KR20190132730A - 디지털 데이터의 무결성을 검증할 수 있는 장치 및 디지털 데이터의 무결성을 검증할 수 있는 방법 - Google Patents

디지털 데이터의 무결성을 검증할 수 있는 장치 및 디지털 데이터의 무결성을 검증할 수 있는 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 디지털 데이터의 무결성을 검증할 수 있는 장치 및 디지털 데이터의 무결성을 검증할 수 있는 방법에 관한 것이다.
본 발명의 디지털 데이터의 무결성을 검증할 수 있는 장치는 마이크로폰과 연결되어 마이크로폰에서 입력되는 아날로그음성신호를 기록하고 기록된 아날로그음성신호를 디지털음성신호로 복원하여 출력하며, 적어도 하나의 기준메타데이터를 갖는 녹음장치, 디지털음성신호를 입력 받아, 디지털음성신호의 최하위 비트(LSB: Least Significant Bit)에 기준메타데이터를 은닉하여, 가공디지털음성신호를 출력하는 데이터은닉부, 가공디지털음성신호의 최하위 비트에 은닉된 기준메타데이터를 추출하고 분석하여 분석메타데이터를 추출하는 메타데이터추출부 및 분석메타데이터를 수신해 기준메타데이터와 비교하여, 분석메타데이터와 기준메타데이터가 일치하면 정상상태로 판별하고, 불일치 하면 비정상상태로 판별하는 편집위치검출부를 포함한다.

Description

디지털 데이터의 무결성을 검증할 수 있는 장치 및 디지털 데이터의 무결성을 검증할 수 있는 방법{Device of audio data for verifying the integrity of digital data and Method of audio data for verifying the integrity of digital data}
본 발명은 디지털 데이터의 무결성을 검증할 수 있는 장치 및 디지털 데이터의 무결성을 검증할 수 있는 방법에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 오디오데이터를 취득 및 취득한 오디오데이터를 유통하는 과정에서 발생할 수 있는 오디오데이터의 편집 및 조작에 대해 검출하는 디지털 데이터에 대한 무결성 검증을 위한 디지털 데이터의 무결성을 검증할 수 있는 장치 및 디지털 데이터의 무결성을 검증할 수 있는 방법에 관한 것이다.
최근 들어 각종 흉악 범죄가 많아지고 있다. 범죄의 증가에 따라, 범죄를 정확하고 해결할 수 있도록 하는 과학적인 수사가 발전하고 있다.
현재, 범죄 사건이 발생된 근처에 있는 영상 및 음성 데이터는 범죄해결에 중요한 증거 자료로 활용되고 있다.
보통 영상 및 음성데이터를 제공하는 장치로는 CCTV(Closed Circuit Television), 스마트폰 및 녹음기기가 있다. 여기서, CCTV는 프레임을 형성하는 방식으로 화면을 영상 데이터로 제공하고, 스마트폰 혹은 녹음기기는 음성 코덱(Codec)을 포함하여, 유입되는 오디오 신호를 디지털로 변환해 저장하여 음성 데이터로 제공한다.
이러한 영상 및 음성데이터는 사건 해결의 실마리를 제공한다는 점에서 매우 중요한 정보가 될 수 있다. 이에, 이러한 데이터는 오늘날의 과학수사에 중요하게 여겨지고 있다.
아울러, 과학수사에서는 정확한 범죄 해결을 위해, 디지털 데이터 확보와 더불어 확보된 데이터의 조작 여부를 확인할 수 있는 기술 또한 매우 중요하게 여겨지고 있다. 과학수사에서는 CCTV(Closed Circuit Television)에서 얻는 영상데이터를 재생하며, 녹화될 때의 저장된 해쉬코드와 재생 시 해쉬코드의 일치 여부로 데이터의 조작여부를 쉽게 파악할 수 있다.
그러나, 스마트폰 혹은 녹음기기에서 얻는 음성데이터에 대해서는 영상데이터와 같이 데이터의 조작여부를 용이하게 파악할 수 없다. 그 이유는 스마트폰 및 녹음장치 등은 오디오 신호에 대해서만 부호화하는 음성 코덱(Codec)을 이용하기 때문에, 음성 파일에 대한 편집여부를 확인할 수 없다.
현재, 음성 데이터의 조작여부를 쉽게 파악할 수 없다는 문제를 해결하기 위해, 오디오 분야에서 파일 제작자 정보 등과 같은 간략한 정보를 데이터에 은닉하는 방법이 연구개발 되고 있다.
일례로, 반향 삽입방법(Echo Hiding Method), 대역확산 통신(Spread Spectrum Communication), 위상 정보 삽입 기법(Phase coding) 등이 개발되었다.
개발된 반향 삽입방법, 대역확산 통신 방법, 위상 정보 삽입 기법 등에 대해 좀 더 구체적으로 살펴보면, 반향 삽입방법은 일정 시간 간격으로 세분화된 오디오 신호에 삽입하고자 하는 이진 워터마크 정보에 따라 시간 지연을 갖는 반향을 삽입하여 부호화한다. 그리고 각각의 세분화된 구간에서의 반향 시간 지연을 검출하며 이진 정보를 부호화 한다.
이에, 반향 삽입방법은 원본에 대한 신호 왜곡을 크게 발생시키는 문제를 발생시키고 있다.
또한, 켑스트럽 연산을 통해 워터마크를 검출하면서 복호화 과정의 연산량을 증가시키는 문제를 발생시키고 있다. 아울러, 시간 영역에서 분할된 구간에 대한 동기를 놓칠 경우 복호화가 쉽지 못한 문제 또한 가지고 있다.
