CN102413100A - 声纹密码图片提示的声纹认证系统及其实现方法 - Google Patents

声纹密码图片提示的声纹认证系统及其实现方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种声纹密码图片提示的声纹认证系统,包括:密码建立模块、语音识别模块和声纹识别模块;密码建立模块与服务器相连,密码是随机密码或者由随机密码和固定密码组成,服务器产生随机密码,该随机密码以图片格式显示在用户的登录终端;语音识别模块用于对用户提供的语音进行内容分析,对提供的语音内容与服务器产生的密码内容进行模式匹配,若不符合,说明用户提供的密码不合要求,若相符,则进入声纹识别模块;声纹识别模块分为注册单元和测试单元,在注册单元建立说话人模型,在测试单元调用说话人模型,分析测试时提供的语音特征,进行确认判决,接受或拒绝。此外,本发明还公开了该系统的实现方法。本发明能提高声纹认证的安全性。

Description

声纹密码图片提示的声纹认证系统及其实现方法
技术领域
本发明涉及一种声纹认证系统,尤其涉及一种声纹密码图片提示的声纹认证系统;此外,本发明还涉及一种声纹密码图片提示的声纹认证系统的实现方法。
背景技术
目前,基于密码的身份认证的系统通常为了安全,需要为不同的对象设置不同的密码,增加了使用者的记忆负担和不易用性。采用声纹识别方法,通过用户的声音特征进行身份确认,只有真实用户的声音才能够通过认证。为了减轻用户的记忆负担,服务器提供文本内容(如成语和数字串等),用户只要按要求读出相应的内容即可。然而,网络上存在各种安全隐患,若攻击者直接得到文本内容,则有可能进行各种攻击,如通过拼接用户语音、盗录用户语音等方式威胁用户的密码安全。其中,危害最大的是通过恶意程序进行攻击。
因此,需要研发一种声纹认证系统,用来增加恶意程序破解声纹识别密码的难度,以提高系统的安全性。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种声纹密码图片提示的声纹认证系统,由于图片内容识别技术的困难及于服务器对于用户登录的严格的时间限制,这将大大增加破解的难度,提高系统的安全性。为此,本发明还提供一种声纹密码图片提示的声纹认证系统的实现方法。
为解决上述技术问题,本发明提供一种声纹密码图片提示的声纹认证系统,包括:密码建立模块、语音识别模块和声纹识别模块;该密码建立模块与服务器相连,该密码是随机密码或者由随机密码和固定密码组成,服务器产生随机密码,该随机密码以图片格式显示在用户的登录终端,用户根据图片提示提供相应的语音;该语音识别模块用于对用户提供的语音进行内容分析,对提供的语音内容与服务器产生的密码内容进行模式匹配,若两者不符合,说明用户提供的密码不合要求,若两者相符,则进入声纹识别模块;该声纹识别模块分为注册单元和测试单元,在注册单元建立说话人模型,在测试单元调用说话人模型,分析测试时提供的语音特征,进行一个确认判决,接受或拒绝。
所述密码建立模块中的密码由随机密码和固定密码组成时,只显示图片格式的随机密码给用户。
所述声纹识别模块中在注册单元建立说话人模型,具体为:说话人提供若干段固定密码及随机数字串的语音数据,在由大量说话人的大量语音训练出的通用背景模型的基础上,通过最大后验概率自适应算法对该说话人的模型参数进行估计,建立该说话人模型。
所述声纹识别模块中在测试单元调用说话人模型,分析测试时提供的语音特征,获得测试语音与该说话人模型匹配的一个匹配评分,并将该评分与声纹认证的阈值进行匹配,进行一个确认判决,若评分大于阈值,则接受,反之,若评分低于阈值,则拒绝。
此外,本发明还提供该声纹密码图片提示的声纹认证系统的实现方法,包括如下步骤:
(1)服务器产生随机密码,以图片格式显示在用户的登录终端;
(2)用户根据图片提示提供相应的语音;
(3)语音识别模块对用户提供的语音进行内容分析,对提供的语音内容与密码内容进行模式匹配,判断两者是否相符,若不符合,说明用户提供的密码不合要求,应予以拒绝,回到步骤(2);若相符,则进入步骤(4);
(4)在注册阶段,声纹识别模块建立说话人模型;在测试阶段,声纹识别模块调用说话人模型,分析测试时提供的语音特征,进行一个确认判决,接受或拒绝。
步骤(1)中,密码是随机密码或者由随机密码和固定密码组成,当密码由随机密码和固定密码组成时,只显示图片格式的随机密码给用户。
步骤(4)中,所述在注册阶段建立说话人模型,具体为:说话人提供若干段固定密码及随机数字串的语音数据,在由大量说话人的大量语音训练出的通用背景模型的基础上,通过最大后验概率自适应算法对该说话人的模型参数进行估计,建立该说话人模型。
步骤(4)中,所述测试阶段具体为:声纹识别模块调用说话人模型,分析测试时提供的语音特征,获得测试语音与该说话人模型匹配的一个匹配评分,并将该评分与声纹认证的阈值进行匹配,进行一个确认判决,若评分大于阈值,则接受,结束流程;反之,若评分低于阈值,则拒绝,回到步骤(2)。
