[发明专利]一种快速破坏广播音频文件病毒的方法

说明书

技术领域

本发明属于数字音频处理技术，特别涉及广播音频文件处理技术。

背景技术

我国电台网络经过几十年的发展，逐步形成了以播出网（内网）和办公网（外网）为核心的网络系统。为了保证电台业务和节目播出的安全，国家广电总局规定广播电台的内网必须与外网隔离，以防止恶意的攻击和病毒的感染。然而在另一方面，大量的素材信息如音乐节目、采访录音、新闻稿件等需要在内外网间进行交换，封闭的内网将严重影响电台的工作效率和节目质量。为解决这个问题，安全隔离网闸产品应运而生并快速发展起来，在国内电台中得到了广泛的应用。

来自于互联网的安全威胁主要有黑客攻击和病毒感染两种。网闸提供了对前一种黑客攻击的防范作用，但对后一种病毒感染却无能为力。病毒通常以文件为载体进行传播，很多网闸设备通过采用检查文件扩展名、文件头等格式审查手段来防范文件病毒，但这些方法都无法从根本上防止病毒感染，因为病毒可能藏匿在文件数据（如音频数据）中。

我国广播电台现行的音频文件格式的行业标准是ISO11172-3标准中的MPEG-I第二层格式（简称mp2）。该格式文件是通过采用运动图像专家组（Moving Pictures Expert Group，MPEG）制定的一种音频数据压缩编码第二层标准方法对原始的音频数据进行压缩而产生的。mp2音频文件由若干个音频帧组成，每个音频帧的帧信息包含帧头、位分配、缩放因子选择、缩放因子、通道子带样本码字和辅助数据等6部分，如图1所示。其中，通道子带样本码字部分包含了左右通道的32个频率子带样本的编码信息，而量化各通道子带样本所用的比特数由前面的位分配部分决定。位分配的值越大，分配给对应通道子带的量化比特位就越多，该通道子带样本值的表达就越精确。本文所述通道子带是指由通道编号与子带编号一同确定的对应通道的子带，如通道子带（i，j）表示为通道编号为i，子带编号为j对应的子带。

在标准中，一个通道子带的36个样本，被划分为了12节（granule），每节包含3个连续样本。由图1知，各通道子带的样本码字在音频帧中是按节交替排列的，即先排各通道子带的第1节，然后排它们的第2节，直至最后的第12节。通道子带样本码字是音频帧的主体部分，而这部分没有校验机制，可以被任意篡改而不被发觉。因此，音频文件可成为病毒的优良载体。藏匿在音频文件中的病毒可以利用播放软件的漏洞实现对内网机器的攻击，而这种病毒攻击是使用格式审查方法无法防范的。目前防止文件病毒入侵的方法大体分两类：检测病毒和破坏病毒。

检测病毒的方法是通过检测出病毒来实现防御。典型的方法有比较法和防篡改法。比较法是通过将文件数据和病毒特征进行比对来发现病毒的。类似于查毒软件，这种方法需要不断更新病毒特征；防篡改法是预先在文件中加入认证或校验码，通过检测文件是否被篡改来判断是否感染病毒，这种方法需要在音频制作的源头作处理，使用也很不方便。

破坏病毒的方法是一种较好的主动防御方法，其目标是直接破坏病毒。该类方法可分为非压缩域处理和压缩域处理两类。非压缩域处理首先将压缩的音频解码成原始脉冲编码调制（Pulse Code Modulation，PCM）数据，然后通过一定的方式改变PCM数据，最后通过编码还原成压缩文件。这种方法经历了解码和再编码过程，计算复杂度较高；压缩域处理则直接对压缩编码的比特流进行改变，如加入水印、改变缩放因子或编码码字等。压缩域处理方法虽然简单，但往往对音质有较大的损伤。总之，目前破坏病毒方法主要面临着两个技术难点，即如何降低计算复杂度和如何在破坏病毒的同时尽可能地保证音质。这两个问题在现有的方法中没有得到很好的解决。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种新的、快速的并能够保证广播音频文件音质的病毒破坏方法。

本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种快速破坏广播音频文件病毒的方法，其特征在于，逐一对编码流中的音频帧进行量化比特位的调整，将经重量化编码后的音频帧重新写入编码流中，对音频帧进行比特位调整包括以下步骤：

a.解析当前音频帧的帧头和子带编码信息，得到当前音频帧中所有通道子带的位分配与样本码字；

b.在参与当前音频帧编码的所有通道子带中先选择1个通道子带进行位分配减1调整，再选择1个或多个通道子带进行位分配加1调整；被选择的通道子带满足的条件是：进行位分配减少调整的通道子带在位分配减少后所释放的样本码字比特数大于等于进行位分配增加调整的所有通道子带在位分配增加后需耗费的样本码字的总比特数，且进行位分配减少调整的子带编号与进行增加调整的子带编号不同；