苹果手机录制录音真实性鉴定技术

苹果手机录制录音真实性鉴定技术

作者：曾锦华，奚建华，孙维龙，等

来源：《中国司法鉴定》 2020年第5期

收稿日期：2019-03-23

基金项目：上海市司法鉴定专业技术服务平台资助项目（19DZ2292700）

作者简介：曾锦华（1985—），男，高级工程师，博士，主要从事声像资料司法鉴定、计

算机司法鉴定。E-mail:zengjh@。

通信作者：奚建华（1960—），男，高级工程师，主要从事刑事技术研究工作。E-mail：

xijh@。

通信作者：孙维龙（1963—），男，高级工程师，主要从事刑事技术研究工作。E－mail：

sunwl@。

曾锦华，奚建华，孙维龙，邱秀莲

（司法鉴定科学研究院 上海市司法鉴定专业技术服务平台 司法部司法鉴定重点实验室，

上海 200063）

摘 要： 针对苹果手机录制录音真实性鉴定问题，本文从苹果手机用于录制录音的语音备

忘录程序的数据组织架构检验、录音相关的文件时间信息检验、语音备忘录数据库信息检验角

度出发，系统研究苹果手机录制录音的真实性鉴定技术。本文首先介绍了苹果手机及其操作系

统，并对录音真实性鉴定技术进行了综合研究。通过系统研究苹果手机录制的未经过加工处理

的录音的检验技术要点，研究使用iTool工具导入至语音备忘录的外部录音的鉴定技术，以及

使用苹果手机语音备忘录编辑录音的鉴定方法。相关鉴定技术和检验方法的研究对苹果手机录

制录音的真实性鉴定技术研究具有重要的理论研究意义和实践应用价值。

关键字： 苹果手机；录音真实性；司法鉴定；语音备忘录；电子数据鉴定

中图分类号: TP273.5 文献标志码: B doi: 10.3969/.1671-2072.2020.05.015

文章编号： 1671-2072-（2020）5-0093-05

视听资料是我国《刑事诉讼法》和《民事诉讼法》等法律法规规定的重要法定证据形式，

录音资料作为视听资料的重要组成部分，其真实性司法鉴定新技术新方法的研究具有重要的理

论研究意义和实际应用价值。录音真实性鉴定主要指通过听觉检验、声谱分析、元数据分析以

及数字信号统计特征分析等方法，对录音资料是否经过后期加工处理所进行的专业判断[1]。在

实际鉴定案件中，经常遇到送检录音载体为苹果手机的声像资料司法鉴定案件，要求鉴定声称

为苹果手机录制的录音的真实性问题。苹果手机录音真实性鉴定技术研究涉及一般意义上的录

音真实性鉴定技术研究，同时，与苹果手机及其iOS操作系统的特性研究亦息息相关。

1 录音真实性鉴定技术

录音真实性鉴定指通过听觉检验、声谱分析、元数据分析以及音频信号统计特征分析等方

法，对录音资料是否经过后期加工处理所进行的专业判断。现有的录音真实性鉴定技术手段包

括录音元数据检验技术、语音语义分析技术、音频信号分析包括频谱图分析和信号统计分析、

电子数据检验技术等。

1.1 数字录音的元数据检验技术

市面上常见的遵循MPEG-4标准的录音文件，比如.mp4和.m4a后缀名录音文件，其元数据

信息中包含丰富的录音信息，包括录音格式信息、录音文件大小和时长信息、录音录制时间、

编码时间和标记时间信息、录音编码程序信息、录音编码参数等。这些信息为录音真实性鉴定

提供重要的检验角度和检验内容。

1.2 语音语义分析技术

语音语义分析技术主要指录音中声音的连续性和一致性，以及语音语义的连续性和一致性，

主要通过听觉检验分析方法，通过鉴定专家的语音辨听和语义辨识来检验检材录音是否经过编

辑处理。人耳与大脑组合被认为是世界上最精密的声音感知“设备”，听觉检验是录音真实性

分析的基本且重要的方法。

1.3 音频信号分析

传统的音频频谱图分析技术就是基本的录音信号分析方法，近年来，出现了大量的从录音

信号统计分析角度出发研究录音的真实性鉴定技术，主要包括录音录制设备识别[2]、音频信号

的相似性检测技术[3-4]、音频信号压缩特征检测技术[5-6]、基于电网频分析的录音时间估计

方法[7-8]，以及信号高阶统计特性分析[9]等。

1.4 电子数据检验技术

电子数据检验指录音录制设备系统相关的电子数据信息检验，包括文件属性信息检验、录

音应用程序数据库信息检验、录音设备系统日志信息检验、文件删除恢复检验等。电子数据角

度的检验技术为数字录音的真实性鉴定提供了重要的检验角度和检验内容。

全方位的检验技术和检验角度保障了录音真实性鉴定的科学性和准确性，其中元数据检验

分析以及语音语义分析技术是基础和核心，音频信号分析和电子数据检验分析是升华和精确。

2 苹果手机录音真实性鉴定技术

苹果手机用于录音的内置应用程序为语音备忘录（Voice Memos App），至2018年，苹果

手机的操作系统已更新至iOS12版本，不同版本的语音备忘录界面、操作方法和应用程序数据

组织方式均有一定差异但基本相同，本文以搭载iSO10操作系统的iPhone 7手机为例，研究苹

果手机的语音备忘录中录音的真实性鉴定技术。

2.1 语音备忘录录制录音的数据组织架构

初始状态下，语音备忘录应用程序数据存储于手机中的“/var/mobile/Media/Recordings/”

