면, 400Hz인 사인함수에서 길이를 10%로 줄였다고 가정하자. 이를 주파수 영역에서 분석해보면, 원 사인함수는 400Hz에서 단 한 개의 주요 주파수 성분 이 검출되지만, 길이가 짧아진 함수는 440Hz의 주요 주파수 성분과 220Hz, 660Hz등의 주파수 성분이 검출된다. 이러한 공격에서 알 수 있는 사실은 시간영역에서의 속도변경은 주파수대에서 주요 주파수 성분의 이동이 일어남을 알 수 있다. 이런 주(main) 주파수 성분의 이동은 오디오 파일이 공격을 받았음을 알 수 있고, 공격의 크기를 알 수 있다. 길이가 짧아짐으로서 원 함수는 약 10%(정확하게는 11%)의 고주파 대역으로 이동하였음을 알 수 있다.Suppose you received a shorter file after inserting watermark information into the original file. For example, suppose you reduce the length to 10% for a 400 Hz sine function. In the frequency domain analysis, the original sine function detects only one main frequency component at 400Hz, but the shorter function detects the main frequency component of 440Hz and frequency components such as 220Hz and 660Hz. It can be seen from the attack that the speed change in the time domain causes the movement of the main frequency components in the frequency band. This shift in the main frequency component may indicate that the audio file has been attacked and the magnitude of the attack. As the length becomes shorter, it can be seen that the original function has moved to the high frequency band of about 10% (exactly 11%).
본 발명에서는 속도변경 공격에 대응하기 위한 두 단계 알고리즘을 제시하고자 한다.The present invention proposes a two-stage algorithm for responding to a speed change attack.
첫번째 단계에서는 선형 속도변경 공격의 존재를 감지한다. 그리고, 만약에 오디오가 공격을 받았다면, 그 증감율을 계산한다. The first stage detects the presence of a linear speed change attack. And, if the audio is attacked, calculate the rate of increase and decrease.
두 번째 단계에서는 오디오 샘플로부터 워터마크를 검출해낸다. 흔히, 잘 알려진 워터마크 알고리즘은 주파영역에다 워터마크를 삽입한다. 그러나, 이들 샘플이 선형 속도 공격을 받았을 경우에는 늘었거나 줄어든 샘플 수에서 워터마크를 검출해내는 것이 더 효과적이다. In the second step, watermarks are detected from the audio samples. Often, well-known watermark algorithms insert a watermark in the frequency domain. However, if these samples were subjected to a linear velocity attack, it would be more effective to detect the watermark at an increased or decreased number of samples.
이제, 상기에서 제시한 두 단계 알고리즘을 실현시키기 위한 방법으로 속도변경 공격으로 훼손된 오디오 워터마크 복구 방법에 대해서 살펴보기로 하자.Now, a method for recovering an audio watermark damaged by a speed change attack will be described as a method for realizing the two-step algorithm.
도 1 은 본 발명에 따른 속도변경 공격으로 훼손된 워터마크 복구 장치의 일실시예 구성도이다.1 is a configuration diagram of an embodiment of a watermark recovery apparatus damaged by a speed change attack according to the present invention.
도면에서, "11"은 고주파대역 기준신호 삽입기, "12"는 고주파대역 기준신호 검출기, "13"은 선형속도 손실율 계산 및 보상기를 각각 나타낸다. In the figure, "11" represents a high frequency band reference signal inserter, "12" represents a high frequency band reference signal detector, and "13" represents a linear velocity loss rate calculator and a compensator, respectively.
