Полученный в результате проведенных исследований положительный экономический эффект доказывает обоснованность разработки подсистемы САПР защиты персонального компьютера от несанкционированного доступа на основе спектрального анализа голоса пользователя.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

При проектировании подсистемы САПР защиты от несанкционированного доступа были выполнены следующие задачи:

- разработано программное обеспечения для защиты от несанкционированного доступа на основе анализа голоса пользователя;

- разработан комплекс средств подсистемы САПР разработки систем ограничения доступа;

- была классифицирована, упорядочена и закодирована необходимая для проектирования информация;

- разработан комплекс технических и программных средств, необходимых для полноценной работы подсистемы САПР;

- предложены схемы функционирования и структурная схемы САПР.

Были произведены расчеты, показавшие адекватность разработанной методики защиты от несанкционированного доступа и целесообразность использования САПР в данной области.

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Joseph Picone, Ruslan Popov. Методы моделирования сигнала в распознавании речи. Кемерово. 2000

2. Ф. Уоссермен. Нейрокомпьютерная техника: Теория и практика. 1992.

3. Фланаган Дж. Анализ, синтез и восприятие речи. - М.:Связь, 1968.

4. Плотников В.Н., Суханов В.А., Жигулевцев Ю.И. Речевой диалог в системах управления. - М.:Машиностроение, 1988.

5. Восприятие информации в системах искусственного интеллекта: Учеб. Пособие. В.М. Игнатьев, Е.В. Ларкин. Тул. гос. техн. ун-т: Тула, 1993.

6. Ахмед Н., Рао К.Р. Ортогональные преобразования при обработке цифровых сигналов. - М.:Связь, 1980.

7. Статистические методы для ЭВМ. под ред. К. Энслейна, Э. Рэлстона, Г.С. Уилфа, - М.: Нау-ка. Гл. ред. физ.-мат. лит., 1986.

8. Численные методы Н.С. Бахвалов. Главная редакция физико-математической литературы изд-ва «Наука», М., 1975.

9. Фаин В.С. Распознавание образов и машинное понимание естественного языка. Издательство "Наука", Москва, 1987.

10. Турбович И.Т., Фаин В.С. Распознавание образов. Издательство "Наука", Москва, 1977.

11. Попов Э.В. Общение с ЭВМ на естественном языке. Издательство "Наука", Москва, 1982.

12. Маркел Дж. Д., Грэй А. X. Линейное предсказание речи. М.: Радио и связь. 1980.

13. В.В. Фаронов. Delphi 5 Рукововодство программиста. М.: Нолидж. 2001

14. В.В. Фаронов. Delphi 5 Программирование баз данных. М.: Нолидж. 2001

15. Тим Кинтцель. Руководство программиста по работе со звуком. М.: 2000

ПРИЛОЖЕНИЕ А

ИСХОДНЫЙ ТЕКСТ ПРОГРАММЫ LoginSecure.exe

Модуль uMain.

unit uMain;

interface

uses

Windows, Messages, SysUtils, Classes, Graphics, Controls, Forms, Dialogs,

Buttons, ExtCtrls, jpeg, StdCtrls, Db, ADODB, Grids, DBGrids, DBCtrls,comobj;

type

TfoMain = class(TForm)

SpeedButton1: TSpeedButton;

SpeedButton2: TSpeedButton;

SpeedButton3: TSpeedButton;

SpeedButton4: TSpeedButton;

SpeedButton5: TSpeedButton;

Image1: TImage;

SpeedButton6: TSpeedButton;

Memo1: TMemo;

SpeedButton7: TSpeedButton;

ADOConnection1: TADOConnection;

procedure SpeedButton4Click(Sender: TObject);

procedure SpeedButton7Click(Sender: TObject);

procedure FormCreate(Sender: TObject);

procedure SpeedButton1Click(Sender: TObject);

procedure SpeedButton2Click(Sender: TObject);

procedure SpeedButton3Click(Sender: TObject);

private

{ Private declarations }

public

{ Public declarations }

end;

procedure RunSQL(q:TADOquery;close:boolean);

var

foMain: TfoMain;

ts:tstrings;

implementation

uses uConfig, uNewUser, UCompare, USound;

