Основи теорії виявлення слідів цифрової обробки фонограм

Гіпотеза 4. Реалізація засобів гарантованого виявлення спотворень форми та спектра оброблених сигналів, що містяться у сигналограмі, при використанні часо-частотного аналізатора, побудованого на класичному короткочасному перетворенні Фур'є, технічно неможлива.

Гіпотеза 5. Реалізація засобу гарантованого виявлення спотворень форми та спектра оброблених сигналів, що містяться у сигналограмі, забезпечується застосуванням вейвлет-аналізу. Для побудови такого аналізатора доцільно використовувати комплексну функцію Морле.

3. Виявлена закономірність неминучого збільшення числа спотворень форми та спектральних компонент, виділених з сигналів, відтворених з обробленої в цифровій формі сигналограми, щодо числа цих спотворень і компонент, виділених з аналогічних сигналів, відтворених з сигналограми, що не піддавалася такій обробці.

Ця закономірність прийнята за інформативну ознаку слідів цифрової обробки сигналограм.

4. Застосування комплексного вейвлета Морле дозволяє отримати в графічній чи табличній формі залежність рівня частотних складових від частоти на обраному інтервалі спостереження, тобто часовому інтервалі.

5. Аналітично виявлено, що існують наступні джерела виникнення спотворень форми та спектру сигналів при цифровій обробці сигналограм:

- неспівпадіння розміщення на статичних характеристиках квантувачів рівня аналого-цифрових та цифро-аналогових перетворювачів різних пристроїв, що беруть участь у процесі обробки, рівнів квантування з технологічними дефектами;

- розходження дійсних значень частот тактових генераторів пристроїв, що беруть участь у процесі обробки;

- застосування операції стробіювання фрагментів сигналограми при їх вирізанні з метою монтажу методом компіляції у ПЕОМ;

- виникненням інформаційних втрат при перетворенні форматів представлення інформації, які використовуються при обробці сигналів у ПЕОМ, та їх запису на ЦАЗАС.

6. Таким чином, на стаціонарному сигналі встановлені джерела виникнення слідів зовнішніх втручань у сигналограми, виконаних з використанням цифрових технологій, інформативні ознаки їх прояву в оброблених сигналограмах, та знайдено математичний апарат для реалізації методів і засобів їх виявлення.

У третьому розділі дисертаційного дослідження, який складається з п'яти підрозділів та висновків, розглянуто розроблені методи та засоби проведення діагностичних досліджень фонограм, що реалізують теоретичні положення дисертації.

Показано ті передумови, з яких виходив здобувач, формуючи технічні вимоги до методів та засобів діагностичних експертних досліджень фонограм, самі технічні вимоги до цих методів і засобів, та технічні рішення, завдяки яким вони реалізовані в апаратно-програмному комплексі "Теорема-1", експериментальні зразки якого розроблені за ідеями та під науковим і технічним керівництвом здобувача. У відповідності до розроблених основ теорії було створено спеціалізований програмний продукт - програму "Академія", призначену для виявлення слідів цифрової обробки аналогових і цифрових фонограм. Ця програма ввійшла у апаратно-програмний комплекс.

У процесі створення експериментальних зразків комплексу "Теорема-1" були знайдені методи автоматизації оформлення експертного дослідження.

У процесі розробки методів та засобів виявлення слідів зовнішніх втручань у сигналограми, проведених з використанням цифрових технологій, була прийнята гіпотеза 6, яка, після її експериментального підтвердження, стала методом перевірки сигналограм.

Гіпотеза 6. Гарантоване виявлення слідів цифрової обробки сигналограм забезпечується порівнянням еквівалентів спектрограм, отриманих з вейвлет-портретів стаціонарних сигналів, виділюваних з інформації, яка міститься у зразковій сигналограмі та сигналограмі, що перевіряється.

З розглянутого матеріалу були зроблені наступні висновки:

1. Створенням експериментальних зразків комплексу "Теорема-1" перевірки автентичності аналогових і цифрових фонограм на практиці вирішена проблема виявлення слідів цифрової обробки всіх видів фонограм, наданих на експертизу.

2. При створенні експериментального зразка комплексу перевірки автентичності фонограм "Теорема-1" ставилася мета забезпечення всебічної перевірки як аналогових, так і цифрових фонограм.

3. Дана мета була досягнута завдяки роздільному підходу до рішення поставлених задач: перевірці аналогових фонограм, що не піддавалися цифровій обробці, та виявленню слідів цифрової обробки аналогових і цифрових фонограмах.

