引用本文
周娟, 易爽. IOS系统“语音备忘录”音频文件生成方式检验要点探讨[J].刑事技术, 2021,46(6):642-646
ZHOU Juan, YI Shuang. Exploration into Essentials about Checking Procreation Ways of Audio Files Saved with “Voice Memo” APP under IOS[J]. Forensic Science and Technology,2021,46(6): 642-646  
Doi: 10.16467/j.1008-3650.2021.0109
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IOS系统“语音备忘录”音频文件生成方式检验要点探讨
周娟, 易爽
西南政法大学刑事侦查学院,西南政法大学司法鉴定中心,物证技术重庆市高校研究中心,重庆 400120

第一作者简介：周娟,女,重庆人,博士,讲师,研究方向为电子取证、声像检验。E-mail: zjajf@126.com

收稿日期: 2021-01-14 修回日期: 2021-06-10
基金资助: 国家自然科学基金青年项目（62002301）; 重庆市科委科技计划项目（cstc2018jscx-msyb X0115、cstc2019jcyj-msxm X0393）; 重庆市教委科技项目（KJQN201900307、KJQN201900305）
摘要

目的 探究iPhone或iPad的“语音备忘录”内保存的音频文件的生成方式。方法 对多款型iPhone或iPad设备的“语音备忘录”功能进行实验,通过对“语音备忘录”的录制、裁剪、分享、保存、替换、修改文件名等功能生成的音频文件的元数据信息和文件尾部信息进行对比检验,对其生成方式进行探究。通过对“语音备忘录”与“微信”APP及“文件”APP之间相互转发及转储后的音频文件的元数据信息和文件尾部信息进行对比检验,对其流转规律进行探究。结果 “语音备忘录”中不同功能生成的音频文件的元数据信息和文件尾部信息有规律性差异;经过“语音备忘录”与“微信”APP及“文件”APP之间相互转发及转储的音频文件的元数据信息和文件尾部信息也会发生规律性改变。结论 通过检验“语音备忘录”中的音频文件的元数据信息和文件尾部信息可以判断其生成方式。

关键词: 语音备忘录; 音频文件; 生成方式
中图分类号:DF793.2 文献标志码:A 文章编号:1008-3650(2021)06-0642-05
Exploration into Essentials about Checking Procreation Ways of Audio Files Saved with “Voice Memo” APP under IOS
ZHOU Juan, YI Shuang
School of Criminal Investigation & Forensic Identification Center, Southwest University of Political Science and Law & Chongqing Higher Educational Engineering Research Center of Forensic Science, Chongqing, 400120, China
Abstract

Objective To explore the procreation ways of audio files stored with “voice memo” APP under IOS of iPhone or iPad.Methods Experiments were tried on the “voice memo” functions from model-various iPhone or iPad devices, having been undertaken of such functional operations as recording, clipping, sharing, saving, replacing and modifying file names so that the relevant metadata and tail information were generated into the resultant audio files. Comparisons were carried out among the resulted information so as to seek their procreation ways. Through contrasting both the metadata and tail information from the audio files that were transferred and dumped between the apps of “voice memo” and “wechat” and “file”, how these information contents were conveyed and delivered was explored.Results Both the metadata and tail information showed regular discrepancy among the resultant audio files if different functional operations of “voice memo” were adopted into an audio file. Similar regularity of alteration was also found when audio files were transferred and dumped between the apps of “voice memo” and “wechat” and “file”.Conclusion An audio file can be judged of its procreation way with examination into its metadata and tail information from the “voice memo”.

Key words: voice memo; audio file; procreation way

随着智能终端的普及应用, 越来越多的人会使用手机或平板电脑自带的具有录音功能的程序如iPhone或iPad的“ 语音备忘录” 、华为手机或平板电脑的“ 录音机” 等来录制语音。iPhone或iPad的“ 语音备忘录” 本身具备裁剪、分享、保存、修改文件名等功能, 且可以便捷地将所录制的音频文件转发给他人, 比如可以通过“ 分享” 功能发送给微信好友; 而“ 微信” 也具备将收到的音频文件进行收藏、转储、转发的功能; 另外, “ 文件” 也可进行文件的转储和转发。生活中, 存在一人使用多部手机, 或和亲友混用手机的情况, 当需要提交录音材料作为证据使用时, 当事人不能清晰地记得录音的具体来源, 且其手机系统和应用程序已经经过了多次升级迭代。因此, iPhone或iPad的语音备忘录中音频文件的真实性检验会变得更加复杂, 其生成方式及其流转过程的分析显得尤为重要。本文通过对音频文件的元数据、文件头尾在各种不同操作中信息变化的对比研究, 对其生成方式及流转规律进行探寻。

1 录音真实性检验

录音真实性鉴定主要是指通过听觉检验、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]。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、音频信号分析技术以及电子数据检验技术等[2, 3, 4, 5]。iPhone或iPad的语音备忘录录制的音频经过转发、保存、修改文件名等操作后, 其所记录的语音内容没有发生变化, 但是其元数据、文件头部和尾部的电子数据、文件MD5值等都会发生改变, 如果仅依据这几项检验结果的差异而否定其内容的真实性显然与事实不符。因此, 对于语音备忘录内保存的音频文件的真实性检验, 其生成方式是非常重要的一个环节。