그리고 대역확산 통신 기반의 방법은 입력 오디오 신호를 프레임 단위로 나누고, 이후 각 프레임에 사람의 청각적 특성에 따른 마스킹 현상을 이용한 심리 음향 모델을 적용하여 마스킹 레벨을 결정한다. 그리고, 이 마스킹 레벨에 따라 삽입하려는 데이터에 의해 생성된 유사잡음코드(Pseudo Noise)를 변형시켜 오디오 신호에 삽입한다.
이와 같은 대역확산 통신 기반의 방법은 간섭에 강하고 암호성이 뛰어난 특징이 있다. 하지만, 대역확산 통신 기반의 방법은 강인성 향상을 위해 원 신호의 품질을 많이 떨어뜨리는 문제를 발생시킨다.
아울러, 대역확산 통신 기반의 방법은 삽입 및 검출 과정에서 큰 연산량을 발생시키는 문제도 있다. 그리고 압축 부호화에 대한 강인성이 완전하지 못한 문제 또한 가지고 있다.
마지막으로 위상 정보 삽입 기법은 각 프레임별 위상을 변화시킴으로써, 워터마크를 삽입한다. 이러한 위상 정보 삽입 기법은 실제 클릭노이즈와 같이 오디오 신호가 불안정할 경우에 음질 열하를 발생시키는 문제를 가지고 있다.
이와 같이 오디오 워터마킹의 종래 기술들은 압축 부호화되기 전, 원래의 신호에 워터마크 정보를 삽입하는 방법이다. 이에, 구현 방법이 복잡하고, 연산량이 많은 문제가 있다. 아울러, 워터마킹 삽입 과정에서 원본에 대한 신호 왜곡을 발생시키는 문제점을 가지고 있다.
대한민국 등록특허 제10-0426691호 (2004.04.13)
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 음성 및 오디오 신호를 최초 획득하는 과정에서 기록 장치의 특징을 추출하여 음성에 해당 특징 데이터를 은닉하여 최초 획득된 데이터에 대한 무결성을 확보하고자 하는 것이다.
본 발명의 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 해결하고자 하는 과제를 달성하기 위한 본 발명의 디지털 데이터의 무결성을 검증할 수 있는 장치는,
마이크로폰과 연결되어 상기 마이크로폰에서 입력되는 아날로그음성신호를 기록하고 기록된 상기 아날로그음성신호를 디지털음성신호로 복원하여 출력하며, 적어도 하나의 기준메타데이터를 갖는 녹음장치;
상기 디지털음성신호를 입력받아, 상기 디지털음성신호의 최하위 비트(LSB: Least Significant Bit)에 상기 기준메타데이터를 은닉하여, 가공디지털음성신호를 출력하는 데이터은닉부;
상기 가공디지털음성신호의 상기 최하위 비트에 은닉된 상기 기준메타데이터를 추출하고 분석하여 분석메타데이터를 추출하는 메타데이터추출부; 및
상기 분석메타데이터를 수신해 기준메타데이터와 비교하여, 상기 분석메타데이터와 기준메타데이터가 일치하면 정상상태로 판별하고, 불일치하면 비정상상태로 판별하는 편집위치검출부를 포함한다.
상기 데이터은닉부는, 상기 마이크로폰을 통해 입력된 상기 아날로그음성신호에서 노이즈를 제거한 후, 상기 디지털음성신호로 변환하는 제1데이터전처리모듈,
상기 디지털음성신호를 초기화한 후, 상기 최하위 비트에 상기 메타데이터를 삽입하는 제1메타데이터 포맷팅모듈,
상기 제1데이터전처리모듈에서 상기 디지털음성신호를 전달받고, 상기 제1메타데이터 포맷팅모듈에서 상기 메타데이터를 전달받아, 상기 디지털음성신호와 상기 메타데이터를 합성하여 상기 가공디지털음성신호를 출력하는 오디오신호 합성모듈을 포함할 수 있다.
상기 메타데이터추출부는, 상기 가공디지털음성신호에서 상기 메타데이터를 추출하는 메타데이터추출모듈 그리고 추출된 상기 메타데이터를 분석하는 상기 메타데이터분석모듈을 포함할 수 있다.
상기 메타데이터추출부는, 상기 가공디지털음성신호에서 노이즈를 제거하여, 상기 메타데이터 추출모듈에 전송하는 제2데이터전처리모듈을 더 포함할 수 있다.
상기 녹음장치는, 싱크워드(Syncword), MAC(Media Access Control)주소, GPS(Grobal Positioning System)정보, 파일 생성시간정보, 카운터 정보, 해쉬(hash)정보, 상태정보 중 적어도 어느 하나의 상기 기준메타데이터를 가질 수 있다.
상기 기준메타데이터는, 싱크워드(Syncword), MAC(Media Access Control)주소, GPS(Grobal Positioning System)정보, 파일 생성시간정보, 카운터 정보, 해쉬(hash)정보 및 상태정보 순으로 형성될 수 있다.
상기 편집위치검출부는, 상기 분석메타데이터의 상기 상태정보를 분석하여 상기 마이크로폰이 동작했는지를 판별할 수 있다.
상기 편집위치검출부는, 상기 분석메타데이터의 상기 카운터 정보와 상기 가공디지털음성신호의 길이를 비교하여, 상기 가공디지털음성신호가 연속 또는 불연속 인지를 판별하는, 디지털 데이터의 무결성을 검증할 수 있다.