4. Поставлені задачі вирішуються застосуванням в комплексі спеціалізованого програмного забезпечення та спеціальних блоків попередньої аналогової обробки вхідних сигналів. Таким чином, комплекс забезпечує два незалежних режими:

- перевірку аналогових фонограм за паразитними параметрами ААМЗ, що виявляються в процесі запису-відтворення, й ідентифікацію апаратури аналогового звукозапису;

- перевірку аналогових і цифрових фонограм для виявлення в них слідів цифрової обробки та ідентифікацію цифрової апаратури звукозапису.

5. Запропонована гіпотеза 6. Гарантоване виявлення слідів цифрової обробки сигналограм забезпечується порівнянням еквівалентів спектрограм, отриманих з вейвлет-портретів стаціонарних сигналів, виділюваних з інформації, яка міститься у зразковій сигналограмі та сигналограмі, що перевіряється.

Ця гіпотеза, після її експериментального підтвердження, прийнята як метод перевірки автентичності сигналограм.

6. Ряд технічних рішень, реалізованих в експериментальному зразку комплексу, захищені довгостроковими патентами України.

Четвертий розділ дисертаційного дослідження, що складається з п'ятьох підрозділів та висновків, являє собою експериментальне підтвердження достовірності теоретичних положень, розроблених у розділі 2, та перевірку достатності роздільної здатності за амплітудою та частотою апаратно-програмного комплексу. Для цього було проведено ряд експериментів.

Їх цілями були:

1. Перевірка достовірності теоретичних положень, знайдених у розділі 2 дисертації.

2. Експериментальне підтвердження можливості технічної реалізації запропонованих методів виявлення ознак ЦО АФ і ЦФ за слідами дискретизації в часі та квантування за рівнем і створення та відпрацьовування методики проведення експертних досліджень автентичності аналогових і цифрових фонограм по вейвлет-портретах.

3. Відпрацювання спеціалізованого програмного забезпечення та методики проведення експертних досліджень автентичності аналогових і цифрових фонограм.

Поставлені цілі реалізуються шляхом рішення ряду задач у процесі проведення експериментальних досліджень.

Задачами цих досліджень є:

1. Створення методики проведення експериментів, що охоплює всі моделі, розроблені в розділі 2.

2. Експериментальна перевірка теоретичних положень, виведених у розділі 2.

3. Експериментальна перевірка достатності роздільної здатності комплексу для виявлення слідів ЦО аналогових і цифрових фонограм.

4. Експериментальна перевірка дієвості критеріїв, що визначають наявність слідів ЦО аналогових і цифрових фонограм.

5. Створення та відпрацьовування методики проведення експертних досліджень аналогових і цифрових фонограм.

Методика проведення експериментів містить план та схеми проведення експериментальних досліджень, які дозволили досягти поставленої мети та вирішити поставлені завдання.

Експерименти проводилися у три етапи.

На першому етапі, що складався з чотирьох окремих експериментів, методами короткочасного перетворення Фур'є на гармонічному сигналі перевірялося положення розділу 2 щодо появи у сигналі, в разі його перезапису по аналоговому входу/виходу, додаткових частотних складових за рахунок розбіжності дійсних значень ЧД різних пристроїв, які використовуються у процесі перезапису. Також за умови цифрового вводу/виводу перевірялося положення розділу 2 щодо зміщення на осі частот частоти обробленого сигналу. Також, для з'ясування можливості виявлення слідів цифрової обробки у сигналах усного мовлення шляхом застосування короткочасного перетворення Фур'є за умови аналогового та цифрового вводу/виводу інформації при її обробці, проводилися експерименти на складних стаціонарних сигналах, які виділялися з фонограм.

При проведенні цих експериментів використовувалися апарати цифрового звукозапису: цифрові диктофони типу Finctronic зав. № 021, Samsung SVR - S820 зав. № 820S2301978, Samsung SVR - S820 зав. № 820S2900147, Toshiba, Memory Recorder DMR-SX1, зав. № 111283; цифрова апаратура магнітного запису (ЦАМЗ) ARCHOS Jukerbox Recorder 10 MP 3 Player/Recorder, JBR HD 10 s/n зав. № 022302507 BF.

Всього було знято більш 120 спектрограм, отриманих при запису та перезапису гармонічних і мовних сигналів на різних апаратах.

1. Експерименти, проведені на гармонічних сигналах, довели правильність теоретичних положень, виведених у розділі 2 дисертаційного дослідження.

2. У спектрах складних стаціонарних сигналів, що виділені з обробленої фонограми як за умови її цифрового, так й аналогового вводу/виводу в процесі обробки, відбувається зсув розташування максимумів на осі частот, щодо спектрів таких же сигналів, які виділені з оригінальної фонограми.

3. Величина цього зсуву визначається різницею дійсних значень тактових частот пристроїв, що беруть участь у процесі запису й обробки.