이들의 기능에 대해 각각 살펴보면, 먼저 고주파대역 기준신호 삽입기(11)는 워터마크(Watermark)가 포함된 오디오 파일에다 기준신호를 삽입시키는 것이다. 즉, 고주파대역 기준신호 삽입기(11)는 고주파대역 기준신호를 워터마크가 추가된 파일에 추가시키는 역할을 수행한다.Each of these functions will be described. First, the high frequency band reference signal inserter 11 inserts a reference signal into an audio file including a watermark. That is, the high frequency band
다음, 고주파대역 기준신호 검출기(12)는 해커로의 선형속도 공격으로 인한 침해로 손상된 오디오 파일에서 앞서 추가된 고주파대역 기준신호를 역 검출해낸다.Next, the high frequency band
마지막으로, 선형속도 손실율 계산 및 보상기(13)는 기준신호가 침해로 어느 정도 어느 방향으로 이동하였는가를 계산하여 이에 대한 보상을 오디오 파일에 해주는 기능을 수행한다.Finally, the linear velocity loss rate calculation and
상기에서 제시한 두단계 알고리즘을 실현하기 위한 방법으로 선형속도 변경에 대응하기 위해서는, 첫번째 단계로 고주파수를 기준점으로 정하기 위해 의도적으로 삽입한다. 이 고주파 신호는 고주파대역 기준신호 검출기(12)에서 기준점으로 작용한다.To cope with the linear velocity change as a method for realizing the two-stage algorithm presented above, the first step is intentionally inserted to set the high frequency as the reference point. This high frequency signal serves as a reference point in the high frequency band
만약, 고주파대역 기준신호 검출기(12)가 기준점을 올바른 지점에서 잡아내면 이 파일이 해당공격을 받지 않았음을 알아낸다. 만약, 피크치가 고주파대로 이동하면 파일은 줄어들며, 길이가 늘면 저주파대로 이동하게 된다.If the high frequency
이동율은 이론적으로 모든 주파수 성분에 대하여 같다. 그러나, 퓨리어 변환이나 이산여현변환(DCT : Discrete Cosine Transform)과 같은 이산(Discrete) 변환은 해상도 때문에 모든 주파수 변동을 나타낼 수 없다. The rate of movement is theoretically the same for all frequency components. However, discrete transforms such as Fourier transforms or Discrete Cosine Transforms (DCTs) cannot represent all frequency variations due to resolution.
예를 들면, 5Hz와 5KHz의 성분이 3%씩 줄어 들었다고 하자. 결과적으로, 주파수 피크는 5.15Hz와 5.15KHz에서 일어난다. 그러나, 주파수 해상도 때문에 5.15Hz 주파수 성분은 5Hz로 나타난다. 이런 예는 왜 고주파 성분을 기준점으로 정했는지를 보여준다. 따라서, 고주파대의 기준점은 분명하게 관찰할 수 있다. For example, say that the components of 5Hz and 5KHz are reduced by 3%. As a result, frequency peaks occur at 5.15 Hz and 5.15 KHz. However, because of the frequency resolution, the 5.15 Hz frequency component appears at 5 Hz. This example shows why the high frequency component is set as the reference point. Therefore, the reference point of the high frequency band can be clearly observed.
그러나, 상기 주파수 해상도의 예에서 알 수 있듯이, 주파수의 이동율은 증감율에 비례하지 않는다. 이동율은 기준 신호의 주파수, 샘플링 율, 이산 변환을 행하는 샘플수에 의존한다.However, as can be seen from the frequency resolution example, the rate of movement of the frequency is not proportional to the rate of increase and decrease. The movement rate depends on the frequency of the reference signal, the sampling rate, and the number of samples for discrete conversion.
기준점은 진동하는 소리나 잡음을 발생한다. 그래서, 기준신호의 진폭은 들리지 않도록 제어해야 하며, 파일의 모든 부문에 삽입될 필요는 없다. 일단, 우리가 주파수 이동율을 계산하면 기준신호의 역할은 끝난다. 도 2는 워터마크가 포함된 오디오 파일(22)에 고주파대역 기준표시 신호를 추가(21)하는 것을 나타낸다.The reference point generates vibration sound or noise. Thus, the amplitude of the reference signal must be controlled so as not to be heard and need not be inserted in every section of the file. Once we calculate the frequency shift, the role of the reference signal is over. 2 shows adding 21 a high frequency band reference display signal to an
그러나, 만약에 주파수 이동율을 구할 수 없으면, 우리는 원시적인 방법으로 찾아내야 한다. 이런 방식은 많은 시간을 소요하며 비효율적이다. 실제 응용에 쓰이기 위해서는 주어진 시간 내에 찾아내야 한다. 이런 원시적 탐색은 이런 시간 규약을 만족할 수 없다. However, if we cannot find the frequency shift, we must find it in a primitive way. This method is time consuming and inefficient. To be used in practical applications, it must be found within a given time. This primitive search cannot satisfy this time convention.