位置中，其基本数据文件结构如表1所示。

其中，属性列表文件（Property List File）是一种结构化文本文件，包含应用程序的配

置信息，由于扩展名通常为plist，因此被称为 plist文件。plist文件通常用于储存用户设

置，也可以用于存储捆绑的信息，其内容为xml格式，可用专门的plist编辑器进行内容查看

和编辑。Data Base File为SQLite数据库，DB-SHM文件和DB-WAL文件为数据库的临时文件，

其中WAL文件为数据库数据缓存文件，写入SQLite数据库的数据首先是写入WAL文件，到一定

节点时间，该数据才会写入主数据库文件，因此，使用SQLite数据库查看器查看语音备忘录数

据库数据时，Data Base File和DB-WAL文件必须在同一目录下才能查看完整的数据库数据。

当使用语音备忘录录制录音时，应用程序会产生.m4a格式的音频文件，以及同名

的.waveform文件和同名的.composition文件夹；其中，.m4a与.mp4一样，是遵循MPEG-4音

频标准的文件拓展名；.waveform文件是音频的波形图文件，其中记录有语音备忘录程序界面

中的语音波形图显示图形信息；.composition文件夹中通常包含有名称为fragments的空文件

夹以及一个文件，其中文件中记录有该录音及其波形文件的

统一资源定位符（即访问路径），以及录音的统一资源标识符。

基于语音备忘录录制录音数据组织架构的录音真实性鉴定检验中，除了对检材录音进行检

验外，针对同名的.waveform文件和同名的.composition文件夹的相关信息检验亦是有用的辅

助检验内容。

2.2 语音备忘录录音相关的文件时间信息

语音备忘录程序在录制录音时，用户可以给录制的录音命名，但语音备忘录程序文件夹中

录音文件均是以语音录制时间命名，.m4a格式的录音的元数据信息中通常包含有录制时间、录

音时长、编码时间和标记时间信息，其中，录制时间是录制录音的起始时间，以手机系统时区

时间显示；编码时间和标记时间为录音的最后保存时间，以国际协调时间（UTC）显示；在

iOS8版本系统录制的录音中存在录制时间元数据信息，iOS10版本中无该元数据信息。通过

iTools工具还可以获取录音文件的最后修改时间，以及同名.waveform文件和.composition文

件夹的最后修改时间。

基于语音备忘录录制录音相关的文件时间信息的录音真实性鉴定检验中，录音所有者声称

的录音录制时间、录音文件名所表示的录音录制时间、录音元数据信息中的录制时间、录音时

长、编码时间和标记时间，以及录音文件及其同名的.waveform文件和.composition文件夹的

最后修改时间等时间信息相互间的内在逻辑关系可为录音真实性鉴定提供主要的检验角度和检

验内容。

实验研究发现，播放语音备忘录中的录音，会修改对应录音的.composition文件夹的最后

修改时间，录音文件和同名的.waveform文件的最后修改时间不变；当点击录音备忘录界面中

的“”按钮调出语音编辑界面和波形显示界面，不做任何编辑情况下点击“完成”按钮，录音

文件的最后修改时间信息不变，而同名的.waveform文件和.composition文件夹的最后修改时

间会发生变化。

2.3 语音备忘录录音数据库

录音备忘录程序文件夹中的SQLite数据库结构如图1所示。

其中，数据库中包含6张数据库表。下面对数据库表中的主要信息描述如下：

（1）Z_METADATA数据表包含有Z UUID字段，UUID为通用唯一标识符；（2）

ZDATABASEPROPERTY数据表中包含有ZKEY字段，该字段记录有语音备忘录下一次录音的编号信

息；（3）Z_PRIMARYKEY数据表中包含有Z_NAME字段，该字段记录有语音备忘录中的最多时候

的总录音数量；（4）ZENTITYREVISION数据表中包含ZRECORDING_ID字段，该字段记录有每个

录音的编号信息；（5）ZRECORDING数据表中包含ZRECORDINGID、ZDATE、ZDURATION、

ZCUSTOMLABEL、ZPATH字段。

基于语音备忘录录音数据库的录音真实性鉴定检验中，数据库表中检材录音对应字段的信

息与基于语音备忘录录音相关的文件时间信息检验结果和基于语音备忘录录制录音数据组织架

构的检验结果之间的符合性和差异性检验是录音真实性鉴定的重要检验技术。

3 苹果手机录制录音真实性鉴定

本文重点从录音元数据和电子数据检验角度研究苹果手机录制录音的真实性鉴定技术，并

通过录音编辑的可能途径方法分析相应的检验技术要点和检验内容。

3.1 苹果手机语音备忘录原始录制录音鉴定

苹果手机语音备忘录录制的原始录音具有其特有的特征，包括文件组织架构、时间相关信