4. Запропонований метод може використовуватися при проведенні експертиз автентичності ЦФ, однак він не забезпечує 100 % вірогідності. Це пояснюється тим, що роздільна здатність за амплітудою та частотою спектроаналізаторів, побудованих на короткочасному перетворенні Фур'є, які використовуються у широкій експертній практиці, недостатня для виявлення додаткових спектральних компонент, що утворюються при багаторазовій дискретизації сигналів, у випадку їхнього перезапису на ЦАЗАС середньої та низької якості. Це обумовлено маскуванням цих складових у спектрі шумів фонограм, що у такій апаратурі мають високий рівень і значно перевищують рівень цих складових.

Ці положення ілюструються рис. 1 та рис. 2.

На другому етапі експериментальних досліджень, який складається з п'ятьох окремих експериментів, з'ясовувалася придатність методів вейвлет-аналізу для виявлення слідів цифрової обробки аналогових і цифрових фонограм при умові їх аналогового та цифрового вводу/виводу у ПЕОМ і ЦАЗАС під час обробки та перезапису обробленої фонограми.

Спочатку шляхом моделювання у ПЕОМ немонотонності СХ КР сигналу та запису/відтворенні на різних видах апаратури звукозапису й аналізу спотворених таким чином сигналів, що моделювалися, було перевірено придатність вейвлет-аналізу для виявлення слідів ЦО фонограм і можливість технічної реалізації запропонованих методів виявлення ознак ЦО АФ і ЦФ за слідами дискретизації в часі та квантування за рівнем. Потім були з'ясовані види вейвлетів, які найбільш придатні для вирішення поставлених задач. Підтвердилося теоретичне положення розділу 2 щодо доцільності використання вейвлету Морле. Далі перевірялася здатність апаратно-програмного комплексу "Теорема-1" (при застосуванні програми "Академія") виявляти сліди ЦО аналогових і цифрових фонограм при умові їх аналогового й цифрового вводу/виводу. Експериментально була доведена достатність роздільної здатності комплексу для виявлення слідів ЦО аналогових і цифрових фонограм та дієвість критеріїв, що визначають наявність слідів ЦО аналогових і цифрових фонограм.

Також було створено та відпрацьовано методики проведення експериментальних та експертних досліджень автентичності аналогових і цифрових фонограм за вейвлет-портретами при умові їх аналогового та цифрового вводу/виводу для обробки.

У експериментах третього етапу проводилась експериментальна перевірка здатності апаратно-програмного комплексу "Теорема-1" (при застосуванні програми "Академія") виявляти сліди ЦО аналогових і цифрових фонограм за умови їх перезапису після обробки по акустичному каналу. Експериментально була доведена достатність роздільної здатності комплексу для виявлення слідів ЦО аналогових і цифрових фонограм та дієвість критеріїв, що визначають наявність слідів ЦО аналогових і цифрових фонограм за умови перезапису фальсифікатів через акустичний канал.

При цьому було створено та відпрацьовано методики проведення експериментальних досліджень автентичності аналогових і цифрових фонограм за вейвлет-портретами та проведено відпрацьовування спеціалізованого програмного забезпечення та методики проведення експертних досліджень автентичності аналогових і цифрових фонограм за умови перезапису фальсифікатів через акустичний канал.

Другий та третій етапи експериментальних досліджень (за винятком першого експерименту другого етапу) проводилися на складних стаціонарних сигналах, що виділялися зі зразкових та оброблених фонограм. При експериментах використовувалася апаратура звукозапису різних типів та моделей. Серед ЦАЗАС було застосовано два різних апарати марки Toshiba, апарат Finctronic, два різних апарати марки Samsung, ЦАМЗ ARCHOS, серед ААМЗ - Olympus-L400, Olympus-724, Marantz-221.

Взагалі було знято більш ніж 300 вейвлет-портретів. Проведені експериментальні дослідження, по-перше, підтвердили достовірність теоретичних положень, розділу 2, по-друге, довели придатність апаратно-програмного комплексу "Теорема-1" для виявлення слідів ЦО в аналогових і цифрових фонограмах незалежно від способу вводу/виводу сигналів у ПЕОМ для обробки та перезапису сфальсифікованої фонограми.

Результати проведених досліджень ілюструються рис. 3 - рис. 5.

На підставі проведених експериментів, що охоплювали всі моделі, розглянуті у розділі 2, були зроблені наступні висновки:

1. Експериментально підтверджена достовірність прийнятих гіпотез і знайденої закономірності збільшення числа спотворень форми та спектральних компонент, виділених із сигналів, відтворених з обробленої в цифровій формі фонограми, щодо числа цих спотворень та компонент, виділених з аналогічних сигналів, відтворених з фонограми, що не піддавалася такій обробці.

2. Експериментально підтверджено, що дана закономірність є інформативною ознакою слідів цифрової обробки фонограм.