두번째 단계로, 오디오 워터마크를 검출한다. 도 3은 워터마크가 들어간 위치를 나타낸다. In a second step, an audio watermark is detected. 3 shows a position where a watermark is entered.
도 3 은 본 발명에 따른 오디오 워터마크 복구 방법에서 워터마크가 들어간 침해전의 오디오 파일과 선형속도로부터 공격을 받은 후의 오디오 파일을 나타낸 예시도로서, 워터마크가 들어간 침해전의 오디오 파일((a) 원 파일)과 선형속도(기 준점1에서부터 10개마다 1개씩 샘플 제거)로부터 공격을 받은 후의 오디오 파일((b) 침해된 파일)을 나타낸 것으로 속도변경 공격의 부정적 영향을 나타내는 것으로 10개 주기마다 1씩 추가된 위치의 샘플이 워터마크로 잘못 인식된 것을 설명한 것이다.FIG. 3 is an exemplary view showing an audio file before an infringement with a watermark and an audio file after being attacked from a linear speed in the audio watermark recovery method according to the present invention. File) and the audio file ((b) the compromised file) after being attacked from linear speed (one sample out of every ten from baseline 1), indicating the negative impact of the rate-change attack. The sample of the thickly added position is incorrectly recognized as a watermark.
즉, 좌측에서부터 워터마크가 들어간 자리는 3,8,0,6 그리고 2이다. 그리고, 파일이 10% 줄었다. 즉, 번호 1번 상자는 모두 없어졌다. 만약, 우리가 같은 위치에서 워터마크를 찾으려고 하면, 그 워터마크 값은 이제 4,9,2,8 그리고 5이다. 이는 잘못된 워터마크를 추출한 것이다. 이런 상황을 방지하기 위해서, 공격된 파일은 주파수 이동율을 보상한다. That is, the positions of the watermark from the left are 3, 8, 0, 6 and 2. And the file is reduced by 10%. That is, the number 1 box is all gone. If we try to find a watermark at the same location, the watermark values are now 4, 9, 2, 8 and 5. This is an extract of the wrong watermark. To prevent this situation, the attacked file compensates for the frequency shift rate.
도 4 는 본 발명에 따른 오디오 워터마크 복구 방법 중 선형속도 공격을 받은 파일에서 실제 워터마크 위치를 나타낸 예시도이다.4 is an exemplary view showing the actual watermark position in a file subjected to a linear velocity attack in the audio watermark recovery method according to the present invention.
즉, 도 4를 통해 올바른 워터마크를 찾아내기 위해서는, 맨 좌측에 있는 상자들에서는 왼쪽으로 한상자씩 이동하고, 중간에서는 2상자씩, 그리고 다음 상자들에서는 3칸씩 이동한다. 그래야 정확한 위치를 찾을 수 있다. That is, in order to find the correct watermark through FIG. 4, one box moves to the left in the leftmost boxes, two boxes in the middle, and three spaces in the next boxes. So that you can find the exact location.
결론적으로, 균일하게 선형속도변경 공격을 받은 워터마크는 두단계 검출과정을 거쳐 워터마크를 복구한다. 즉, 먼저 주파수 이동율을 계산한다. 그리고 나서, 이 이동율을 감안하여 적절한 크기의 샘플로 변환하여 원 워터마크를 검출한다. 이렇게 두단계 알고리즘을 이용하면 선형공격을 받은 워터마크를 100%로 검출할 수 있다. In conclusion, a watermark that is uniformly subjected to a linear velocity change attack recovers the watermark through a two-step detection process. That is, first, the frequency shift rate is calculated. Then, in consideration of this movement rate, the original watermark is detected by converting the sample into an appropriate sized sample. Using this two-stage algorithm, the watermark received linear attack can be detected as 100%.
도 5 는 본 발명에 따른 속도변경 공격으로 훼손된 오디오 워터마크 복구 방 법에 대한 일실시예 흐름도이다.5 is a flowchart illustrating an embodiment of a method for recovering an audio watermark damaged by a speed change attack according to the present invention.
