数字网络的快速发展,使数字多媒体信号成为大数据时代人们信息沟通和传递的主要方式,数字音频信号就是其中之一。数字语音信号由于具有编辑简便、传输方便快捷等优点,在语音通讯、新闻播报等方面具有广泛的应用。随着多媒体编辑软件使用的越来越便捷以及编辑软件功能的越来越丰富多样,使得对数字语音信号的恶意修改、伪造变得简单易行。若恶意的伪造内容被人们采纳,势必会给当事人带来不利的影响。如何验证语音内容的真实性,以及在语音信号被攻击后,如何恢复被攻击的内容,已成为大数据时代数据安全领域研究的重点内容之一。考虑到数字语音取证技术的实际需求和对篡改内容进行恢复的应用价值,本文主要做了以下工作:(1)定义了语音信号频域系数对数和的特征,分析表明静音部分频域系数对数和特征较小,非静音部分频域系数对数和特征较大。基于此,利用语音信号频域系数对数和特征来对语音信号的静音段和非静音段进行检测。语音信号非静音段包含实质的语义内容,因此,对非静音段的检测为语音信号的篡改恢复提供了技术积累。(2)提出了基于离散余弦变换的数字语音取证和篡改恢复算法。离散余弦变换使数字语音信号在频域变换后的能量主要集中在低频部分,其中幅值较大的系数对语音信号的重构起决定性作用。基于此,给出了利用离散余弦变换来对语音信号进行压缩的方法。篡改定位是对被攻击内容进行篡改恢复的首要前提,本文将各帧的帧号和对应的压缩信号一起作为要嵌入的信息进行嵌入,利用帧号来对语音信号进行取证,并篡改定位。对于定位到的被攻击内容,通过提取嵌入在没有被攻击帧中的压缩信号来重构被攻击的内容,实施篡改恢复。实验结果表明,本算法在满足取证和篡改恢复要求的同时,一定程度上提高了水印算法的安全性和整个系统的抗攻击能力。