{$R *.DFM}

procedure RunSQL(q:TADOquery;close:boolean);

begin

try

q.Open;

except

on EOleException do q.Active:=false;

on EDatabaseError do q.Active:=false;

end;

if close then q.Active:=false;

// q.SQL.SaveToFile('db\1.sql');

end;

procedure TfoMain.SpeedButton4Click(Sender: TObject);

begin

if not assigned(foconfig) then

begin

Application.CreateForm ( Tfoconfig, foconfig );

end;

foconfig.show;

end;

procedure TfoMain.SpeedButton7Click(Sender: TObject);

begin

halt;

end;

procedure stringtobyte(s:string;var b:array of integer);

var x:integer;

begin

for x:=0 to 127 do b[x]:=ord(s[x+1]);

end;

procedure TfoMain.FormCreate(Sender: TObject);

var f:file;

Energ1:array[1..128]of integer;

Energ2,Energ3 : array[1..128]of byte;

x:integer;

v:array [0..127]of integer;

s:string;

begin

fomain.DoubleBuffered:=true;

end;

procedure TfoMain.SpeedButton1Click(Sender: TObject);

begin

if not assigned(fonewuser) then

begin

Application.CreateForm ( Tfonewuser, fonewuser );

end;

fonewuser.show;

end;

procedure TfoMain.SpeedButton2Click(Sender: TObject);

begin

if not assigned(form2) then

begin

Application.CreateForm ( Tform2, form2 );

end;

form2.show;

end;

procedure TfoMain.SpeedButton3Click(Sender: TObject);

begin

if not assigned(analizeform) then

begin

Application.CreateForm ( Tanalizeform, analizeform );

end;

analizeform.show;

end;

end.

Модуль Spectr

unit uSpectr;

interface

uses Sysutils,graphics,extctrls,windows;

procedure GetSpectr(filename:string;var spectr:array of integer);

function calc_fxy(energ11,energ21:array of integer):real;

implementation

type arr=array[0..10000]of byte;

sampl=array[0..1024]of real;

samplr=array[0..1024]of real;

comp=record re,im:real;end;

procedure FFTR(buf:array of comp);stdcall; external 'fftc.dll';

const k=0.5;

type pikrec=record

pos:integer;

lpc:integer;

l:integer;

end;

var left:array[0..200000]of smallint;

buf:array[0..200000]of byte;

procedure savevsd(s:string;energ:array of integer);

var f:file;

x:integer;

begin

assignfile(f,s);

rewrite(f,1);

blockwrite(f,energ,sizeof(energ),x);

closefile(f);

end;

function calc_fxy(energ11,energ21:array of integer):real;

var mx,my,s1,s2,s3:real;

i:integer;

begin

mx:=0;my:=0;

for i:=0 to 127 do

begin

mx:=mx+energ11[i];

my:=my+energ21[i];

end;

mx:=mx/128;

my:=my/128;

s1:=0;s2:=0;s3:=0;

for i:=0 to 127 do s1:=s1+((energ11[i]-mx)*(energ21[i]-my));

for i:=0 to 127 do s2:=s2+(sqr(energ11[i]-mx));

for i:=0 to 127 do s3:=s3+(sqr(energ21[i]-my));

s2:=sqrt(s2);

s3:=sqrt(s3)*s2;

if s3<>0 then result:=abs(s1/s3) else result:=0;

end;

function I0(X:real):real;

var Y, T, E, DE, SDE:real;

i:integer;

begin

Y := X/2;

T := 0.0000000001;

de:= 1;

E :=DE;

for i:=1 to 50 do

begin

DE := de*Y / i;

SDE := DE * DE;