3. Експериментально підтверджена можливість технічної реалізації запропонованих методів виявлення ознак ЦО АФ і ЦФ за слідами дискретизації в часі та квантування за рівнем при застосуванні вейвлет-портретів.

4. Експериментально підтверджена неможливість гарантованого виявлення слідів цифрової обробки фонограм методами часо-частотного аналізу, побудованого на класичному короткочасному перетворенні Фур'є.

5. Відпрацьовано створене спеціалізоване програмне забезпечення, визначені і відпрацьовані методики проведення експериментальних досліджень аналогових і цифрових фонограм. Роздільна здатність комплексу за амплітудою та частотою достатня для виявлення слідів цифрової обробки аналогових і цифрових фонограм.

6. Експериментально визначені режими аналізу та критерії наявності слідів ЦО аналогових і цифрових фонограм.

7. Розроблено методику проведення експертних досліджень автентичності аналогових і цифрових фонограм.

8. Аналіз за вейвлет-спектрограмами складних стаціонарних сигналів, що виділяють з фрагментів мовної інформації, тривалістю від 10 до 150 вибірок частоти дискретизації, яка використовується при введенні аналізованих фонограм у ПЕОМ, що припадають на період досліджуваного сигналу, забезпечує гарантоване виявлення слідів ЦО аналогових і цифрових фонограм при проведенні експертиз.

9. Найбільш придатною за своїми властивостями для аналізу автентичності фонограм є комплексна вейвлет-функція Морле.

10. Аналіз сигналів за вейвлет-спектрограмами забезпечує при проведенні експертиз виявлення слідів ЦО аналогових і цифрових фонограм, за умови їх перезапису на ААМЗ чи ЦАЗАС також через акустичний канал.

11. Оптимальними параметрами аналізу сигналів тривалістю від 10 до 150 вибірок частоти дискретизації введення в ПЕОМ досліджуваних фонограм є:

- нижнє значення параметра а при частоті дискретизації аналізу 48 кГц - 0,5 (для більш високої частоти дискретизації введення це значення може зменшуватися);

- верхнє значення параметра а при тривалості досліджуваних сигналів від 10 до 150 вибірок частоти дискретизації фонограм при їх введенні для аналізу лежить у межах від 8 до 15;

- крок параметра а при аналізі в діапазоні верхніх значень параметра від 3 до 5 складає 0,01.

12. Прояви ознак цифрової обробки фонограм, знайдені в розділі 2 роботи, носять стійкий характер.

На основі проведених дисертаційних досліджень були зроблені наступні узагальненні висновки:

1. Вперше створені основи теорії виявлення у сигналограмах слідів зовнішніх втручань, проведених з використанням цифрових технологій, чим закладена теоретична база для розробки та удосконалення методів виявлення слідів цифрової обробки сигналограм і, таким чином, захисту від дезінформації.

Цим науково обґрунтована можливість гарантованого виявлення при перевірці автентичності сигналограм слідів зовнішніх втручань, що проведені в них з використанням цифрової обчислювальної техніки.

Виявлення цих втручань проводиться шляхом порівняння еквівалентів спектрограм, отриманих з вейвлет-портретів стаціонарних сигналів, що виділяють з інформації, яка міститься у зразковій сигналограмі та сигналограмі, яка перевіряється.

Аналітично доведено та експериментально підтверджено, що інформативною ознакою таких втручань є збільшення кількості частотних компонент на еквіваленті спектрограми, отриманої з вейвлет-портрету обробленого сигналу, відносно кількості частотних компонент на еквіваленті спектрограми, отриманої з вейвлет-портрету сигналу, який не піддавався цифровій обробці.

Таким чином, розв'язана проблема виявлення слідів зовнішніх втручань, проведених з використанням цифрових технологій, що порушують цілісність інформації, яка міститься у сигналограмах, що перевіряються.

На цій основі автор розробив методи та засоби гарантованого виявлення слідів цифрової обробки аналогових і цифрових фонограм, чим на рівні, адекватному сучасному технічному стану потенційних загроз цілісності інформації, яка міститься у фонограмах, забезпечена достовірність перевірки їх автентичності, без чого сьогодні достовірна експертиза принципово неможлива.

2. У процесі рішення проблеми отримані наступні наукові результати:

2.1. Показано, що методи і засоби, що використовуються в сучасній експертній практиці, не забезпечують гарантоване виявлення слідів цифрової обробки аналогових і цифрових сигналограм.

2.2. Вперше створено основи теорії виявлення у сигналограмах слідів зовнішніх втручань, виконаних з використанням цифрових технологій, в тому числі слідів цифрової обробки фонограм, в рамках якої запропоновано та обґрунтовано ряд гіпотез, на підставі яких визначені джерела й механізм виникнення слідів цифрової обробки сигналограм, показана неминучість їх виникнення та аналітично встановлена й експериментально підтверджена закономірність неминучого збільшення числа спотворень форми й спектральних компонент виділених зі сигналів, відтворених з обробленої в цифровій формі сигналограми, щодо числа цих спотворень та компонент, виділених з аналогічних сигналів, відтворених з фонограми, що не піддавалася такій обробці.