2 语音备忘录原始生成的音频文件

利用语音备忘录程序进行语音录制并保存为音频文件, 对于不同系统版本的iPhone或iPad, 默认保存的后缀名均为.m4a, 此类音频文件的元数据包含丰富的记录信息和附属信息, 如音频格式、文件大小、时长、录制时间、编码时间和标记时间、编码程序、编码参数等; 此类音频文件的文件头部包含了音频格式的相关信息, 文件尾部包含时间参数和设备参数（用MedioInfo软件查看元数据信息如图1所示, 用AccessData FTK Imager软件查看文件尾部电子数据信息如图2所示）。不同款型、不同系统版本的苹果手机, 这些信息的内容略有不同, 其提供的检验角度和检验内容可为录音真实性鉴定提供重要的阶段性特征。

图1 音频文件元数据信息示例Fig.1 Exampling for the metadata information of audio file

图2 音频文件的文件尾部信息示例Fig.2 Exampling for the tail information of audio file

经过十几年的发展, 苹果手机拥有数量庞大的用户, 其所占市场份额目前仍然稳居前列。本文使用近5年的6款不同iPhone以及iPad6的“ 语音备忘录” 进行音频录制并对其元数据和文件尾部进行检验发现：

1）语音备忘录录制的音频文件在设备中所显示的名称一般为“ 新录音+数字” , 如果在“ 设置” 中修改系统的特性, 采用位置命名, 也可显示为“ 位置+数字” 。

2）将手机连接至电脑, 并通过iTools手机助手软件查看语音备忘录的存储路径, 如手机语音备忘录中显示名称为“ 新录音5” 的音频, 其存放路径为“ private/var/mobile/Media/Recordings/” , 文件命名方式为：录制开始时刻.m4a（如20210104094114.m4a, 录制开始时刻为2021年1月4日9时41分14秒）, 该文件可通过iTools导出至电脑备检。

3）语音备忘录录制音频文件的文件头部一致, 而文件尾部及部分元数据信息各有差异, 见表1所示。

表1 iPhone或iPad的语音备忘录原始录制的音频文件信息 Table 1 Information and parameters of the original audio file recorded with “ VoiceMemo” APP from iPhone or iPad
4）语音备忘录录制音频文件的元数据和文件尾部多数都写入了UUID号, 少数没有UUID号。多数音频文件尾部写入了时间信息, 少数款型没有写入时间信息（如图3所示）。如有UUID, UUID号在系统版本号或手机名称的前面写入。少数款型会写入2次UUID号和2次系统版本号, 如表1所示iPhone 8。

图3 不同文件尾部示例Fig.3 Exampling for file tails having difference

从表1中可见：

1）不同型号、不同系统版本的iPhone或iPad, 其语音备忘录录制的音频文件的元数据和文件尾部均存在差异。因此, 具体对某一iPhone或iPad的“ 语音备忘录” 进行检验时, 需要首先测试其原始生成的音频文件的相关元数据及文件尾部的电子数据参数。

2）表1中文件尾不显示系统版本号的测试手机属于特例。经过进一步测试发现：如果插入新的手机卡, 其语音备忘录录制的音频文件的元数据和文件尾部会显示系统版本号; 但是, 如果手机卡在其他iPhone或iPad中使用过, 再插入测试手机中使用, 其语音备忘录录制的音频文件的元数据及文件尾部就会显示其手机名称, 而不会显示系统版本号。

3）由iPhone8 plus和iPhone XS Max的测试结果可以看出, 同一部设备, 所搭载的系统版本不同, 语音备忘录录制的音频文件采样率等元数据信息及文件尾部的电子数据信息也会存在差别。

4）由表中系统版本号为12.4.1的不同款手机的元数据和文件尾部的信息相同, 可以看出元数据和文件尾部内容只与系统版本有关, 而与手机型号无关。

3 音频文件在不同APP中流转功能测试
3.1 “ 语音备忘录” 功能测试

“ 语音备忘录” 本身具备对录制并保存的语音文件进行裁剪、分享、替换录音、重命名的功能, 通过对上述几款iPhone或iPad进行实验测试, 得出如下结论：

1）语音备忘录的“ 复制” 功能：iPhone或iPad中标识的文件名变为原文件名+副本, 如“ 新录音 副本” , 元数据中会写入“ 音轨” 信息（即手机中录音的名称“ 新录音 副本” ）, 元数据的编码时间不变, 标记日期变为复制保存的时间, UUID和系统版本号改变（如果是相同手机系统则版本号不变）; 而其文件存放路径下的文件名（以录制时间命名, 参见表1）增加6个字母（新的UUID的前6位）; 文件尾部的编码时间不变, 新的UUID+新的系统版本号在前, 旧的UUID+旧的系统版本号在后; 文件改变（MD5值变化）。