息，以及数据库记录信息等。

3.1.1语音备忘录录制录音的文件组织架构特征

语音备忘录程序录制的录音，会包含同名的.waveform文件和同名的.composition文件

夹。.composition文件夹中文件中包含完整的关于该录音及其波形文件的统

一资源定位符（即访问路径），以及录音的统一资源标识符信息。

3.1.2语音备忘录录制录音相关的文件时间信息特征

（1）语音备忘录程序文件夹中录音的文件名以录制时间命名；（2）在录音未经过播放或

者编辑处理等操作情况下，.m4a录音文件、同名的.waveform文件和同名的.composition文件

夹的最后修改时间相同。但值得注意的是，录音的正常播放和未经过实际编辑的编辑按钮操作

均会影响.waveform文件和同名的.composition文件夹的最后修改时间；（3）录音文件名表示

的时间=录音元数据中的录制时间；（4）录音元数据中的录制时间+录音时长+录制录音操作时

间=录音的最后修改时间=录音元数据中的编码时间=录音元数据中的标记时间，其中录制录音操

作时间表示用户在暂停录音、用户输入录音文件名、点击“完成”按钮等操作的总时间；录音

的最后修改时间、录音元数据中的编码时间、录音元数据中的标记时间由于系统浮点数截断计

算的原因，可能存在3秒以内的差异，当然，上述计算公式必须把时间信息调整为相同的时区

时间才能生效。

3.1.3 语音备忘录录音数据库特征

（1）录音备忘录数据库中必须包含该录音的数据库记录；（2）数据库中ZRECORDING数据

表的关于该录音的录制时间、录制时长信息必须与录音相关的文件时间信息特征相符；（3）数

据库中ZRECORDING数据表的关于该录音的录制时间等数值类型基本为浮点数类型；（4）数据

库数据表中其他字段信息与上下文录音对应信息的连续性和一致性。

3.2 使用iTool工具导入外部录音至语音备忘录的录音鉴定

通过iTool工具往语音备忘录文件夹导入外部录音时，录音备忘录程序界面不会显示导入

的录音，后台数据库中亦无相应的录音记录信息。但当手机重启等操作后，导入的录音（标记

为importRC）将显示在录音备忘录程序界面中。

3.2.1语音备忘录录制录音的数据组织架构检验

语音备忘录程序文件夹中将生成对应新的录音（internalRC），该录音的修改时间、文件

大小与导入录音相同，文件名命名机制为“‘导入录音名称’-1.m4a”。如果播放导入的录音，

则会生成与internalRC同名的.composition文件夹，该文件夹中的文件中将

缺失录音的统一资源标识符信息；如果点击录音备忘录中导入录音的“■”按钮调出语音编辑

界面和波形显示界面，则还会生成与导入录音的internalRC同名的.waveform文件。

3.2.2语音备忘录录音相关的文件时间信息检验

导入录音和internalRC的最后修改时间为导入时手机的系统时间，而非外部电脑操作系统

时间。导入录音和internalRC的元数据信息均未发生变化，录音的录制时间、编码时间和标记

时间等信息与导入前录音的对应信息相同。internalRC同名的.waveform文件和.composition

文件夹的最后修改时间与该录音的相应操作时间相关。

3.2.3语音备忘录录音数据库检验

语音备忘录数据库中仅记录有internalRC的相关信息，数据库中发生变化的包括：（1）

ZDATABASEPROPERTY数据表中用于记录语音备忘录下一次录音的编号信息的ZKEY字段的值；

（2）Z_PRIMARYKEY数据表中用于记录语音备忘录中最多时候的总录音数量的Z_NAME字段的值；

（3）internalRC在ZENTITYREVISION数据表中会生成相应的记录；（4）ZRECORDING数据表中

亦有internalRC的记录信息，其中主要是ZDATE信息与录音备忘录原始录制录音的对应信息存

在差异，具体为ZDATE为internalRC的最后修改时间，即导入对应录音时的手机系统时间，且

以整数形式显示。

3.3 使用苹果手机语音备忘录编辑的录音鉴定

录音备忘录程序编辑录音的方式主要有裁剪和替换两种方式，下面就这两种方式情况下形

成的录音的鉴定技术进行研究。

3.3.1裁剪编辑处理录音鉴定

裁剪编辑处理录音有两种保存形式，一种是裁剪后的录音另存为新的录音，简称另存为录

音，一种是裁剪后的录音替换掉原始的录音，简称替换录音。

（1）针对另存为录音的裁剪编辑检验技术。语音备忘录程序文件夹中将生成新的录音文件、

同名的.waveform文件和同名的.composition文件夹。另存为录音同名的.composition文件夹