2.3. Дана закономірність прийнята як інформативна ознака слідів цифрової обробки фонограм.

2.4. Встановлена неможливість технічної реалізації засобів гарантованого виявлення спотворень форми та спектра оброблених сигналів, що містяться у фонограмі, при використанні часо-частотного аналізатору, побудованого на класичному короткочасному перетворенні Фур'є.

2.5. Встановлена можливість технічної реалізації засобів гарантованого виявлення спотворень форми та спектру оброблених сигналів, що містяться у фонограмі, за допомогою мікрохвилькового часо-частотного (вейвлет) аналізу. Встановлена доцільність застосування для розв'язання даної задачі комплексної функції Морле.

2.6. Вперше розроблений метод перевірки автентичності фонограм, заснований на виявленні слідів цифрової обробки шляхом порівняння еквівалентів спектрограм, отриманих з вейвлет-портретів стаціонарних сигналів, що виділяються з мовної інформації, яка міститься у зразковій фонограмі та фонограмі, що перевіряється.

3. Встановлено, що основними джерелами виникнення спотворень форми та спектра сигналів при цифровій обробці сигналограм є:

- розбіжність дійсних значень частот тактових генераторів пристроїв, які використовуються в процесі монтажу;

- розбіжність розміщення рівнів квантування з технологічними дефектами на статичних характеристиках квантувачів рівня аналого-цифрових і цифро-аналогових перетворювачів різних пристроїв, які використовуються в процесі монтажу;

- використання операції стробіювання для вирізання фрагментів фонограми при монтажі методом компіляції фрагментів у ПЕОМ;

- виникненням інформаційних втрат при перетворенні форматів представлення інформації, що використовуються при обробці сигналів у ПЕОМ і в цифровій апаратурі запису аналогових сигналів.

4. У процесі вирішення розглянутої проблеми були розв'язані наступні задачі:

4.1. Розглянуті особливості схемно-конструктивних рішень, що використовуються в апаратурі цифрового запису аналогових сигналів і в апаратурі цифрової обробки звукових сигналів.

4.2. Проаналізовані особливості процесів, що відбуваються при запису, відтворенні та цифровій обробці фонограм, і серед них виявлені ті, що містять інформацію щодо зовнішніх втручань, проведених з використанням цифрових технологій.

4.3. Побудовані моделі різних варіантів обробки фонограм, які порушують цілісність інформації.

4.4. Обраний математичний апарат, що дозволяє побудувати аналізатори, здатні виявляти сліди цифрової обробки фонограм.

4.5. Розроблені методи та засоби виявлення слідів цифрової обробки фонограм при перевірці їх автентичності.

4.6. Проведена експериментальна перевірка достовірності розроблених основ теорії виявлення слідів цифрової обробки фонограм і достатності роздільної здатності за амплітудою та частотою розроблених методу й устаткування (експериментальні зразки апаратно-програмного комплексу "Теорема-1"). Результати експерименту відмінно узгоджуються з результатами теоретичних викладень.

5. Практична значимість роботи полягає в тому, що науково обґрунтовано систему виявлення слідів порушень цілісності інформації, яка міститься у фонограмах, і на цій базі вперше розроблено й апробовано апаратно-програмний комплекс "Теорема-1", призначений для виявлення слідів цифрової обробки цифрових та аналогових фонограм, а розробники методів та засобів судово-акустичної експертизи отримали теоретичні основи побудови таких систем, що відкриває шляхи їх подальшого удосконалення.

6. Комплекс впроваджений в експертну практику в експертній групі інформаційно-технічного центру Національної академії внутрішніх справ України та Львівському, Одеському й Київському науково-дослідних інститутах судових експертиз.

Таким чином, достовірність проведених досліджень і працездатність розроблених методу та устаткування підтверджені експертною практикою.

7. Ряд технічних рішень, реалізованих у комплексі "Теорема-1", захищені довгостроковими патентами на винаходи України та патентуються відповідно до правил міжнародного патентування.

Основні результати дисертації опубліковано у наступних роботах

1. Рыбальский О.В., Жариков Ю.Ф. Современные методы проверки аутентичности магнитных фонограмм в судебно-акустической экспертизе. К.: НАВСУ, 2003. 300 с.

2. Рибальський О.В. Застосування вейвлет-аналізу для виявлення слідів цифрової обробки аналогових і цифрових фонограм у судово-акустичній експертизі. К.: НАВСУ, 2004. 167 с.