상기 편집위치검출부는, 상기 분석메타데이터의 상기 싱크워드의 유무를 검색할 수 있다.
상기 편집위치검출부는, 상기 분석메타데이터의 상기 카운터정보 및 해쉬값을 적어도 어느 하나를 추출할 수 있다.
상기 편집위치검출부는, 상기 분석메타데이터의 상기 카운터정보 및 해쉬값을 적어도 어느 하나를 추출할 수 있다.
상기 녹음장치는, 영상데이터를 녹화하며 상기 영상데이터의 해쉬정보를 기준메타데이터로 포함하는 영상장치와 연결되어, 상기 영상데이터의 해쉬정보를 수신해 상기 기준메타데이터로 포함할 수 있다.
또 하나의 상기 해결하고자 하는 과제를 달성하기 위한 본 발명의 디지털 데이터의 무결성을 검증할 수 있는 방법은,
아날로그음성신호를 출력하는 마이크로폰에 아날로그음성신호를 기록하고 기록된 상기 아날로그음성신호를 디지털음성신호로 복원하여 출력하며, 적어도 하나의 기준메타데이터를 갖는 녹음장치를 연결하는 (A)단계;
상기 디지털음성신호를 입력받아, 상기 디지털음성신호의 최하위 비트(LSB: Least Significant Bit)에 상기 기준메타데이터를 은닉하여 가공디지털음성신호를 출력하는 (B)단계;
상기 가공디지털음성신호의 상기 최하위 비트에 은닉된 상기 기준메타데이터를 추출하고, 분석하여 분석메타데이터를 추출하는(C)단계; 및
상기 분석메타데이터를 수신해 기준메타데이터와 비교하여, 상기 분석메타데이터와 기준메타데이터가 일치하면 정상상태로 판별하고, 불일치하면 비정상상태로 판별하는 (D)단계를 포함한다.
상기 (B)단계는, 상기 마이크로폰을 통해 입력된 상기 아날로그음성에서 노이즈를 제거한 후, 상기 디지털음성신호로 변환하는 (B-1)단계,
상기 디지털음성신호를 초기화한 후, 상기 최하위 비트에 상기 메타데이터를 삽입하는 (B-2)단계,
상기 (B-1)단계에서 생성된 상기 디지털음성신호와, 상기 (B-2)단계에서 생성된 상기 메타데이터를 합성하여 상기 가공디지털음성신호를 출력하는 (B-3)단계로 진행될 수 있다.
상기 (C)단계는, 상기 가공디지털음성신호에서 상기 메타데이터를 추출하는 (C-2)단계,
상기(C-2)단계에서 추출된 상기 메타데이터를 분석하는 (C-3)단계로 진행될 수 있다.
상기 (C)단계는, 노이즈를 제거하여 상기 (C-2)단계에 전송하는 (C-1)단계를 더 포함할 수 있다.
상기 기준메타데이터는, 싱크워드(Syncword), MAC(Media Access Control)주소, GPS(Grobal Positioning System)정보, 파일 생성시간정보, 카운터 정보, 해쉬(hash)정보, 상태정보 중 적어도 어느 하나가 될 수 있다.
상기 (D)단계는, 상기 분석메타데이터의 상기 상태정보를 분석하여 상기 마이크로폰이 동작했는지를 판별하는 (D-1)단계로 진행될 수 있다.
상기 (D)단계는, 상기 분석메타데이터의 상기 카운터 정보와 상기 가공디지털음성신호의 길이를 비교하여, 상기 가공디지털음성신호가 연속 또는 불연속 인지를 판별하는 (D-2)단계로 진행될 수 있다.
상기 (D)단계는, 상기 분석메타데이터의 상기 싱크워드의 유무를 검색하는 (D-3)단계로 진행될 수 있다.
상기 (D)단계는, 상기 분석메타데이터의 상기 카운터정보 및 해쉬값을 적어도 어느 하나를 추출하는(D-4)단계로 진행될 수 있다.
본 발명에 따른 디지털 데이터에 대한 무결성 검증을 위한 오디오 저장장치 및 디지털 데이터에 대한 무결성 검증을 위한 오디오 저장방법은 최초 오디오데이터 획득 과정에서 저장매체의 메타정보(MAC 주소, GPS 정보, Time stamp, 해쉬값 등)를 코드화해 오디오 신호에 삽입하여 데이터의 무결성을 높일 수 있다.
이를 통해, 데이터의 유통과정에서 발생될 수 있는 제삼자에 의한 편집 및 가공에 대한 편집 위치 등을 정확하게 파악할 수 있도록 한다.
나아가, 동영상 등 멀티미디어 데이터에도 적용하여 영상의 편집 여부, 편집 위치 또한 정확하게 확인할 수 있다. 아울러, 본 발명은 간단한 연산방식으로 메타정보를 오디오 신호에 삽입할 수 있도록 하여, 오디오 신호에 대한 음질 왜곡을 최소화 할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 디지털 데이터에 대한 무결성 검증을 위한 오디오 저장장치의 전체적인 작동상태를 나타낸 도면이다.
도 2는 도 1의 디지털 데이터에 대한 무결성 검증을 위한 오디오 저장장치의 블록도이다.
도 3은 도2의 디지털 데이터에 대한 무결성 검증을 위한 오디오 저장장치의 데이터은닉부의 세부블록도 및 녹음장치부와 데이터은닉부간 관계상태를 나타낸 도면이다.
도 4는 도 2의 디지털 데이터에 대한 무결성 검증을 위한 오디오 저장장치에서 출력되는 오디오 신호의 메타데이터 비트스트림에 대한 도면이다.
