2.7 音频水印的攻击

抗攻击能力是数字水印系统最重要的性能指标。根据对音频信号同步结构的影响，可将攻击分为以下两种：普通攻击和同步攻击。

2.7.1 普通攻击类型

目前，大部分水印算法都能够很好地抵抗这类攻击。普通攻击主要有噪声干扰和常见的音频信号处理。噪声干扰主要包括加性和乘性噪声，其中最常见的是高斯白噪声。常见的音频处理操作有MP3压缩、低通/带通滤波、重量化/重采样、加入回声、滤波、音量增减、时域拉伸和基音改变等。这类攻击不会导致音频样本在时域上发生平移，因此不会对音频的同步结构造成破坏。

2.7.2 同步攻击类型

同步攻击的目的是破坏载体数据和水印的同步性。被攻击的数字作品中水印仍然存在而且幅度没有变化，但是水印信号已经错位，使水印检测器和嵌入的水印无法对齐，从而使水印检测前的同步在计算上不可行[45]。目前很少有算法能够抵抗这些攻击。这一类的攻击类型主要包括以下几种。

（1）变调（pitch-shift warping）：变调操作会引起频率偏移，是一种严重的对音频水印系统的攻击。

（2）抖动攻击（jettering）：均匀地在每个固定长度的样本中插入或者删去一个或者几个样本。

（3）随机剪切或增加样本（random removal，random duplication）：对于人耳来说，随机剪切掉一些样本或增加一些样本，在听觉上与原始音频之间几乎没有任何差别，但是对大多数时域或基于扩频技术的水印检测会产生灾难性的同步问题。

（4）时间标度修改（time-scale modification，TSM）：是一种时域攻击，它在所攻击的音频信号中周期性地添加或删除样本，或者使用复杂的时间标度修改技术来维持音调。这样，音频信号的长度可能会缩短或者增加。

（5）D/A和A/D转换：音频信号是模拟信号还是数字信号取决于携带音频的物质，就像计算机上的音频信号从声卡中输出，然后录制到磁带中，就必须经过D/A转换过程。由于D/A和A/D转换后，不仅样本的幅值（即音量）会发生变化，样本的位置也会发生平移，这就对音频的同步结构造成了破坏。