3. Рыбальский О.В. Проверка аутентичности фонограмм при проведении судебно-акустической экспертизы, как одна из составляющих информационной безопасности страны. Часть 1 // Захист інформації. К.: КМУЦА. 2003. № 1. С. 17-28.

4. Рыбальский О.В. Проверка аутентичности фонограмм при проведении судебно-акустической экспертизы, как одна из составляющих информационной безопасности страны. Часть 2 // Захист інформації. К.: КМУЦА. 2003. № 2. С. 24-31.

5. Рыбальский О.В. Методологические основы судебно-акустической экспертизы при проведении диагностических исследований по выявлению следов цифровой обработки аналоговых и цифровых фонограмм // Защита информации: Сб. научн. тр. К.: НАУ, 2003. Вып. 10. С. 165-170.

6. Рыбальский О.В., Мовчан Т.В. Неизбежные следы монтажа цифровых сигналограмм // Реєстрація, зберігання та обробка даних. К. 2002. Т.4, № 2. С. 51-61.

7. Рыбальский О.В., Жариков Ю.Ф. Расчет возможности совпадения информационных признаков, полученных из аппаратуры магнитной записи при проведении фоноскопических экспертиз // Специальная техника и вооружение. К. 2001. № 2. С. 5-7.

8. Рыбальский О.В., Мовчан Т.В., Писаренко Л.Д., Путилов Ю.В. Выявление признаков обработки цифровых фонограмм с помощью вейвлет-анализа сигналов // Реєстрація, зберігання та обробка даних. К. 2002. Т. 4, № 3. С. 89-103.

9. Рыбальский О.В., Мовчан Т.В. Особенности применения вейвлет-анализа при проведении экспертиз подлинности цифровых фонограмм // Реєстрація, зберігання та обробка даних. К. 2003. Т. 5, № 1. С. 22-31.

10. Рыбальский О.В. Программа для выявления следов цифровой обработки аналоговых и цифровых фонограмм при проведении судебно-акустической экспертизы // Реєстрація, зберігання і обробка даних. К. 2003. Т. 5, № 3. С. 50-56.

11. Рыбальский О.В. Модели нестандартных способов обработки цифровых фонограмм // Реєстрація, зберігання і обробка даних. К. 2003 Т. 5, № 4. С. 25-32.

12. Рыбальский О.В. Метод получения графиков текущих спектров сигналов из их вейвлет-портретов // Захист інформації. К.: КМУЦА. 2004. № 1. С. 51-56.

13. Рыбальский О.В. Выбор направлений разработки методов и средств выявления следов цифровой обработки фонограмм // Захист інформації. К.: КМУЦА. 2004. № 2. С. 51-54.

14. Рибальський О.В. До основ теорії виявлення слідів цифрової обробки фонограм // Зб. наук. пр. Військового інституту телекомунікацій та інформатизації НТУУ "КПІ". К. -2004. № 4. С. 129-138.

15. Рыбальский О.В., Тимко Е.В., Усков К.Ю. Выявление следов цифровой обработки цифровых фонограмм, проведенной с перекодировкой форматов // Реєстрація, зберігання і обробка даних. К. 2004. Т. 6, № 1. С. 99-109.

16. Рыбальский О.В. К экспериментальной проверке достоверности положений теории выявления следов цифровой обработки фонограмм // Реєстрація, зберігання та обробка даних. К. 2004. Т.6, № 3. С. 85-98.

17. Рибальський О.В., Богданов О.М., Геранін В.О. Методологія розробки основ теорії виявлення слідів цифрової обробки фонограм та її деякі аспекти // Правове, нормативне, метрологічне забезпечення систем захисту інформації в Україні. 2004. Вип. 8. С. 24-28.

18. Рибальський О.В. Можливості використання магнітооптичних методів візуализації остаточної намагніченості при проведенні судово-акустичної експертизи // Зб. наук. пр. Військового інституту телекомунікацій та інформатизації НТУУ "КПІ". К. 2004. № 3. С. 125-129.

19. Рибальський О.В. Умови реалізації комплексу для виявлення слідів цифрової обробки аналогових і цифрових фонограм // Зб. наук. пр. Військового інституту телекомунікацій та інформатизації НТУУ "КПІ". К. 2004. № 1. С. 124-127.

20. Рыбальский О.В. Анализ возможных цифровых и аналоговых способов подделки фонограмм и требований к анализаторам для выявления их следов // Захист інформації. К.: КМУЦА, 2004. Спеціальний випуск. С. 44-48.

21. Рыбальский О.В. К основам теории выявления следов цифровой обработки фонограмм // Защита информации. Сб. трудов НАУ. К.: КМУЦА, 2004. Вып. 11. С. 50-56.