도 5는 도 2의 디지털 데이터에 대한 무결성 검증을 위한 오디오 저장장치의 메타데이터추출부의 세부블록도 및 메타데이터추출부가 가공된 오디오 데이터를 처리하는 과정을 나타낸 도면이다.
도 6은 도 1의 디지털 데이터에 대한 무결성 검증을 위한 오디오 저장장치의 편집위치검출부의 작동순서를 나타낸 순서도이다.
본 발명의 이점 및 특징 그리고 그것들을 달성하기 위한 방법들은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다.
그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.
본 발명의 청구범위는 청구항을 비롯해 청구항을 뒷받침하는 설명에 의해 정의될 수 있다. 아울러, 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조부호는 동일 구성요소를 지칭한다.
본 발명의 디지털 데이터의 무결성을 검증할 수 있는 장치에 대한 설명은 본 발명의 디지털 데이터의 무결성을 검증할 수 있는 방법에 그대로 적용될 수 있다.
본 명세서 상에서 설명이 간결하고 명확해질 수 있도록, 도 1 내지 도 6을 이용해 디지털 데이터의 무결성을 검증할 수 있는 장치 및 디지털 데이터의 무결성을 검증할 수 있는 방법에 대해 상세히 설명한다.
다만, 본 발명의 디지털 데이터의 무결성을 검증할 수 있는 장치에 대한 설명이 간결하고 명확해 질 수 있도록, 도 1을 참조하여, 디지털 데이터의 무결성을 검증할 수 있는 장치에 대해 개괄적 설명을 한 후, 이를 바탕으로 디지털 데이터의 무결성을 검증할 수 있는 장치를 구성하는 요소 및 각 구성요소들이 특징 및 작동에 관하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 디지털 데이터에 대한 무결성 검증을 위한 오디오 저장장치의 전체적인 작동상태를 나타낸 도면이다.
본 발명의 디지털 데이터의 무결성을 검증할 수 있는 장치(1)는 오디오데이터를 취득하는 과정 및 오디오데이터가 유통되는 과정에서 발생할 수 있는 오디오데이터의 편집 및 조작 행위에 대해 검출할 수 있다.
보다 구체적으로, 디지털 데이터의 무결성을 검증할 수 있는 장치(1)는 마이크로폰(M)에 녹음장치(10)를 연결하여 마이크로폰(M)에서 전달되는 아날로그음성신호(AS1)를 디지털음성신호(D1)로 취득한 후 디지털음성신호(D1)에 메타데이터(MD)를 은닉하여, 메타데이터(MD)가 은닉된 디지털음성신호의 위조 및 변조 여부를 확인할 수 있다.
더욱이, 본 발명의 디지털 데이터의 무결성을 검증할 수 있는 장치(1)는 디지털음선신호(D1)를 복호화는 과정에서 데이터의 위조 및 변조의 시점까지도 정확하게 확인할 수 있다.
또한, 디지털 데이터의 무결성을 검증할 수 있는 장치(1)는 디지털음성신호의 최하위비트(LSB: Least Significant Bit, 도 4 참조)에 메타데이터(MD)를 은닉하여, 오디오데이터의 크기 변화없이 그리고 원본 신호에 대한 왜곡 없이 데이터를 안전하게 은닉할 수 있다. 그리고, 메타데이터(MD)가 은닉된 데이터를 왜곡 없이 출력할 수 있도록 한다.
즉, 본 발명의 디지털 데이터의 무결성을 검증할 수 있는 장치(1)는 메타데이터(MD)가 은닉된 데이터를 범용의 사운드출력 장치(S) 즉, 사운드 플레이어서 재생할 때, 메타데이터의 은닉 여부에 대한 기색이 없는 가공된아날로그음성신호(AS2)로 출력할 수 있다.
이하, 도 2 내지 도 5를 참조하여, 본 발명의 디지털 데이터의 무결성을 검증할 수 있는 장치의 구성요소 및 작동에 대해 구체적으로 설명한다.
도 2는 도 1의 디지털 데이터에 대한 무결성 검증을 위한 오디오 저장장치의 블록도이고, 도 3은 도 2의 디지털 데이터에 대한 무결성 검증을 위한 오디오 저장장치의 데이터은닉부의 세부블록도 및 녹음장치부와 데이터은닉부간 관계상태를 나타낸 도면이고, 도 4는 도 2의 디지털 데이터에 대한 무결성 검증을 위한 오디오 저장장치에서 출력되는 오디오 신호의 메타데이터 비트스트림에 대한 도면이다. 그리고 도 5는 도 2의 디지털 데이터에 대한 무결성 검증을 위한 오디오 저장장치의 메타데이터추출부의 세부블록도 및 메타데이터추출부가 가공된 오디오 데이터를 처리하는 과정을 나타낸 도면이다.
디지털 데이터의 무결성을 검증할 수 있는 장치(1)는 마이크로폰(M)과 연결되는 녹음장치(10), 녹음장치(10)와 연결되어 녹음장치(10)에서 음성신호를 수신하는 데이터은닉부(20), 데이터은닉부(20)에서 데이터를 수신하는 메타데이터추출부(30) 및 메타데이터추출부(30)에서 제공하는 데이터를 분석하는 편집위치검출부(40)를 구성요소로 포함한다.
이하, 디지털 데이터의 무결성을 검증할 수 있는 장치(1)에 포함되는 구성요소에 대해 보다 구체적으로 설명한다.
