[发明专利]一种基于声纹表征参数的数字签名方法

权利要求书

1.一种基于声纹表征参数的数字签名方法，其特征在于，具体方法包括：

步骤一：对于待验证原始消息通过hash加密生成明文m；

hash加密为多对一的映射方式，对于目标文本s，hash加密将其映射为m，其基本表达式表示为：m＝H(s)；

步骤二：声纹识别并提取参数；声纹中提取的参数包括：谱质心、谱延展、谱质心带宽、谱包络面积、谱斜度、谱峰度、谱不规律性、谱熵、频带梅尔能量、频带能量、频带、谱通量、谱下降值、谱平整度、粗糙度、过零率、上升时间、上升斜率、低能量比、谱变化、对数起振时间、三刺激值-1、三刺激值-2，三刺激值-3、奇偶波诺比；MFCC系数为12个或13个；

步骤三：配合小程序随机口令，利用参数转换密钥生成；

利用参数转换密钥生成的计算公式为：K:x→[x₁,x₂,...,x_n]，其中K代表转换函数，[x₁,x₂,...,x_n]为特征参数[c₁,c₂,...,c_n]关于待转换密钥x的关系式；密钥x在算法K中的体现以x₁,x₂,...,x_n为方程组的解，其解相同，有且仅有一个，而各声纹参数为n个满足此解的方程中的系数，n个声纹特征参数分别存在于n个方程中；只有当各声纹参数正确时，密钥x才能被唯一正确确定，这样就使得n个参数能唯一对应一个确定的密钥x，正确密钥x的提取唯一依赖于正确的声纹参数，正确的声纹参数为唯一对应的人；

当n个参数中有1个或多个参数无法满足n个方程同一确定解的条件时，x其实是无法依据算法结果生成的，那么此时程序将会随机生成一个不同于正确的密钥x的错误密钥；

考虑到人声存在以录音方式被盗取的风险，程序中添加一个生成随机口令的功能，此功能限制了语音内容，且每次生成的口令是不同的，签名者必须根据口令指示发出语音内容，这样使声纹特征被通过录音方式获得，但由于语音内容与随机口令不一致，也无法进行有效签名；

语音内容的是否符合在程序中体现在：在鉴别声纹特征参数的同时判断语音内容的正确性，正确就生成参数1，错误就生成参数0；声纹特征参数与语音内容参数共同构成算法K中的参数；

为了使密钥具有符合安全等级的长度，需要对经过K变换之后得到的初始密钥进行改进，使之变成具有固定位数的二进制字符串，得到最终密钥；为此，在系统中事先储存信息P，定义信息P是将初始密钥经过处理而变成满足固定位数的最终密钥的携带数据的算法，信息P是一个辅助初始密钥加以改进使之成为符合条件的最终密钥的工具；

步骤四：对明文m使用私钥加密从而生成密文s，密文s为签名文件；

明文m使用私钥加密从而生成密文的步骤分为：

(1)：首先选取两个大素数p,为一个本原元，p，q公开；

(2)：将得到的最终密钥作为私钥x；y是公钥，并且满足y＝g^xmod p；

(3)：随机选择两个大整数k，d；

计算：γ＝g^kmod p；

t₁＝g^dmod p

签名过程：(γ，t，t₁，δ)为得到的签名；

若γ＝t₁^mty^δ，则签名是有效的；

步骤五：通过验证等式是否成立判断签名的有效性；

用于验证的基本公式为：

因此g^kmod p＝γ，得证；

对比验证的判别标准为：

若γ＝t₁^mty^δ，则签名是有效的；

反之，则无效。