22. Богданов О.М., Рибальський О.В., Хахановський В.Г. Проблема легалізації фонограм, записаних на спеціальній апаратурі звукозапису // Правове, нормативне, метрологічне забезпечення систем захисту інформації в Україні. 2004. Вип. 8. С. 34-38.

23. Рыбальский О.В., Близников С.А, Мыслинский А.В., Брягин О.В. Особенности проведения экспертизы цифровых сигналограмм, полученных оперативным путем // Захист інформації. К.: КМУЦА. 2005. № 2. С. 57-62.

24. Рыбальский О.В. Современные методы и средства проверки аутентичности фонограмм / Сб. тр. ХІІ Междунар. научн. конф. "Информатизация и информационная безопасность правоохранительных органов". М.: Академия управления МВД России, 2003. С. 301-303.

25. Пат. 60403 України, МКВ G 11 b 27/00, 27/36. Спосіб перевірки автентичності цифрових сигналограм: Пат. 60403 України, МКВ G 11 b 27/00, 27/36 Рибальський О. В., Жаріков Ю.Ф. (Україна); НАВСУ. № 2002031835; Заявл. 05.03.02; Опубл. 15.10.03, Бюл. № 10.

26. Пат. 54627 України, МКВ G 11 b 27/00, 27/36. Спосіб ідентифікації цифрової апаратури запису аналогових сигналів та перевірки автентичності цифрових сигналограм: Пат. 54627 України, МКВ G 11 b 27/00, 27/36 Рибальський О.В., Жаріков Ю.Ф., Орлов Ю.Ю., Геранін В.О., Писаренко Л.Д., Мовчан Т.В., Кирюша Б.А. (Україна); НАВСУ. № 2001129156; Заявл. 28.12.01; Опубл. 17.03.03, Бюл. № 3.

27. Пат. 27206 України, МКВ G 11 b 27/00, 27/36. Спосіб перевірки оригінальності та автентичності аналогових магнітних сигналограм: Пат. 27207 України, МКВ G 11 b 27/00, 27/36 Рибальський О.В., Жаріков Ю.Ф., Орлов Ю.Ю. (Україна); НАВСУ. № 99084532; Заявл. 09.08.99; Опубл. 15.08.00, Бюл. № 3.

28. Рішення Державного департаменту інтелектуальної власності про видачу патенту на винахід від 23.11.2004 р. по заявці на винахід № 2003076921 МКВ G 11 b 27/00, 27/36. Спосіб виявлення слідів цифрової обробки аналогових і цифрових сигналограм: Рибальський О.В., Геранін В.О., Жаріков Ю.Ф., Орлов Ю.Ю., Волкович С.Л., Струк І.О. (Україна); НАВСУ. заявл. 22.07.2003 р.

29. Свідоцтво № 11088 про реєстрацію авторського права на твір. "Комп'ютерна програма "Академія"". Рибальський О.В., Волкович С.Л. (Україна); Рибальський О.В. № 10986; Заявл. 26.07.2004; Опуб. 17.09.2004.

Анотація

Рибальський О.В. Основи теорії виявлення слідів цифрової обробки фонограм. - Рукопис.

Дисертація за здобуття наукового ступеня доктора технічних наук за спеціальністю 05.13.21 - системи захисту інформації. - Державний університет інформаційно-комунікаційних технологій, Київ, 2005.

Дисертацію присвячено виявленню слідів цифрової обробки у сигналограмах, що надаються на судово-акустичну (фоноскопічну) експертизу для надання цим сигналограмам статусу доказового матеріалу.

У дисертації розроблено новий напрямок створення методів та засобів перевірки автентичності аналогових і цифрових фонограм з використанням тонких процесів, які відбуваються при запису, цифровій обробці та перезапису оброблених фонограм. Вирішена проблема виявлення слідів зовнішніх втручань, проведених з використанням цифрових технологій, що порушують цілісність інформації, яка міститься у сигналограмах, що перевіряються.

Для цього розроблено основи теорії виявлення слідів цифрової обробки фонограм.

На цій основі автор розробив методи та засоби перевірки автентичності аналогових і цифрових фонограм, без чого сьогодні достовірна експертиза принципово неможлива. Тим самим, на рівні, адекватному сучасному технічному стану потенційних загроз порушень цілісності інформації, забезпечена можливість достовірної перевірки фонограм при проведенні експертизи їх автентичності.

Розроблено та впроваджено в експертну практику нашої країни методи та засоби для виявлення слідів цифрової обробки фонограм.

Ключові слова: автентичність, експертиза, сигналограма, фонограма, аналогова фонограма, цифрова фонограма, цифрова обробка фонограм, оригінальність та дійсність фонограм, цілісність інформації, спотворення сигналів.

Аннотация

Рыбальский О.В. Основы теории выявления следов цифровой обработки фонограмм. - Рукопись.

