Tehnike ENF forenzičke analize audio zapisa

Forenzička analiza audio zapisa odnosi se na dobivanje, analiziranje i evaluaciju audio zapisa koje u konačnici mogu biti korištene kao dokazi na sudu.[1] Audio zapisi se mogu dobiti “samostalno”, ukoliko su snimnjeni npr. uređajem za snimanje zvuka, ali mogu doći i kao dio videozapisa. U svakom slučaju, audio zapis je potrebno analizirati kako bi se probalo utvrditi je li stvarno snimljen u trenutku za koji autori snimke tvrde da je, jesu li snimke modificirane… Za forenzičku analizu digitalnih audio zapisa, jedna od metoda koja se koristi bazirana je na promatranju frekvencije električne mreže. Upravo ta metoda će se ovdje analizirati.

Snimanje bilo kojeg razgovora ili događaja nekom digitalnom opremom (računalom, uređajem za snimanje zvuka, itd.), osim samog govora, sprema se i 50/60 Hz frekvencija električne mreže (ENF, engl. Electrical Network Frequency). U pravim električnim mrežama, ENF nije fiksiran na 50 ili 60 Hz (za potrebe ovog rada, pretpostavit ćemo da se radi o mreži frekvencije 50 Hz). Tijekom vremena, dolazi do male promijene u frekvenciji, uglavnom zbog razlike u proizvedenoj i potrošenoj energiji. Nakon analize ENFa kroz duži vremenski period, primijetilo se da su te male promijene frekvencije nasumične, bez nekog predvidljivog uzorka. Zbog širenja elektromagnetskog vala, cijela električna mreža, sastavljena od međusobno spojenih sustava, imat će jednaku frekvenciju (jednak ENF), neovisno o tome gdje u mreži se mjeri.[2]

Na gornjim slikama vidimo dva primjera izmjerenih ENFa. Na prvoj slici ENF je mjeren na različitim lokacijama u isto vrijeme, te vidimo da je on bio jednak u svim slučajevima. Druga slika prikazuje izmjeren ENF na istom mjestu kroz jedan tjedan. Iako imamo neke sličnosti (npr. skok u 5 i 6 skoro svaki dan), svaki ENF je unikatan.

Postoje tri metode za izvlačenje ENFa:

1. metoda spektograma “vremensko/frekvencijske domene” sastoji se od računanja spektograma,
2. metoda “frekvencijske domene” računa FFT (engl. Fast Fourier Transformation) za kratki vremenski prozor te izvlači maksimalnu vrijednost amplitude oko 50 Hz,
3. metoda “vremenske domene” koja se sastoji od mjerenja prolaska kroz nulu.

Metoda sa spektogramima je najbrža. Nakon dobivanja spektograma, on se može vizualno usporediti sa spektogramom koji imamo u bazi ENFa. Ako ENF koji imamo u bazi za vrijeme kad je audio zapis nastao u cijelosti odgovara dobivenom ENFu iz audio zapisa, možemo biti vrlo sigurni da je zapis nastao u to vrijeme, te da nije bilo nikakvih promijena na njemu.

Kako bi se druge dvije metode uopće mogle koristiti, prvo je potrebno iskoristiti prvu metodu. Prva metoda radi neovisno o broju ENF komponenata u zapisu te pomoću nje možemo odrediti broj komponenata. Prisutnost više od jedne komponente ENFa u većini slučajeva označava da se radi o neautentičnoj snimci.

Metoda frekvencijske domene može se iskoristiti na jednu ENF komponentu kako bi analizirali snimku. Ova metoda se može iskoristiti i za snimke koje imaju više ENF komponenata, kako bi ih razdvojili. Takvi “zasebne” ENF komponente se zatim mogu koristiti u trećoj metodi, koja radi samo kada signal ima jednu ENF komponentu.

[1] R. C. Maher Audio forensic examination, IEEE Signal Processing Magazine, 27.3.2009, pristupljeno 10.1.2021.

[2] C. Grigoras Applications of ENF criterion in forensic audio, video, computer and telecommunication analysis, Forensic Science International, 11.4.2007., pristupljeno 10.1.2021.

[3] B. Gerazov, Z. Kokolanski, G. Arsov Tracking of electrical network frequency for the purpose of forensic audio authentication, svibanj 2012, pristupljeno 10.1.2021.