E := e+SDE;

if (E*T-SDE>0) then break;

end;

result:= E;

end;

procedure KaiserWindow(source:sampl; length,b:integer;var result:sampl);

var i, k:integer;

iI0b:real;

h:real;

begin

iI0b:=1.0 / I0(b);

k := -(Length shr 2);

for i:=1 to Length shr 2 do

begin

inc(k);

h := I0(b*sqrt(1-sqr(2.0*k/(Length-1)))) * iI0b;

source[i]:=source[i] *h;

source[Length-1-i] := source[Length-1-i]*h;

end;

for i:=1 to length do result[i]:=source[i];

end;

procedure Liftering(source:sampl; length,b:integer;var result:sampl);

var i:integer;

w,xout:real;

begin

for i:=1 to Length do

begin

xout:=source[i]-0.9*w;

w:=0.54-0.46*cos(2*pi*(i-6)/179);

source[i]:=xout*w;

end;

for i:=1 to length do result[i]:=source[i];

end;

procedure Fft(source:sampl; length,step:integer;var result:sampl);forward;

procedure Fft(source:sampl; length,step:integer;var result:sampl);

var f,t:integer;

begin

for f:=1 to Length do

begin

Result[f]:=0.0;

for t:=1 to Length do

Result[f]:=Result[f]+ Source[t]*(-cos(PI*f*t/Length/2));

end;

end;

procedure GetSpectr(filename:string;var spectr:array of integer);

var step :integer;

sImage :array[1..500,1..128]of smallint;

x,y,n :integer;

energ :array[0..128]of integer;

bufc :array [0..512]of comp;

f :file;

chastota :sampl;

l :integer;

begin_crop,end_crop :integer;

max,min :integer;

xout,dz :real;

I :Integer;

xx :integer;

begin

assignfile(f,filename);

reset(f,1);

for n:=1 to 200000 do buf[n]:=0;

for n:=1 to 200000 do left[n]:=0;

seek(f,58);

BlockRead(F, buf, filesize(f), x);

end_crop:=x-100;

closefile(f);

for x:=1 to 128 do energ[x]:=0;

x:=1;

begin_crop:=200;

max:=0;

min:=255;

for l:=begin_crop to end_crop do if buf[l]<>0 then break;

begin_crop:=l;

for l:=begin_crop to end_crop do if buf[l]<min then min:=buf[l];

for l:=begin_crop to end_crop do

left[l]:=round((buf[l]+buf[l-1]+buf[l+1])/3)-128;

for l:=begin_crop to end_crop do

begin

xout:=LEFT[l]-0.90*dz;

dz:=left[l];

LEFT[l]:=round(xout*(0.54-0.46*cos((l-6)*6.2832/179)));

end;

repeat

inc(begin_crop);

until abs(left[begin_crop]-left[begin_crop+1])>4;

repeat

dec(end_crop);

until abs(left[end_crop]-left[end_crop-1])>4;

begin_crop:=begin_crop+512;

end_crop:=end_crop-512;

for l:=begin_crop to end_crop do

begin

if left[l]>max then max:=left[l];

end;

step:=round((end_crop-begin_crop)/500);

for x:=1 to 500 do for y:=1 to 128 do

begin

sImage[x,y]:=0;

end;

step:=64;

for y:=1 to 128 do energ[y]:=0;

//-=-=-=-=-= Analize

for x:=1 to 500 do

begin

if x*step+begin_crop< end_crop then begin

for i:=0 to 511 do

begin

bufc[I].Re:= left[i+x*step+begin_crop];

bufc[I].Im:=0;

end;

FFTR(bufc);//----

for i:=128 to 256 do chastota[i-128]:=(sqrt(sqr(bufc[I].Im)+sqr(bufc[I].re)));

Liftering(chastota,128,5,chastota);

KaiserWindow(chastota,128,10,chastota);

//////////////////////

for y:=1 to 125 do

begin

l:=abs(round(chastota[y]));

energ[y]:=energ[y]+l;

if l>255 then l:=255;

if l<0 then l:=0;

end;

end;

end;