도 5에 도시된 바와 같이, 선형속도 공격으로 인해 침해를 받은 오디오 파일 내에서 원 워터마크를 추출해내기 위해서는, 우선 워터마크가 포함된 오디오 파일이 선형속도 공격으로 인해 침해당했는지를 확인한다(501).As shown in FIG. 5, in order to extract the original watermark from the audio file invaded by the linear velocity attack, it is first checked whether the audio file containing the watermark has been invaded by the linear velocity attack (501). ).
확인결과, 침해당했을 경우 고주파대역의 기준표시 신호가 원 지점보다 어느쪽으로 얼마나 이동했는지 주파수 이동율과 방향을 계산한 후(502), 오디오 파일 내에서 원 워터마크를 추출하도록 적절한 크기의 샘플에 대해 주파수 이동율을 보상하여(503), 워터마크를 검출한다(504).As a result of the check, the frequency shift rate and the direction of how far the reference signal of the high frequency band moved from the original point in case of infringement are calculated (502), and then the frequency is applied to a sample of an appropriate size to extract the original watermark from the audio file. The movement rate is compensated (503), and a watermark is detected (504).
한편, 선형속도 공격으로 인해 침해를 당하지 않았으면 바로 적절한 크기의 샘플에 대해 주파수 이동율을 보상하여(503) 워터마크를 검출한다(504).On the other hand, if not invaded by the linear velocity attack immediately compensates for the frequency shift rate for a sample of the appropriate size (503) to detect the watermark (504).
즉, 본 발명은 디지털 오디오 파일의 길이를 늘이거나 줄임으로서 가하는 선형속도변경 공격은 주파수대 피크값들이 이동하게 만든다. 이러한 공격으로 손상된 워터마크는, 먼저 선형속도 공격이 있는지를 알아낸다. 만약 공격이 있었다면 감소 또는 증가율을 계산한다. That is, the present invention applies a linear velocity change attack by increasing or decreasing the length of the digital audio file, causing the frequency band peak values to shift. Watermarks compromised by this attack first determine if there is a linear velocity attack. If there is an attack, calculate the rate of decrease or increase.
그리고 나서, 보상된 오디오 샘플에서 워터마크를 검출한다. 즉, 선형속도 공격을 막아내기 위해서 고주파대역 신호를 기준표시로 첨가하고, 이 기준신호가 속도 공격으로 인해 어느 방향으로 움직였는가를 계산하고, 적절한 크기의 샘플에 대해 이를 보상하여 삽입된 워터마크를 복구한다.Then, a watermark is detected in the compensated audio sample. That is, in order to prevent the linear velocity attack, a high frequency band signal is added as a reference mark, the direction in which the reference signal is moved due to the velocity attack is calculated, and it is compensated for an appropriately sized sample to calculate the inserted watermark. Restore
상술한 바와 같은 본 발명의 방법은 프로그램으로 구현되어 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체(씨디롬, 램, 롬, 플로피 디스크, 하드 디스크, 광자기 디스크 등)에 저장될 수 있다.The method of the present invention as described above may be implemented as a program and stored in a computer-readable recording medium (CD-ROM, RAM, ROM, floppy disk, hard disk, magneto-optical disk, etc.).
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.
The present invention described above is not limited to the above-described embodiments and the accompanying drawings, and various substitutions, modifications, and changes are possible in the art without departing from the technical spirit of the present invention. It will be clear to those of ordinary knowledge.
상기한 바와 같은 본 발명은, 디지털 오디오 파일에 위치를 기반으로 하여 삽입된 워터마크를 해커가 오디오 파일의 길이를 늘이거나 줄임으로써, 원래 추가된 워터마크 정보를 없애고자 시도하였을 경우 훼손된 워터마크 정보를 복원하여 정확성과 효율성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.The present invention as described above, when the hacker attempts to remove the original watermark information by increasing or decreasing the length of the audio file of the watermark inserted based on the position in the digital audio file, the damaged watermark information It is effective to restore the accuracy and efficiency.
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