中的文件中的录音的统一资源标识符信息与剪辑操作前的原始录音相同。另存

为录音的文件名称为该录音的另存为操作时间，即与该录音的文件最后修改时间、录音元数据

信息中的编码时间和标记时间相同，且元数据信息中无录制时间信息。在语音备忘录数据库

ZRECORDING表中的ZDATE字段信息为另存为录音的最后修改时间。

（2）针对替换录音的裁剪编辑检验技术。语音备忘录程序文件夹中并未生成新的录音文件，

替换录音的文件名与原有录音相同，但替换录音的最后修改时间为替换存储时间，与替换录音

中的编码时间和标记时间相同，与其对应的同名的.waveform文件和同名的.composition文件

夹的最后修改时间也会发生相应变化。替换录音在语音备忘录数据库ZRECORDING表中的ZDATE

字段信息与原始录音相同，即与原始录音的文件名相符。

3.3.2替换编辑处理录音鉴定

替换编辑处理的录音与经过裁剪后的录音替换保存录音的检验特征基本相符，在此不再重

复描述。

4 结 语

现有的录音真实性鉴定技术手段包括录音元数据检验技术、语音语义分析技术、音频信号

分析技术、电子数据检验技术等。针对苹果手机录制录音的真实性鉴定问题，本文重点从录音

元数据检验技术和电子数据检验技术角度出发研究苹果手机录制录音的鉴定方法，具体内容包

括针对苹果手机用于录制录音的语音备忘录程序的数据组织架构检验、录制录音相关的文件时

间信息检验，以及语音备忘录数据库信息检验等。通过系统研究和总结苹果手机录制的原始录

音的检验技术要点，本文从常用的录音编辑手段出发，研究使用iTool工具导入外部录音至语

音备忘录的录音鉴定技术，以及使用苹果手机语音备忘录编辑录音的鉴定方法。相关鉴定方法

和技术的研究对苹果手机录制录音的真实性鉴定实践应用具有重要的研究意义和应用价值。

参考文献：

[1] 施少培， 杨旭， 孙维龙，等. 声像资料鉴定通用规范，SF/Z JD0300001-2010 司法

部司法鉴定技术规范[S]. 2010.

[2] 曾锦华，施少培，杨旭，等. 录音设备识别司法鉴定技术研究[J]，中国司法鉴定，

2014（6）:22-25.

[3] IMRAN M A， ALI Z， BAKHSH S T， et al. Blind Detection of Copy-Move

Forgery in Digital Audio Forensics[J]. IEEE Access， 2017，（5）：12843-12855.

[4] MOHAMMED ZAKARIAH， MUHAMMAD KHURRAM KHAN， HAFIZ MALIK. Digital MultimeDia

Audio Forensics: Past， Present and Future[J]. Multimedia Tools and Applications，

2018，77（1）:1009-1040.

[5] LIU Q， SUNG A H， QIAO M. Detection of Double MP3 Compression[J]. J.

Cognitive Computing， 2010，2（4）:291-296.

[6] KORYCKI R. Authenticity Examination of Compressed Audio Recordings Using

Detection of Multiple Compression and Encoders' Identification[J]. Forensic Sci Int.

2014， 238:33-46.

[7] PABLO ZINEMANAS， MAGDALENA FUENTES， PABLO CANCELA， et al. An ENF-based

Audio Authenticity Method Robust to MP3 Compression[J]. Circuits， Systems， and

Signal Processing， 2018，37（11）: 4973-4992.

[8] STEVEN GAMBINO， MIAO YU. Factors Affecting ENF Capture in Audio[J]. IEEE

Transactions on Information Forensics and Security， 2019，14（2）:277-288.

[9] MALIK H， MILLER J W. Microphone Identification Using Higher-order

Statistics[C]. AES 46th International Conference， Denver， USA， 2012.

（本文编辑：卢启萌）