在人工智能迅猛發展的今天,語音合成和轉換技術日新月異,爲我們帶來了無比真實、自然的音頻體驗。然而,這些技術的進步也帶來了潛在的安全隱患,特別是"語音克隆"技術可能被不法分子利用,威脅個人隱私和社會穩定。

針對這一挑戰,浙江大學智能系統安全實驗室和清華大學攜手推出了一個革命性的語音僞造檢測框架——SafeEar。這個框架不僅能高效檢測僞造音頻,還能在檢測過程中保護用戶的語音隱私,實現了安全與隱私的雙重保障。

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SafeEar的核心技術在於其採用的基於神經音頻編解碼器的解耦模型。這一創新設計能夠將語音的聲學特徵與語義信息分離,僅依靠聲學特徵進行僞造檢測。這不僅大幅提升了檢測準確性,更重要的是在檢測過程中不會泄露語音內容,有效保護了用戶隱私。

該框架的結構包括前端解耦模型、瓶頸層、混淆層、僞造檢測器以及真實環境增強等多個模塊。通過這些模塊的協同工作,SafeEar在面對各種僞造技術時展現出卓越的檢測能力,誤報率低至2.02%,幾乎達到了當前最先進技術的水平。更令人欣喜的是,實驗證明攻擊者無法從聲學信息中恢復出原始語音內容,充分證明了SafeEar在隱私保護方面的出色表現。

SafeEar的前端模塊採用創新的解耦模型,能在分離和重建語音特徵的過程中有效區分聲學和語義信息。隨後,瓶頸層和混淆層通過降維和隨機混淆進一步保護語音信息,即使面對最先進的語音識別模型,也能有效防止真實信息被提取。

在僞造檢測方面,SafeEar採用了基於聲學輸入的Transformer分類器,提高了檢測的精準度和效率。此外,通過多種音頻編解碼器模擬不同環境下的音頻情況,SafeEar還增強了模型的環境適應性。

經過一系列嚴格的實驗測試,SafeEar不僅超越了許多傳統檢測方法,還在音頻僞造檢測領域樹立了新的標準。更重要的是,SafeEar能在實際應用中實時保護用戶的語音隱私,爲智能語音服務的安全發展提供了強有力的支持。

通過這項技術,浙江大學和清華大學不僅開創了語音僞造檢測的新領域,還構建了一個包含多種語言和聲碼器的豐富音頻數據集。這爲未來的研究和應用奠定了堅實的基礎,使用戶在享受便捷語音服務的同時,也能獲得更好的隱私保護。

SafeEar的問世無疑爲我們應對AI時代的隱私挑戰提供了一個強有力的工具,讓我們在享受技術便利的同時,也能更好地保護自己的隱私安全。

論文地址:https://safeearweb.github.io/Project/files/SafeEar_CCS2024.pdf