(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211005594.6 (22)申请日 2022.08.22 (71)申请人 西北师范大学 地址 730070 甘肃省兰州市安宁区安宁东 路967号 (72)发明人 黄羿博　高俊斌　 (74)专利代理 机构 兰州智和专利代理事务所 (普通合伙) 62201 专利代理师 周立新 (51)Int.Cl. H04L 9/32(2006.01) H04L 67/1097(2022.01) G10L 25/21(2013.01) G10L 25/18(2013.01) (54)发明名称 一种基于智能合约 的语音感知哈希认证方 法 (57)摘要 本发明公开了一种基于智能合约 的语音感 知哈希认证方法， 预处理输入的语音信号， 得处 理后语音信号； 对处理后语音信号进行频谱通量 特征提取和改进的谱熵法特征提取， 对提取的特 征进行内积， 得语音感知特征； 二值化处理语音 感知特征； 智能合约自动执行， 要么成功执行， 要 么所有的状态变化都撤销。 当发送交易到区块链 上时， 若满足智 能合约的触发条件， 自动执行预 设的逻辑， 待区块链中多数验证节点达成共识 后， 智能合约将成功执行， 主要功能模块： 上传合 约、 数字签名、 更新合约、 搜索合约等关键处理机 制。 该认证方法更具有人类感知特性， 能够更好 体现语音信号特性， 适用于复杂环 境下的信号传 输， 更可靠， 更公平， 能够很好的保护语音数据的 安全。 权利要求书3页 说明书10页 附图5页 CN 115296820 A 2022.11.04 CN 115296820 A 1.一种基于智能合约的语音感知哈希 认证方法， 其特 征在于， 该认证方法具体为： 对于语音信号： 步骤1： 对输入的语音信号 x(n)经过预加重、 分帧、 加窗， 得处 理后语音信号 x′ (n)； 步骤2： 对处 理后语音信号 x′ (n)进行频谱通量特征提取和改进的谱熵法特 征提取： 频谱通量特征提取： 计算得频谱通量特征 SF= ｛SF(i)｜i=1,2,…,N｝ ， 其中，i为第i帧的采样值 ， N为哈希序列 长度； 改进的谱熵法特 征提取： 1） 经过预处理后第i帧语音信号 为 ， 则DFT变换公式为： 式中，Xi(k)是 的短时傅里叶变换； j和k均为常数； 2） 计算子带能量： 每一帧信号分为若干个子带， 子带个数为 Nb， 则第i帧中的第 b个子带能量Eb(b,i)为： 式中，Yi(k)是第k条谱线频率分量的能量谱； 3） 改进的谱熵法特 征提取： 先计算子带能量概率， 再计算子带谱熵， 从而得到改进的谱熵法特征 Hb= ｛Hb(i)｜i=1, 2,…,N｝ ，i为第i帧，N是哈希序列长度； 其中子带能量 概率pb(b,i)为： 继而改进的谱熵法特 征Hb(i)为： 步骤3： 语音感知哈希生成： 1） 语音感知特 征 将频谱通量特征 SF与改进的谱熵法特征 Hb进行内积得到语音感知特征 G= ｛G(i)｜i=1, 2,…,N｝ ， 其中i为第i帧，N是哈希序列长度；  G=SF×Hb权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 115296820 A 22） 哈希构造 对语音感知特征进行二值化处理， 生成0、 1序列的语音感知 哈希z= ｛z(i)｜i=1,2,…, N｝ ， 其中i为第i帧，z(i)是第i帧的哈希值， N是哈希序列长度； 对于智能合约： 系统初始化： 系统通过点击按钮利用随机函数产生一个安全参数λ， 由Setup （1λ） 函数输 出系统公开参数 pp； 随后输入用户属性集 Su、 用户身份集ID和系统公开参数 pp， 由GKey( Su, ID,pp)函数判断账号是否注册过并随机选取抗碰撞Hash哈希， 输出语音用户密钥集 K=(Kpv， Kpb，Ks)和用户状态变量 δ， 其中 Kpv是用户私钥， Kpb是用户公钥， Ks是搜索密钥； 最后通过安全通信信道将密钥集 K返回给语音拥有者 VO， 并将语音用户身份信息广播 至区块链中； 上传合约： 链下分别提取频谱通量特征 SF与改进的谱熵法特征 Hb， 随后进行特征融合， 再由二值化处理生成语音感知哈希 z= ｛z(i)｜i=1,2,…,N｝ ； 同时语音文件上传星际文件系统中， 返回认证哈希 V， 将感知哈希 z和认证哈希 V拼接得 交易信息 msg， 语音拥有者 VO利用合约账户地址 addr发送上传权限申请后， 获取用户密钥集 K和用户状态变量δ， 由函数Upload( addr，K， δ )先对语音拥有者 VO进行身份审核， 若通过身 份审核则执行数字签名Φ= ｛ addr, K, msg, sig｝ 生成签名信息， 其中 addr为账户地址， K为 用户密钥集， msg为交易信息， sig是切分状态变量； 最后通过合约进行交易， 计算区块上传 消费的燃料， 若账户中没有足够的余 额来支付， 系统将回滚； 更新合约： 合约设置账户地址 addr跟用户ID映射关系： addr→ID， 获取密钥集 K， 输入更 新令牌tokenu， 由函数Update( addr， tokenu，K，umsg)先对语音拥有者 VO进行身份审核和操 作权限审核， 然后更新合约根据映射关系和数字签名Φ判断令牌token决定是否广播至区 块链中， 更新区块计算GAS费用并输出 更新签名后的交易信息； 同时也可调用Delete( addr， tokend，K)函数进行删除操作， 验证权限找 到需删除的链上 索引位置花费GAS对其进行操作， 若账户中没有足够的余 额来支付则系统回滚； 搜索合约： 语音用户 VU提交搜索令牌tokens和搜索密钥 Ks申请权限， 若不满足则输出错 误标识符 ⊥， 满足则通过交易  Tx 发送到搜索智能合约的地址， 调用搜索智能合约的   Search （tokens，Ks， msg） 函数进行搜索， 检测令牌 中关键字与检索中关键字是否相同， 用户 属性是否满足访问结构， 输出数字摘要信息 msg， 对其进行签名解密， 依据语音拥有者 VO公 钥Kpb和地址addr解密签名信息， 输出交易信息Tx给语音用户 VU用于链下进行语音哈希认 证。 2.如权利要求1所述的基于智能合约的语音感知哈希认证方法， 其特征在于， 所述步骤 2中， 频谱通 量特征SF的计算： 式中，Z(i,k)为预处理后语音信号 x′ (n)经过傅里叶变换第 i帧的周期信号； K是离散 傅里叶变换的系数； N为哈希序列长度； k为常数。 3.如权利要求1所述的基于智能合约的语音感知哈希认证方法， 其特征在于， 所述步骤 3的步骤2） 中， 哈希构造公式：权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 115296820 A 3