//-=-=-=-=-=-=- end analize

energ[126]:=0;

for x:=1 to 125 do

begin

if energ[x]>y then y:=energ[x];

end;

y:=round(y/128);

xx:=1;

if y>0 then

begin

for xx:=1 to 128 do ;//spectr[xx]:=round(energ[xx]/y);

for xx:=0 to 127 do spectr[xx]:=round(energ[xx+1]/y);

for xx:=1 to 128 do energ[xx]:=round(energ[xx]/y);

end;

SaveVSD(ChangeFileExt(filename,'.vsd'),energ);

end;

end.

Модуль LoginSecure

unit uInMain;

interface

uses

Windows, Messages, SysUtils, Classes, Graphics, Controls, Forms, Dialogs,StdCtrls, DXClass, DXSounds, extCtrls, Buttons, Wave, uSpectr, uSpectrImage,Registry, Geometry, jpeg, DB, ADODB, Menus, comobj, opengl, bmp, cPanel;

type

TfoInMain = class(TForm)

Panel2: TPanel;

SpeedButton7: TSpeedButton;

Panel3: TPanel;

Label1: TLabel;

Label2: TLabel;

Image2: TImage;

Image5: TImage;

Edit2: TEdit;

Label7: TLabel;

Label9: TLabel;

Panel1: TPanel;

Image1: TImage;

Label3: TLabel;

Label4: TLabel;

Label5: TLabel;

Label6: TLabel;

ADOConnection1: TADOConnection;

ADOQuery1: TADOQuery;

Edit1: TEdit;

Image3: TImage;

Timer1: TTimer;

procedure SpeedButton7Click(Sender: TObject);

procedure FormClose(Sender: TObject; var Action: TCloseAction);

procedure FormCreate(Sender: TObject);

procedure Image5MouseDown(Sender: TObject; Button: TMouseButton;

Shift: TShiftState; X, Y: Integer);

procedure Image5MouseUp(Sender: TObject; Button: TMouseButton;

Shift: TShiftState; X, Y: Integer);

procedure SpeedButton7MouseDown(Sender: TObject; Button: TMouseButton;

Shift: TShiftState; X, Y: Integer);

procedure Timer1Timer(Sender: TObject);

private

FCapture: TSoundCaptureStream;

FWaveStream: TWaveStream;

procedure CaptureFilledBuffer(Sender: TObject);

public

{ Public declarations }

end;

type

comp=record re,im:real;end;

const

GridSize = 63;

type TGLCoord = Record

X, Y, Z : glFloat;

end;

var

h_Wnd : HWND; // Global window handle

h_DC : HDC; // Global device context

h_RC : HGLRC; // OpenGL rendering context

keys : Array[0..255] of Boolean; // Holds keystrokes

FPSCount : Integer = 0; // Counter for FPS

ElapsedTime : Integer; // Elapsed time between frames

// Textures

WaterTexture : glUint;

// User vaiables

RainInterval : Integer;

Viscosity : glFloat;

Position : Array[0..GridSize, 0..GridSize] of glFloat;

Velocity : Array[0..GridSize, 0..GridSize] of glFloat;

Vertex : Array[0..GridSize, 0..GridSize] of TglCoord;

Normals:array [0..GridSize, 0..GridSize] of TglCoord;

xAngle, yAngle : glFloat;

var

foInMain : TfoInMain;

Needformat,i,x,y : integer;

bufc : array [1..512]of comp;

energ,Energ1,Energ2,Energ3 : array[1..128]of integer;

CurSampl : integer=0;

k1,k2,l3,max:integer;

wndClass : TWndClass; // Window class

dwStyle : DWORD; // Window styles

dwExStyle : DWORD; // Extended window styles

dmScreenSettings : DEVMODE; // Screen settings (fullscreen, etc...)