녹음장치(10)는 마이크로폰(M)과 연결되어 마이크로폰(M)에서 입력되는 아날로그음성신호를 기록하고, 기록된 아날로그음성신호(AS1)를 디지털음성신호(D1)로 복원하여 데이터은닉부(20)로 출력한다. 또한, 녹음장치(10)는 데이터은닉부(20)로 출력된 디지털음성신호(D1)에 은닉되는 자체의 속성정보 즉, 기준메타데이터를 포함한다.
이러한 녹음장치(10)는 영상데이터의 해쉬정보를 기준메타데이터로 포함하는 영상장치(미도시)와 연결될 수 있다. 이에, 녹음장치(10)는 영상데이터의 해쉬정보(IH)를 포함한 기준메타데이터를 포함할 수도 있다.
녹음장치(10)가 자체적으로 갖는 기준메타데이터는 싱크워드(Syncword, SW), MAC(Media Access Control, MA)주소, GPS(Grobal Positioning System, GP)정보, 파일 생성시간정보(FI), 카운터 정보(CI), 해쉬(hash, AH))정보, 상태정보(DS) 및 영상데이터의 해쉬정보(IH)중 적어도 어느 하나가 될 수 있다.
이러한 기준메타데이터는 복수 개의 정보로 구성되었을 때, 싱크워드(Syncword), MAC(Media Access Control)주소, GPS(Grobal Positioning System)정보, 파일 생성시간정보, 카운터 정보, 해쉬(hash)정보 및 상태정보 및 영상데이터의 해쉬정보 순으로 형성될 수 있다.
데이터은닉부(20)는 녹음장치(10)로부터 디지털음성신호를 입력받아, 디지털음성신호의 최하위 비트(LSB: Least Significant Bit)에 녹음장치(10)로부터 전달받은 기준메타데이터(MD)를 은닉하여 가공디지털음성신호로 출력한다. 그리고 데이터은닉부(20)는 출력된 가공디지털음선신호를 메타데이터추출부(30)로 전송한다.
데이터은닉부(20)는 최종적으로 가공디지털음성신호를 원활하게 출력할 수 있도록, 각 단계를 진행하는 복수 개의 모듈로 구성된다.
도 3에 도시된 바와 같이, 데이터은닉부(20)는 제1데이터전처리모듈(210), 제1메타데이터 포맷팅모듈(230), 오디오신호 합성모듈(220)로 구성될 수 있다.
여기서, 제1데이터전처리모듈(210)은 마이크로폰(10)을 통해 입력된 아날로그음성에서 노이즈를 제거한 후, 디지털음성신호(D1)로 변환하여 오디오신호 합성모듈(220)과 제1메타데이터 포맷팅모듈(230)로 전송한다.
제1메타데이터 포맷팅모듈(230)은 도 4에 도시된 바와 같이 전송된 디지털음성신호(D1)를 초기화한 후, 최하위 비트(LSD)에 메타데이터(MD)를 삽입하여 오디오신호 합성모듈(220)로 전송한다.
이때, 제1메타데이터 포맷팅모듈(230)은 하기와 같은 수학식1을 통해 입력된 디지털음성신호를 초기화 시킨다.
<수학식 1>
Figure pat00001
여기서, sign는 시스넘함수를 의미하며,
Figure pat00002
는 샘플의 절대값을 추출하는 함수를 의미하고, and는 디지털 논리곱연산을 의미한다.
이러한 함수 및 논리곱연산을 통해
Figure pat00003
와 FFFE HEX 를 and 연산으로 마스크 시킨 후, 다시 부호함수를 적용함으로써, S'를 생성할 수 있다. 이러한 수학식 1을 통해 입력된 오디오 신호의 최하위비트(LSD)에 메타데이터(MD)를 포맷팅 하기 위한 초기화가 원활하게 진행될 수 있다.
해당 메타데이터는 프레임 기준으로 추출한다. 본 명세서상에서는 편의상 1초 단위초 정의 한다.
오디오신호 합성모듈(220)은 제1데이터전처리모듈에서 디지털음성신호(D1)를 전달받고, 제1메타데이터 포맷팅모듈(230)에서 메타데이터를 전달받아, 디지털음성신호(D1)와 메타데이터(MD)를 합성한다. 그리고 가공디지털음성신호를 출력해, 메타데이터추출부(30)에 전송한다.
메타데이터추출부(30)는 가공디지털음성신호의 최하위 비트에 은닉된 기준메타데이터를 추출하고, 분석하여 분석메타데이터를 추출한다.
메타데이터추출부(30)는 하기와 같은 수학식2로 분석메타데이터를 추출할 수 있다.
<수학식 2>
Figure pat00004
메타데이터추출부(30)는 수학식 2로부터 추출된 분석메타데이터를 분석하여 편집위치검출부(40)에 전송한다.
메타데이터추출부(30)는 분석메타데이터를 원활하게 추출할 수 있도록 각 단계를 진행하는 복수 개의 모듈로 구성되어 있다.
도 5에 도시된 바와 같이, 메타데이터추출부(30)는 제2데이터전처리모듈(310), 메타데이터추출모듈(320) 및 메타데이터분석모듈(330)를 포함하여,분석메타데이터를 추출한다.
제2데이터전처리모듈(310)은 가공디지털음성신호에서 노이즈 제거하여 음성학적 특성에만 집중해 분석할 수 있는 신호만을 메타데이터추출모듈(320)에 전송한다.
메타데이터추출모듈(320)은 전송된 가공디지털음성신호에서 메타데이터만을 추출한다. 그리고 추출된 메타데이터를 메타데이터분석모듈(330)로 전송한다.
