Deepfake Audio Detection for Social Engineering Defense

Loading...
Thumbnail Image

Date

Journal Title

Journal ISSN

Volume Title

Publisher

Unuversity Setif 1 Ferhat Abbas . Faculty of Sciences

Abstract

The rapid advancement of speech synthesis has enabled audio deepfakes — synthetic voices virtually indistinguishable from genuine human speech. When exploited through social engineering attacks such as vishing and impersonation, they pose a severe threat to organisational security, as demonstrated by fraud incidents exceeding $25 million in losses. This thesis proposes a hybrid multi-modal detection architecture that simultaneously exploits three complementary acoustic features: Mel-Frequency Cepstral Coefficients (MFCC), Mel-Spectrogram, and Fundamental Frequency (F0), each processed by a dedicated convolutional branch. The resulting embeddings are combined through a learnable weighted fusion layer, refined by a two-layer Transformer encoder with multi-head self-attention, and classified by a four-layer MLP head. Evaluated on ASVspoof 2019 LA and WaveFake, the system achieves an EER of 2.03% and 0.0452% respectively, outperforming RawNet2 (5.13%) and LCNN (5.06%), and remaining competitive with AASIST (0.83%) at 7.8 lower computational cost (1.233 GFLOPs vs. 9.618 GFLOPs). A mixed training strategy (70% ASVspoof + 30% WaveFake) reduces the cross-dataset generalisation gap from 46.41% to 1.11% EER on WaveFake.

Description

ﺃتاﺡ ﺍلتقدم ﺍلسريع في تقنياﺕ تركيب ﺍلكلام ﺇنشاﺀ تسجيلاﺕ صوتية مزيفة، يكاﺩ يستحيل تمييزها عن ﺍلكلام ﺍلبشري ﺍلحقيقي. وعندما تُوظّف في هجماﺕ ﺍلهندسة ﺍلاجتماعيةكانتحال ﺍلهو ية ﺍلصوتية، فإنها تُمثِّل تهديدًﺍ بالغ ﺍلخطوﺭﺓ لأمن ﺍلمؤسساﺕ، كما تجلىّ في حوﺍﺩﺙ ﺍحتيال موثّقة تجاوﺯﺕ خسائرها 25 مليون ﺩولاﺭ. تقترﺡ هذه ﺍلأطروحة معماﺭ يةكشف هجينة متعدﺩﺓ ﺍلأنماﻁ تستغل ثلاﺙ تمثيلاﺕ صوتية متكاملة: معاملاﺕ ﺍلسيبستروم (MFCC)، ومطياف ميل (Mel-Spectrogram)، وﺍلترﺩﺩ ﺍلأساسي (F0)، تُعالَج كل منها بفرﻉ تلافيفي مخصص. تُدمَج ﺍلتمثيلاﺕ عبر طبقة ﺩمج موﺯونة قابلة للتعلم، ثم تُكثّف بمشفِّر Transformer من طبقتين بالانتباه ﺍلذﺍتي متعدﺩ ﺍلرﺅوﺱ، وتُصنّف بطبقة MLP متعدﺩﺓ ﺍلطبقاﺕ. على مجموعة LA 2019 ASVspoof حقّق ﺍلنظام معدل خطأ متساوٍ (EER) بلغ %2.03، متفوقًا على (5.13% (RawNet2 و(5.06% (LCNN، ومنافسًا لـ(0.83% (AASIST بتكلفة حسابية ﺃقل بـ7.8 ﺃضعاف 1.233) مقابل GFLOPs .(9.618 وعلى WaveFake بلغ 0.0452% .EER وتُقلِّص ﺍسترﺍتيجية ﺍلتدﺭيب ﺍلمختلط %70) WaveFake 30% + (ASVspoof فجوﺓ ﺍلتعميم من %46.41 ﺇلى %1.11 على .WaveFake

Citation

Endorsement

Review

Supplemented By

Referenced By