PixelFormat : GLuint; // Settings for the OpenGL rendering

h_Instance : HINST; // Current instance

pfd : TPIXELFORMATDESCRIPTOR; // Settings for the OpenGL window

DC:hdc;

procedure FFTR(buf:array of comp);stdcall; external 'fftc.dll';

implementation

{$R *.DFM}

procedure glBindTexture(target: GLenum; texture: GLuint); stdcall; external opengl32;

{------------------------------------------------------------------}

{ Function to convert int to string. (No sysutils = smaller EXE) }

{------------------------------------------------------------------}

function IntToStr(Num : Integer) : String; // using SysUtils increase file size by 100K

begin

Str(Num, result);

end;

procedure DrawWater;

var I, J : Integer;

VectLength : glFloat;

begin

// Calculate new velocity

For I :=2 to GridSize-2 do

For J :=2 to GridSize-2 do

Velocity[I, J] := Velocity[I, J] + (Position[I, J] -

(4*(Position[I-1,J] + Position[I+1,J] + Position[I,J-1] + Position[I,J+1]) + // left, right, above, below

Position[I-1,J-1] + Position[I+1,J-1] + Position[I-1,J+1] + Position[I+1,J+1])/25) / 7; // diagonally across

// Calculate the new ripple positions

For I:=2 to GridSize-2 do

For J:=2 to GridSize-2 do

Begin

Position[I, J] :=

foInMain.image1.Picture.Bitmap.Canvas.Pixels[round(i*(500/GridSize)),

round(j*(128/GridSize))]/800;

// Velocity[I, J] := Velocity[I, J] * Viscosity;

End;

// Calculate the new vertex coordinates

For I :=0 to GridSize do

For J :=0 to GridSize do

begin

Vertex[I, J].X :=(I - GridSize/2)/GridSize*5;

Vertex[I, J].Y :=(Position[I, J] / 1024)/GridSize*3;

Vertex[I, J].Z :=(J - GridSize/2)/GridSize*5;

end;

// Calculate the new vertex normals.

// Do this by using the points to each side to get the right angle

For I :=0 to GridSize do

begin

For J :=0 to GridSize do

begin

If (I > 0) and (J > 0) and (I < GridSize) and (J < GridSize) then

begin

with Normals[I, J] do

begin

X := Position[I+1, J] - Position[I-1,J];

Y := -2048;

Z := Position[I, J+1] - Position[I, J-1];

VectLength :=sqrt(x*x + y*y + z*z);

if VectLength <> 0 then

begin

X :=X/VectLength;

Y :=Y/VectLength;

Z :=Z/VectLength;

end;

end;

end

else

begin

Normals[I, J].X :=0;

Normals[I, J].Y :=1;

Normals[I, J].Z :=0;

end;

end;

end;

// Draw the water texture

glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, WaterTexture);

For J :=0 to GridSize-1 do

begin

glBegin(GL_QUAD_STRIP);

for I :=0 to GridSize do

begin

glNormal3fv(@Normals[I, J+1]);

glTexCoord2f(I/GridSize, (J+1)/GridSize);

glVertex3fv(@Vertex[I, J+1]);

glNormal3fv(@Normals[I, J]);

glTexCoord2f(I/GridSize, J/GridSize);

glVertex3fv(@Vertex[I, J]);

end;

glEnd;

end;

end;

procedure glDraw();

VAR ps : TPaintStruct;

begin

// BeginPaint(h_wnd, ps);

glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT or GL_DEPTH_BUFFER_BIT); // Clear The Screen And The Depth Buffer

glLoadIdentity(); // Reset The View

glTranslatef(0.0,0.2,-4.5);

glRotatef(xAngle, 1, 0, 0);

glRotatef(yAngle, 0, 1, 0);

glColor3f(0.85, 1, 0.85);

DrawWater;

// endPaint(h_wnd, ps);

SwapBuffers(DC);

end;