Диссертация за соискание ученой степени доктора технических наук по специальности 05.13.21 - системы защиты информации. - Государственный университет информационно-коммуникационных технологий, Киев, 2004.

Диссертация посвящена выявлению следов цифровой обработки в сигналограммах, представляемых на судебно-акустическую (фоноскопическую) экспертизу для придания этим сигналограммам статуса доказательного материала.

В диссертации разработано новое направление создания методов и средств проверки аутентичности аналоговых и цифровых фонограмм с использованием тонких процессов, происходящих при записи, цифровой обработке и перезаписи обработанных фонограмм. Решена проблема выявления следов внешних вмешательств, произведенных с использованием цифровых технологий, нарушающих целостность информации, содержащейся в проверяемых сигналограммах.

Для ее решения разработаны основы теории выявления следов цифровой обработки фонограмм.

На этой основе автор разработал методы и средства проверки аутентичности аналоговых и цифровых фонограмм, без чего сегодня их достоверная экспертиза принципиально невозможна. Тем самым, на уровне, адекватном современному техническому состоянию потенциальных угроз нарушения целостности информации, обеспечена возможность проверки фонограмм при проведении экспертизы их аутентичности.

Впервые разработанные основы теории содержат концепцию технологии обработки фонограмм с использованием цифровых способов и аппаратуры, тезисы и ряд гипотез. Тезисы, концепция и гипотезы обоснованы аналитически. На их основании найдена закономерность, характерная для фонограмм, содержащих следы цифровой обработки. Эта закономерность принята в качестве информативного признака следов такой обработки.

В процессе разрешения рассмотренной проблемы были решены следующие задачи:

Рассмотрены особенности схемно-конструктивных решений, используемых в аппаратуре цифровой записи аналоговых сигналов и в аппаратуре цифровой обработки звуковых сигналов.

Проанализированы особенности процессов, происходящих при записи, воспроизведении и цифровой обработке фонограмм, и среди них выявлены те, что содержат информацию о внешних вмешательствах, произведенных с использованием цифровых технологий.

Построены модели различных вариантов цифровой обработки фонограмм, нарушающих целостность содержащейся в них информации.

Избран математический аппарат, позволяющий построить анализаторы, способные выявлять следы цифровой обработки фонограмм.

Разработаны методы и средства выявления следов цифровой обработки фонограмм при проверке их аутентичности.

Проведена экспериментальная проверка достоверности разработанных основ теории выявления следов цифровой обработки фонограмм и достаточности разрешающей способности по амплитуде и частоте разработанных методов и оборудования (экспериментальные образцы аппаратно-программного комплекса "Теорема-1"). Результаты эксперимента отлично согласуются с результатами теоретических выкладок.

Впервые разработан метод проверки аутентичности сигналограмм, основанный на выявлении следов цифровой обработки путем сравнения эквивалентов спектрограмм, полученных из вейвлет-портретов стационарных сигналов, выделяемых из информации, содержащейся в образцовой и проверяемой сигналограммах.

Практическая значимость работы состоит в том, что научно обоснована система гарантированного выявления следов цифровой обработки фонограмм, а на этой базе впервые разработан и апробирован аппаратно-программный комплекс "Теорема-1", предназначенный для выявления следов цифровой обработки цифровых и аналоговых фонограмм, а разработчики методов и средств экспертизы получили теоретические основы создания таких систем, что открывает пути их дальнейшего совершенствования.

Разработанные метод и средства внедрены в экспертную практику в Национальной академии внутренних дел Украины, Киевском, Львовском и Одесском НИИ судебных экспертиз.

Ключевые слова: аутентичность, экспертиза, сигналограмма, фонограмма, аналоговая фонограмма, цифровая фонограмма, цифровая обработка фонограмм, оригинальность и подлинность фонограмм, целостность информации, искажения сигналов.

The summary

Rybalsky O.V. Bases of the theory of revealing of traces of digital processing of soundtracks. - Manuscript.

The dissertation for competition of a scientific degree of the doctor of engineering science on a speciality 05.13.21 - system of protection of the information. - State University of Information and Communication Technologies, Kiev, 2004.

The dissertation is devoted to revealing of traces of digital processing in soundtracks represented on examination for giving to them of the status proof.

In the dissertation the new direction of creation of methods and means of check of analog and digital soundtracks with use of thin processes occurring at recording, digital processing and rewriting of the processed soundtracks is developed. The problem of guaranteed revealing of traces of digital editing of soundtracks is decided.

The methods and means of check authenticity of analog and digital soundtracks are developed.

Keywords: authenticity, examination, soundtrack, analog soundtrack, digital soundtrack, digital processing of soundtracks, originality and authenticity of soundtracks.

Размещено на Allbest.ru

...