本发明的有益效果在于:本发明通过图片的方式提供声纹识别的登录密码内容,增加了恶意工具破解声纹识别密码的难度,却基本不会给用户带来任何不便,可以方便的与其他安全措施相结合,提高声纹认证系统的安全性。
附图说明
图1是本发明系统的模块结构示意图;
图2是本发明方法中注册阶段的流程示意图;
图3是本发明方法中测试阶段的流程示意图。
具体实施方式
如图1所示,本发明声纹密码图片提示的声纹认证系统主要由以下三部分构成:
1.密码建立模块。该密码是随机密码或者由随机密码和固定密码组成,服务器产生随机密码,固定密码可由用户自己设定,随机密码以图片格式显示在用户的登录终端,用户根据图片提示提供相应的语音。如用户密码由固定密码和随机密码组成,只显示图片格式的随机密码给用户。
2.语音识别模块。该模块对用户提供的语音进行内容分析,对提供的语音内容与服务器产生的密码内容进行模式匹配,判断两者是否相符,若不符合,说明用户提供的密码不合要求,应予以拒绝;若相符,则进入下一阶段的声纹识别模块。例如,服务器产生随机密码“123456”,该随机密码以图片格式显示在用户的登录终端,用户根据该图片提示提供相应的语音(即读出“123456”的语音);然后,语音识别模块对用户提供的语音进行内容分析,得到语音的内容为“123456”,对提供的语音内容(即“123456”)与服务器产生的密码内容(即“123456”)进行模式匹配,判断两者是否相符,若不符合,说明用户提供的密码不合要求,应予以拒绝;若相符,则进入下一阶段的声纹识别模块。
3.声纹识别模块,该模块由两部分组成:注册单元,说话人提供若干段固定密码及随机数字串的语音数据,在由大量说话人的大量语音训练出的通用背景模型(例如高斯混合模型)的基础上,通过最大后验概率自适应算法(本领域公知的经典算法)对该说话人的模型参数进行估计,建立该说话人模型;测试单元,系统调用声明的说话人模型,分析测试时提供的语音特征,获得测试语音与该声明的说话人模型匹配的一个匹配评分,并将该评分与声纹认证的阈值进行匹配,进行一个确认判决,若评分大于阈值,则接受,反之,若评分低于阈值,则拒绝。
本发明通过图片提示声纹密码的声纹认证系统,来提高声纹身份认证的安全性。本发明中,用户的密码是由服务器通过随机数生成算法产生的随机密码(如成语或数字串等),或者由随机密码和固定密码(如用户自定义密码)组成(如用户密码由固定密码和随机密码组成,只显示随机密码给用户),即每次用户登录采用的密码是随机的,在登录时才能获取。其次,该随机密码是通过图片的方式显示给用户的,对于用户而言,识别图片的提示内容是很容易识别的,而对于恶意攻击程序而言,这个过程是比较困难的,获取密码内容需要消耗一定的时间。而声纹认证的过程相对来说较短,如正常语速读8个数字需要3秒左右,为了系统安全,故服务器提供给用户的每一步骤的登录时间也是有限的,通过增加恶意程序获取密码内容的难度,可以有效的提高系统的安全性。并且,本发明可以方便地与其他安全措施相结合,如机器合成语音检测,IP地址控制等,共同提高系统的安全性。
声纹识别属于生物识别技术的一种,是一项根据语音波形中反映说话人生理和行为特征的语音参数,自动识别说话人身份的技术。与语音识别不同的是,声纹识别利用的是语音信号中的说话人信息,而不考虑语音中的字词意思,它强调说话人的个性;而语音识别的目的是识别出语音信号中的言语内容,并不考虑说话人是谁,它强调共性。
如图2和图3所示,本发明声纹密码图片提示的声纹认证系统的实现方法,主要包括如下步骤:
(1)服务器产生随机密码,以图片格式显示在用户的登录终端;
(2)用户根据图片提示提供相应的语音;
(3)语音识别模块对用户提供的语音进行内容分析,对提供的语音内容与密码内容进行模式匹配,判断两者是否相符,若不符合,说明用户提供的密码不合要求,应予以拒绝,回到步骤(2);若相符,则进入步骤(4);
(4)在注册阶段,声纹识别模块建立说话人模型(即注册模型,见图2),具体为:说话人提供若干段固定密码及随机数字串的语音数据,在由大量说话人的大量语音训练出的通用背景模型(例如高斯混合模型)的基础上,通过最大后验概率自适应算法(本领域公知的经典算法)对该说话人的模型参数进行估计,建立该说话人的模型;在测试阶段,声纹识别模块调用说话人模型(即注册模型),分析测试时提供的语音特征,获得测试语音与该声明模型匹配的一个匹配评分,并将该评分与声纹认证的阈值进行匹配,进行一个确认判决,若评分大于阈值,则接受,流程结束;反之,若评分低于阈值,则拒绝,回到步骤(2)(见图3)。
本发明提出了声纹密码的图片提示方法,用户在进行语音密码攻击前,首先要获得图片显示的文本内容,由于图片内容识别的困难及于服务器对于用户登录的严格的时间限制,这将增加了破解的难度,提高系统的安全性。而由于人对于图片内容的识别非常高效,本发明将不会给真实的用户带来任何负面影响。