{------------------------------------------------------------------}

{ Initialise OpenGL }

{------------------------------------------------------------------}

procedure glInit();

var I, J : Integer;

begin

glClearColor(0.9, 0.9, 0.9, 0.0); //Background

glShadeModel(GL_SMOOTH);

glClearDepth(1.0);

glEnable(GL_DEPTH_TEST);

glDepthFunc(GL_LESS);

glBlendFunc(GL_SRC_COLOR, GL_ONE);

glHint(GL_PERSPECTIVE_CORRECTION_HINT, GL_NICEST);

glEnable(GL_TEXTURE_2D);

LoadTexture('reflection.bmp', WaterTexture);

// enable spherical environment maping

// glEnable(GL_BLEND);

glTexGeni(GL_S, GL_TEXTURE_GEN_MODE, GL_SPHERE_MAP);

glTexGeni(GL_T, GL_TEXTURE_GEN_MODE, GL_SPHERE_MAP);

glEnable(GL_TEXTURE_GEN_S);

glEnable(GL_TEXTURE_GEN_T);

Viscosity :=0.96;

For I :=0 to GridSize do

begin

For J :=0 to GridSize do

begin

Position[I, J] :=0;

Velocity[I, J] :=0;

end;

end;

xAngle :=15;

yAngle :=60;

end;

function calc_fxy(energ11,energ21:array of integer):real;

var mx,my,s1,s2,s3:real;

i:integer;

begin

mx:=0;my:=0;

for i:=0 to 127 do

begin

mx:=mx+energ11[i];

my:=my+energ21[i];

end;

mx:=mx/128;

my:=my/128;

s1:=0;s2:=0;s3:=0;

for i:=0 to 127 do s1:=s1+((energ11[i]-mx)*(energ21[i]-my));

for i:=0 to 127 do s2:=s2+(sqr(energ11[i]-mx));

for i:=0 to 127 do s3:=s3+(sqr(energ21[i]-my));

s2:=sqrt(s2);

s3:=sqrt(s3)*s2;

if s3<>0 then result:=abs(s1/s3) else result:=0;

end;

procedure TfoInMain.SpeedButton7Click(Sender: TObject);

begin

close;

end;

procedure TfoInMain.CaptureFilledBuffer(Sender: TObject);

var buf:array[0..512]of byte;

bufI:array[0..512]of integer;

i,x,max:integer;

Image:timage;

begin

FWaveStream.CopyFrom(FCapture, FCapture.FilledSize);

FWaveStream.Seek(FWaveStream.Size-512,0);

FWaveStream.read(buf,512);

for i:=1 to 512 do

begin

bufc[I].Re:= buf[i]-128;

bufc[I].Im:=0//left[i+x*step+begin_crop];

end;

fftr(bufc);

if cursampl=1 then image:=image2;

Image.Canvas.Brush.Color:=clwhite;

Image.Canvas.Rectangle(0,0,Image.width,Image.Height);

for i:=128 to 256 do bufi[i-128]:=round((sqrt(sqr(bufc[I].Im)+sqr(bufc[I].re)))/3);

for i:=1 to 128 do if bufi[i]>255 then bufi[i]:=255;

for x:=1 to 4 do for y:=2 to 127 do

bufi[y]:=round((bufi[y-1]+bufi[y]+bufi[y+1])/3);

Image.Canvas.Brush.Color:=clblack;

for i:=1 to 16 do

begin

max:=0;

if (i-1)*8+x<126 then

for x:=1 to 8 do if bufi[(i-1)*8+x]>max then max:=bufi[(i-1)*8+x];

Image.Canvas.Rectangle((i-1)*8,128,i*8-1,128-max);

end;//

end;

procedure TfoInMain.FormClose(Sender: TObject; var Action: TCloseAction);

begin

foInMain.Release;

foInMain := nil;

end;

procedure RunSQL(q:TADOquery;close:boolean);

begin

try

q.Open;

except

on EOleException do q.Active:=false;

on EDatabaseError do q.Active:=false;

end;

if close then q.Active:=false;

q.SQL.SaveToFile('db\1.sql');