2）语音备忘录的“ 分享” 功能：通过该功能将音频文件分享给微信好友, 在微信接收方显示的文件名为“ 新录音+数字” , 即原录音在手机里所显示的名称, 元数据及文件尾部均不变, 文件不变（MD5值不变）。

3）语音备忘录的“ 替换” 功能：通过该功能保存的文件, 文件名不变, 元数据的编码时间=标记时间=替换完成并保存的时间, 文件尾部的编码时间不变(即原录音的开始编码时间), 文件尾部系统版本号在前, UUID在后。文件改变（MD5值变化）。

4）语音备忘录的“ 裁剪” 功能：通过该功能保存的文件, 文件名不变, 元数据的编码时间=标记时间=裁剪完成并保存的时间, 文件尾部的编码时间不变（即原录音的开始编码时间）, 文件尾部系统版本号在前, UUID在后。文件改变（MD5值变化）。

上述“ 替换” 或“ 裁剪” 操作后, 文件尾部只保留1项新的系统版本号（或手机名称）及对应的UUID号。

5）语音备忘录的“ 重命名” 功能, 手机中的文件名改变, 而其文件存放路径下的文件名增加6个字母（其UUID的前6位）, 元数据不变, 文件尾部不变。文件不变（MD5值不变）。

3.2 “ 语音备忘录” 与“ 微信” 及“ 文件” 转发功能测试

微信是目前应用非常普遍的一个APP, 苹果设备上的“ 文件” APP是用于综合管理iPhone或iPad内所有文件的一个支持应用程序。“ 语音备忘录” 可通过“ 分享” 功能将音频分享给微信好友, 微信可以直接接收及收藏, 另外还可进行转发, 或通过其他应用程序如“ 语音备忘录” 打开并重新编码保存至语音备忘录的存储路径下, 或转储至“ 文件” APP中保存以及在“ 文件” APP中通过其他应用程序如“ 语音备忘录” 打开并重新编码保存至语音备忘录的存储路径下。

通过对上述几款iPhone或iPad进行实验测试, 除了iPhone6, 其他型号的iPhone或iPad都具备3种APP之间的转发功能, 经过实验得出如下结论：

1）“ 语音备忘录” -“ 分享至微信好友” -微信好友接收及收藏, “ 微信” -“ 转发给好友” -微信好友接收及收藏, 这几种流转过程中每一个操作步骤中的文件和原来的文件相同, 元数据、文件头部和尾部, MD5值均不发生变化。

2）通过微信将接收或收藏的音频转储至“ 文件” APP, “ 文件” APP存储路径下的文件与原来的文件相同, 元数据、文件头部和尾部, MD5值均不发生变化。

3）通过微信将接收或收藏的音频“ 通过其他应用程序” -“ 语音备忘录” 打开并保存的, 需要重新标记文件名称（手机中显示的名称）, 文件要重新编码, 其存储路径下的文件名变成“ 语音备忘录” 打开并保存时重新编码的时间, 文件尾部时间标注为重新编码时间。

文件尾部会依次写入：新的UUID+新的系统版本号, 旧的UUID+旧的系统版本号。但元数据的编码日期不变, 标记日期则是文件最后重新标记文件名称及保存的时间（一般与重新编码时间相差3 s以内）。另外, 元数据中会增加“ 音轨” 信息（即手机中录音的名称=重新标记的文件名称）。

4）通过“ 文件” APP-“ 通过其他应用程序” -“ 语音备忘录” 打开并保存的, 需要重新标记文件名称（手机中显示的名称）, 文件要重新编码, 其存储路径下的文件名不变, 仍然以原文件的编码时间命名, 文件尾部的编码时间不变（仍然为原文件的编码时间）。

文件尾部会依次写入：新的UUID+新的系统版本号, 旧的UUID+旧的系统版本号, 且新的UUID与旧的UUID相同。

但元数据的编码日期不变, 标记日期则是文件最后重新标记文件名称及保存的时间。另外, 元数据中会增加“ 音轨” 信息（即手机中录音的名称=重新标记的文件名称）。

4 结论

本文重点从录音文件的元数据和文件尾部的电子数据检验角度出发, 研究了iPhone或iPad的“ 语音备忘录” 中存储的音频文件生成方式及流转规律的检验方法。从测试和对比分析结果可以得出：虽然iPhone或iPad的“ 语音备忘录” APP录制的原始音频文件在元数据及文件尾部的电子数据方面有差异, 但是“ 语音备忘录” APP“ 复制” “ 替换” “ 分享” “ 裁剪” “ 重命名” 各项功能对原始录制文件的改变, 以及在上述3种APP中流转的过程中, 音频文件的元数据和文件的尾部发生的变化具有相同的规律。因此, 本文所总结出的音频文件元数据及电子数据的改变规律可以对音频文件的生成方式及其流转过程给出合理的判断依据, 为音频文件的真实性检验提供重要的支撑, 相关技术的研究具有重要的研究意义和应用价值[6-7]。

参考文献
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