메타데이터분석모듈(330)은 분석메타데이터를 기반으로, 기준메타데이터의 비트스트림 구조와 분석메타데이터의 비트스트림 구조를 비교하여 해당 파일이 생성된 장치 정보, GPS 정보, 시간 정보 및 해쉬값 등을 분석할 수 있다.
편집위치검출부(40)는 분석메타데이터를 수신해 기준메타데이터와 비교하여, 분석메타데이터와 기준메타데이터가 일치하면 정상상태로 판별한다. 반면, 분석메타데이터와 기준메타데이터가 불일치하면 비정상상태로 판별한다.
여기서, 정상 상태는 가공디지털음성신호에 가공디지털음신호의 길이와 카운터정보(CI)값을 비교해서, 카운터정보값이 연속적으로 기록된 상태, 싱크워드가 존재하는 상태, 해쉬(HI)값이 존재하는 상태가 된다.
반면, 비정상 상태는 가공디지털음신호의 길이와 카운터정보(CI)값을 비교해서, 카운터정보(CI)값이 불연속적으로 기록된 상태, 싱크워드가 존재하지 않은 상태 및 해쉬값(HI)이 존재하지 않은 상태가 된다.
보다 구체적으로, 편집위치검출부(40)는 분석메타데이터의 상태정보를 분석하여, 오디오신호 녹음 당시 실제 마이크로폰(M)이 동작했는지 혹은 라인을 통해 녹음된 것인지를 확인한다. 이때, 어플리케이션 일례로, 라인을 통해 녹음이 된 데이터로 확인되면, 해당 파일은 편집에 의한 녹음 및 조작된 데이터로 판단된다.
반면, 마이크로폰(M)에 의해 녹음이 된 상태의 데이터라면 정상적으로 방식으로 녹음이 된 것으로 판단할 수 있다.
편집위치검출부(40)는 마이크로폰(M)을 통해 정상 녹음이 된 경우라고 판단되면, 가공된 오디오 데이터의 길이와 매초 마다 증가되는 카운터 정보값을 분석하여 카운터 정보값이 연속적으로 변하는지 불연속적인지 변하는지를 분석한다.
또한, 편집위치검출부(40)는 분석메타데이터의 싱크워드의 유무를 검색한다. 그리고, 편집위치검출부(40)는 싱크워드가 확인되지 않으며, 그 시점 이후부터는 카운터 정보값과 해쉬값을 추출한 후, 비교하여 임의의 데이터의 삽입 및 삭제 여부를 확인한다.
이하, 지금까지 설명한 디지털 데이터의 무결성을 검증할 수 있는 장치(1)에 대한 설명을 바탕으로 본 발명의 일 실시예에 의한 디지털 데이터의 무결성을 검증할 수 있는 방법에 대해 설명하도록 한다.
본 발명의 의한 디지털 데이터의 무결성을 검증할 수 있는 장치에 기술된 내용은 디지털 데이터의 무결성을 검증할 수 있는 방법에 그대로 적용될 수 있다.
본 발명의 의한 디지털 데이터의 무결성을 검증할 수 있는 방법은 아날로그음성신호를 출력하는 마이크로폰(M)에 아날로그음성신호를 기록하고, 기록된 아날로그음성신호를 디지털음성신호로 복원하여 출력하며 적어도 하나의 기준메타데이터를 갖는 녹음장치(10)를 연결하는 (A)단계로 일련의 단계가 시작된다.
이후, 디지털 데이터의 무결성을 검증할 수 있는 방법은 디지털음성신호를 입력받아, 디지털음성신호의 최하위 비트(LSB: Least Significant Bit)에 기준메타데이터를 은닉하여 가공디지털음성신호를 출력하는 (B)단계로 진행된다.
여기서, (B)단계는 마이크로폰(M)을 통해 입력된 아날로그음성신호에서 노이즈를 제거한 후, 디지털음성신호로 변환하는 (B-1)단계, 디지털음성신호를 초기화한 후, 최하위 비트에 메타데이터를 삽입하는 (B-2)단계 그리고 (B-1)단계에서 생성된 상기 디지털음성신호와 (B-2)단계에서 생성된 메타데이터를 합성하여 가공디지털음성신호를 출력하는 (B-3)단계로 진행된다.
이러한 (B)단계 이후, 디지털 데이터의 무결성을 검증할 수 있는 방법은 가공디지털음성신호의 최하위 비트에 은닉된 기준메타데이터를 추출하고, 분석하여 분석메타데이터를 추출하는(C)단계로 진행된다.
여기서, (C)단계는 노이즈를 제거하여 상기 (C-2)단계에 전송하는 (C-1)단계, 가공디지털음성신호에서 메타데이터를 추출하는 (C-2)단계 그리고 (C-2)단계에서 추출된 메타데이터를 분석하는 (C-3)단계로 진행된다.
그리고 분석메타데이터를 수신해 기준메타데이터와 비교하여, 분석메타데이터와 기준메타데이터가 일치하면 정상상태로 판별하고, 불일치하면 비정상상태로 판별하는 (D)단계로 진행된다.
이와 같은 (A)단계에서부터 (D)단계 일련의 단계로 하여, 오디오데이터를 취득하거나, 취득된 오디오데이터가 유통되는 과정에서 발생될 수 있는 편집 및 조작에 대해 검출할 수 있는 일련의 단계를 마무리한다.
