[发明专利]变距条件下的基于音频物理指纹的设备认证

摘要

本发明公开了一种在变距条件下的基于音频硬件扬声器和麦克风的频率响应曲线的音频设备认证方法。在发送端，该方法快速生成距离相关的结构化的音频叠加信号，并通过扬声器传送给认证端；认证端通过麦克风接收音频信号后，利用快速FFT算法进行指纹快速提取。本认证方法可分为学习模式和认证模式。在学习模式下，发送端在多个不同的距离发送音频叠加信号，使得认证端获取在不同距离下的指纹信息。在认证阶段，认证端提取物理指纹以后，采用自适应的指纹匹配方法，从指纹库中提取合适的指纹信息进行匹配，若认证得到的累计误差小于阈值则认证通过，否则，认证失败。本发明克服了距离对音频认证产生的影响，具有硬件要求低，认证方便，准确率高，安全性好等特点。本方法已经在不同的实验环境中进行了验证，认证准确率达到95％以上，为进一步丰富和发展设备认证奠定坚实的基础。

主权项

1.一种在变距条件下的基于音频硬件扬声器和麦克风的音频设备认证系统，其中，音频设备是指带扬声器和麦克风的设备，包括手机、平板电脑，每个音频设备的麦克风和扬声器因设计工艺的不足都具有自身的缺陷和特性，该缺陷和特性反映在频率上表现为：对同一音频信号，不同的麦克风和扬声器获得的硬件物理指纹各不相同，该认证系统包括如下两个模式:指纹学习模式：认证发起者调用距离相关的随机音频信号快速生成方法产生特定频段音频信号并存储该信号，并通过扬声器发送信号，认证者用麦克风接收信号并调用基于音频硬件的距离相关的物理层指纹快速提取方法提取指纹向量组作为认证发起者的认证凭证；设备认证模式：认证发起者在有效距离内用扬声器重播储存的音频信号，认证者用麦克风接收音频信号并提取指纹，最后调用距离自适应的指纹快速匹配方法验证该发送方是否合法。