Claims (8)

1.一种声纹密码图片提示的声纹认证系统,其特征在于,包括:密码建立模块、语音识别模块和声纹识别模块;
该密码建立模块与服务器相连,该密码是随机密码或者由随机密码和固定密码组成,服务器产生随机密码,该随机密码以图片格式显示在用户的登录终端,用户根据图片提示提供相应的语音;
该语音识别模块用于对用户提供的语音进行内容分析,对提供的语音内容与服务器产生的密码内容进行模式匹配,若两者不符合,说明用户提供的密码不合要求,若两者相符,则进入声纹识别模块;
该声纹识别模块分为注册单元和测试单元;在注册单元建立说话人模型;在测试单元调用说话人模型,分析测试时提供的语音特征,进行一个确认判决,接受或拒绝。
2.如权利要求1所述的声纹密码图片提示的声纹认证系统,其特征在于,所述密码建立模块中的密码由随机密码和固定密码组成时,只显示图片格式的随机密码给用户。
3.如权利要求1所述的声纹密码图片提示的声纹认证系统,其特征在于,所述声纹识别模块中在注册单元建立说话人模型,具体为:说话人提供若干段固定密码及随机数字串的语音数据,在由大量说话人的大量语音训练出的通用背景模型的基础上,通过最大后验概率自适应算法对该说话人的模型参数进行估计,建立该说话人模型。
4.如权利要求1所述的声纹密码图片提示的声纹认证系统,其特征在于,所述声纹识别模块中在测试单元调用说话人模型,分析测试时提供的语音特征,获得测试语音与该说话人模型匹配的一个匹配评分,并将该评分与声纹认证的阈值进行匹配,进行一个确认判决,若评分大于阈值,则接受,反之,若评分低于阈值,则拒绝。
5.一种声纹密码图片提示的声纹认证系统的实现方法,其特征在于,包括如下步骤:
(1)服务器产生随机密码,以图片格式显示在用户的登录终端;
(2)用户根据图片提示提供相应的语音;
(3)语音识别模块对用户提供的语音进行内容分析,对提供的语音内容与密码内容进行模式匹配,判断两者是否相符,若不符合,说明用户提供的密码不合要求,应予以拒绝,回到步骤(2);若相符,则进入步骤(4);
(4)在注册阶段,声纹识别模块建立说话人模型;在测试阶段,声纹识别模块调用说话人模型,分析测试时提供的语音特征,进行一个确认判决,接受或拒绝。
6.如权利要求5所述的声纹密码图片提示的声纹认证系统的实现方法,其特征在于,步骤(1)中,密码是随机密码或者由随机密码和固定密码组成,当密码由随机密码和固定密码组成时,只显示图片格式的随机密码给用户。
7.如权利要求5所述的声纹密码图片提示的声纹认证系统的实现方法,其特征在于,步骤(4)中,所述在注册阶段建立说话人模型,具体为:说话人提供若干段固定密码及随机数字串的语音数据,在由大量说话人的大量语音训练出的通用背景模型的基础上,通过最大后验概率自适应算法对该说话人的模型参数进行估计,建立该说话人模型。
8.如权利要求5所述的声纹密码图片提示的声纹认证系统的实现方法,其特征在于,步骤(4)中,所述测试阶段具体为:声纹识别模块调用说话人模型,分析测试时提供的语音特征,获得测试语音与该说话人模型匹配的一个匹配评分,并将该评分与声纹认证的阈值进行匹配,进行一个确认判决,若评分大于阈值,则接受,结束流程;反之,若评分低于阈值,则拒绝,回到步骤(2)。
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