이하, 도 6을 참조하여, 오디오데이터의 편집 및 조작에 대한 검출을 파악할 수 있는 (D)단계에 대해 구체적으로 설명한다.
도 6은 도 1의 디지털 데이터에 대한 무결성 검증을 위한 오디오 저장장치의 편집위치검출부의 작동순서를 나타낸 순서도이다.
(D)단계는 분석메타데이터의 상태정보(DS)를 분석하는 단계(S120)로 시작된다. 그리고 마이크로폰(M)이 동작했는지를 판별하는 (D-1)단계로 진행된다. 이때, (D-1)단계에서 상태정보(DS)값을 확인하여, 녹음 당시 실제 마이크로폰이 동작했는지 혹은 라인을 통해 오디오 파일이 녹음되었는지를 확인한다. 만약, 라인을 통해 녹음된 것이 획인 되면, 편집위치검출부(40)는 해당 파일을 편집에 의한 것이라고 판단한다. 그리고, 마이크로폰(M)을 통해 녹음된 것이 확인되면, 편집위치검출부(40)는 해당 파일을 정상적으로 녹음이 된 것이라고 판단한다.
이때, 정상 녹음이 된 것이라고 판단되면, 분석메타데이터의 카운터 정보(CI)와 가공디지털음성신호의 길이를 비교하여, 가공디지털음성신호가 연속 또는 불연속 인지를 판별하는 (D-2)단계로 진행된다.
여기서, 가공디지털음성신호가 편집이 되지 않았다면, 카운터 정보값과 해쉬값은 연속성을 띄게 되고, 가공디지털음성신호가 편집이 되었다면, 카운터 정보값과 해쉬값은 불연속성을 띄게 된다.
이때, 정보값과 해쉬값이 연속성을 띄게 되면, 편집위치검출부(40)는 이를 원본파일이라고 판단하고, 정보값과 해쉬값이 불연속성을 띄게 되면 조작파일이라고 판단할 수 있다.
정보값과 해쉬값이 불연속성을 띄게 되면, 분석메타데이터의 싱크워드의 유무를 검색하는 (D-3)단계로 진행한다. 여기서, 싱크워드가 확인되지 않으면, 편집위치검출부(40)는 이후 가공디지털음성신호는 편집 혹은 조작의 가능성이 있다고 판단할 수 있다.
그리고, 다시 싱크워드가 확인되면, 그 시점부터 다시 카운터 정보(CI) 및 해쉬값(HI)을 추출한 후, 비교하는 (D-5)단계로 진행된다.
이와 같은 (D-5)단계를 통해, 임의의 데이터의 삽입 및 삭제 여부를 정확하게 확인할 수 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야 한다.
1: 디지털 데이터의 무결성을 검증할 수 있는 장치
10: 녹음장치
20: 데이터은닉부 210: 제1데이터전처리모듈
220: 오디오신호 합성모듈 230: 제1메타데이터 포맷팅모듈
30: 메타데이터추출부 310: 제2데이터전처리모듈
320: 메타데이터추출모듈 330: 메타데이터분석모듈
40: 편집위치검출부
AS1: 아날로그음성신호
AS2: 가공된 아날로그음성신호

Claims (20)

  1. 마이크로폰과 연결되어 상기 마이크로폰에서 입력되는 아날로그음성신호를 기록하고 기록된 상기 아날로그음성신호를 디지털음성신호로 복원하여 출력하며, 적어도 하나의 기준메타데이터를 갖는 녹음장치;
    상기 디지털음성신호를 입력 받아, 상기 디지털음성신호의 최하위 비트(LSB: Least Significant Bit)에 상기 기준메타데이터를 은닉하여, 가공디지털음성신호를 출력하는 데이터은닉부;
    상기 가공디지털음성신호의 상기 최하위 비트에 은닉된 상기 기준메타데이터를 추출하고 분석하여 분석메타데이터를 추출하는 메타데이터추출부; 및
    상기 분석메타데이터를 수신해 기준메타데이터와 비교하여, 상기 분석메타데이터와 기준메타데이터가 일치하면 정상상태로 판별하고, 불일치 하면 비정상상태로 판별하는 편집위치검출부를 포함하는, 디지털 데이터의 무결성을 검증할 수 있는 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 데이터은닉부는, 상기 마이크로폰을 통해 입력된 상기 아날로그음성신호에서 노이즈를 제거한 후, 상기 디지털음성신호로 변환하는 제1데이터전처리모듈,
    상기 디지털음성신호를 초기화한 후, 상기 최하위 비트에 상기 메타데이터를 삽입하는 제1메타데이터 포맷팅모듈,
    상기 제1데이터전처리모듈에서 상기 디지털음성신호를 전달받고, 상기 제1메타데이터 포맷팅모듈에서 상기 메타데이터를 전달받아, 상기 디지털음성신호와 상기 메타데이터를 합성하여 상기 가공디지털음성신호를 출력하는 오디오신호 합성모듈을 포함하는, 디지털 데이터의 무결성을 검증할 수 있는 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 메타데이터추출부는, 상기 가공디지털음성신호에서 상기 메타데이터를 추출하는 메타데이터추출모듈 그리고
    추출된 상기 메타데이터를 분석하는 상기 메타데이터분석모듈을 포함하는, 디지털 데이터의 무결성을 검증할 수 있는 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 메타데이터추출부는, 상기 가공디지털음성신호에서 노이즈를 제거하여, 상기 메타데이터 추출모듈에 전송하는 제2데이터전처리모듈을 더 포함하는, 디지털 데이터의 무결성을 검증할 수 있는 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 녹음장치는, 싱크워드(Syncword), MAC(Media Access Control)주소, GPS(Grobal Positioning System)정보, 파일 생성시간정보, 카운터 정보, 해쉬(hash)정보, 상태정보 중 적어도 어느 하나의 상기 기준메타데이터를 가지는, 디지털 데이터의 무결성을 검증할 수 있는 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 기준메타데이터는, 싱크워드(Syncword), MAC(Media Access Control)주소, GPS(Grobal Positioning System)정보, 파일 생성시간정보, 카운터 정보, 해쉬(hash)정보 및 상태정보 순으로 형성되는, 디지털 데이터의 무결성을 검증할 수 있는 장치.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 편집위치검출부는, 상기 분석메타데이터의 상기 상태정보를 분석하여 상기 마이크로폰이 동작했는지를 판별하는, 디지털 데이터의 무결성을 검증할 수 있는 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 편집위치검출부는, 상기 분석메타데이터의 상기 카운터 정보와 상기 가공디지털음성신호의 길이를 비교하여, 상기 가공디지털음성신호가 연속 또는 불연속 인지를 판별하는, 디지털 데이터의 무결성을 검증할 수 있는 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 편집위치검출부는, 상기 분석메타데이터의 상기 싱크워드의 유무를 검색하는, 디지털 데이터의 무결성을 검증할 수 있는 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 편집위치검출부는, 상기 분석메타데이터의 상기 카운터정보 및 해쉬값을 적어도 어느 하나를 추출하는, 디지털 데이터의 무결성을 검증할 수 있는 장치.
  11. 제5항에 있어서,
    상기 녹음장치는, 영상데이터를 녹화하며 상기 영상데이터의 해쉬정보를 기준메타데이터로 포함하는 영상장치와 연결되어, 상기 영상데이터의 해쉬정보를 수신해 상기 기준메타데이터로 포함하는, 디지털 데이터의 무결성을 검증할 수 있는 장치.
  12. 아날로그음성신호를 출력하는 마이크로폰에 아날로그음성신호를 기록하고 기록된 상기 아날로그음성신호를 디지털음성신호로 복원하여 출력하며, 적어도 하나의 기준메타데이터를 갖는 녹음장치를 연결하는 (A)단계;
    상기 디지털음성신호를 입력 받아, 상기 디지털음성신호의 최하위 비트(LSB: Least Significant Bit)에 상기 기준메타데이터를 은닉하여 가공디지털음성신호를 출력하는 (B)단계;
    상기 가공디지털음성신호의 상기 최하위 비트에 은닉된 상기 기준메타데이터를 추출하고, 분석하여 분석메타데이터를 추출하는(C)단계; 및
    상기 분석메타데이터를 수신해 기준메타데이터와 비교하여, 상기 분석메타데이터와 기준메타데이터가 일치하면 정상상태로 판별하고, 불일치 하면 비정상상태로 판별하는 (D)단계를 포함하는, 디지털 데이터의 무결성을 검증할 수 있는 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 (B)단계는, 상기 마이크로폰을 통해 입력된 상기 아날로그음성신호에서 노이즈를 제거한 후, 상기 디지털음성신호로 변환하는 (B-1)단계,
    상기 디지털음성신호를 초기화한 후, 상기 최하위 비트에 상기 메타데이터를 삽입하는 (B-2)단계,
    상기 (B-1)단계에서 생성된 상기 디지털음성신호와, 상기 (B-2)단계에서 생성된 상기 메타데이터를 합성하여 상기 가공디지털음성신호를 출력하는 (B-3)단계로 진행되는, 디지털 데이터의 무결성을 검증할 수 있는 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 (C)단계는, 상기 가공디지털음성신호에서 상기 메타데이터를 추출하는 (C-2)단계,
    상기(C-2)단계에서 추출된 상기 메타데이터를 분석하는 (C-3)단계로 진행되는, 디지털 데이터의 무결성을 검증할 수 있는 방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 (C)단계는, 노이즈를 제거하여 상기 (C-2)단계에 전송하는 (C-1)단계를 더 포함하는, 디지털 데이터의 무결성을 검증할 수 있는 방법.
  16. 제12항에 있어서,
    상기 기준메타데이터는, 싱크워드(Syncword), MAC(Media Access Control)주소, GPS(Grobal Positioning System)정보, 파일 생성시간정보, 카운터 정보, 해쉬(hash)정보, 상태정보 중 적어도 어느 하나가 되는, 디지털 데이터의 무결성을 검증할 수 있는 방법.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 (D)단계는, 상기 분석메타데이터의 상기 상태정보를 분석하여 상기 마이크로폰이 동작했는지를 판별하는 (D-1)단계로 진행되는, 디지털 데이터의 무결성을 검증할 수 있는 방법.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 (D)단계는, 상기 분석메타데이터의 상기 카운터 정보와 상기 가공디지털음성신호의 길이를 비교하여, 상기 가공디지털음성신호가 연속 또는 불연속 인지를 판별하는 (D-2)단계로 진행되는, 디지털 데이터의 무결성을 검증할 수 있는 방법.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 (D)단계는, 상기 분석메타데이터의 상기 싱크워드의 유무를 검색하는 (D-3)단계로 진행되는, 디지털 데이터의 무결성을 검증할 수 있는 방법.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 (D)단계는, 상기 분석메타데이터의 상기 카운터정보 및 해쉬값을 적어도 어느 하나를 추출하는(D-4)단계로 진행되는, 디지털 데이터의 무결성을 검증할 수 있는 방법.
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