數(shù)字化時(shí)代帶給全世界最深刻的影響之一是：我們可以以電子形式更方便地獲取、處理和共享信息。但與此同時(shí)，盜版軟件、電影和音樂以及其它濫用電子文本的行為也變得更加猖獗和防不勝防。無所不盜的盜版者和無縫不鉆的電子信息竊賊正把他們的“事業(yè)”做成年收入數(shù)百億美元的大“買賣”。與此同時(shí)，正版產(chǎn)品設(shè)計(jì)和生產(chǎn)者以及電子文本被盜的受害人每年遭受的損失更為巨大。
“多媒體信息領(lǐng)域的發(fā)展本來可以更加迅速和豐富多彩，但是現(xiàn)有的技術(shù)卻成為這種可能性的一個(gè)桎梏。”美國馬里蘭大學(xué)電子及電腦工程系華裔教授吳旻博士在接受《華盛頓觀察》周刊采訪時(shí)說，“它們很難確保多媒體內(nèi)容的安全性，即無法保證多媒體內(nèi)容只用于指定的目的和指定的個(gè)人。”
“數(shù)字水印”(Digital Watermarking)研究是吳旻和她的同事們對保證信息安全作出的回答。馬里蘭大學(xué)在研究項(xiàng)目在近年來發(fā)展迅速，已經(jīng)在全美國處于領(lǐng)先地位。吳旻助理教授是這個(gè)研究項(xiàng)目的主要負(fù)責(zé)人之一。
她說，這些研究的難點(diǎn)在于，電子信息的特性和客戶的需求都不盡相同，她和同事們必須針對不同的用途開發(fā)出不同的訊號或編碼，并把它們隱藏在需要傳輸或分享的電子信息內(nèi)容中。這些編碼不但能夠有效防止盜版電影和音樂，而且還給執(zhí)法機(jī)構(gòu)提供了追查盜版者和濫用電子信息者的線索。
吳旻指出，數(shù)字水印實(shí)際上就是借用‘水印’這個(gè)大家熟悉的概念來說明信息安全研究者開發(fā)的各種保護(hù)信息安全的工具或軟件。她的研究是不斷開發(fā)出新穎的編碼來解決多媒體安全和內(nèi)容保護(hù)問題。這些研究涉及到信號處理、加密技術(shù)、通訊技術(shù)、編碼和信息理論等多個(gè)領(lǐng)域。
“這項(xiàng)信息時(shí)代重要的核心技術(shù)可以運(yùn)用到很多領(lǐng)域。除了用于保護(hù)電影音樂作品的知識產(chǎn)權(quán)，還可以用于政府各機(jī)構(gòu)間傳輸和共享機(jī)密文件，以及金融機(jī)構(gòu)驗(yàn)證用戶的電子簽名和處理用戶的其它敏感信息等。”
吳旻解釋說，在很多情況下，普通水印——如在新的紙幣中印制的水印——若被看出來，對紙幣效用并沒有什么影響，但數(shù)字水印出現(xiàn)在重要的商業(yè)信件中就常常會(huì)有問題，因?yàn)樗坏赡芨蓴_原來文本的信息，而且還給盜版者提供復(fù)制偽造文件的可能。雙色圖像本身的特點(diǎn)使得置入加密的編碼困難重重。不過這個(gè)問題早在吳旻還在普林斯頓大學(xué)攻讀電子工程博士時(shí)已經(jīng)解決。
作為她博士研究項(xiàng)目的一個(gè)部分，吳旻基本克服了這個(gè)困難，找到了在二值圖像中加入“水印”的新穎方法。她的這項(xiàng)發(fā)明首先用到了電腦軟件的防盜版上。在不需要昂貴的硬件升級前提下，她發(fā)明的水印可以置入軟件中，只要極低廉的成本就能夠在多種系統(tǒng)中運(yùn)行。吳旻強(qiáng)調(diào)說，這些研究得到了她在普林斯頓大學(xué)的博士導(dǎo)師劉必治(Bede Liu)教授的很大幫助。
吳旻現(xiàn)在的研究就是進(jìn)一步完善專為雙色圖像設(shè)計(jì)的編碼，讓人們幾乎看不到它們的痕跡。例如，人們在超市購物后用信用卡付款并在電子液晶版上進(jìn)行電子簽名后，這個(gè)簽名文本比較容易在電腦上模仿。但是如果在電子簽名中同時(shí)置入了肉眼看不見的日期和付款金額等數(shù)字水印。即使有人復(fù)制了這個(gè)簽名，也無法利用它去進(jìn)行詐騙活動(dòng)。
吳旻研究的另一個(gè)重點(diǎn)是如何讓數(shù)字水印在起到防偽功能的同時(shí)，還可以在出現(xiàn)盜用信息后提供線索追查嫌疑人。這項(xiàng)研究受到政府部門，企業(yè)公司甚至好萊塢電影制片公司的廣泛重視。政府部門和一些公司經(jīng)常需要在一定范圍內(nèi)共享一些電子文件，但這些電子文件卻不斷受到濫用威脅。
她舉例說，有人竊取了信用卡帳戶信息，絕密衛(wèi)星圖像，機(jī)密文件或沒有公開放映的電影后，把它們上載到互聯(lián)網(wǎng)上，就屬于這種濫用行為。吳旻研究的有效做法是在電子文本傳輸和存儲(chǔ)前加入一段隱蔽的不易發(fā)現(xiàn)的獨(dú)特訊號。吳旻把它們稱為“數(shù)字指紋”。
和數(shù)字水印不同的是數(shù)字指紋有可能在每一份電子文本中都不一樣。她強(qiáng)調(diào)，“這項(xiàng)研究最關(guān)鍵的是要保證即使濫用者把數(shù)份這樣的電子文件進(jìn)行比對也無法去除我們置入的電子指紋。同時(shí)，我們發(fā)明的這些技術(shù)還可以追查到是哪些人試圖竄通盜用這些電子文本。
吳旻研究的數(shù)字水印商業(yè)價(jià)值被廣泛看好，但這并不妨礙她與各國做相似研究的科學(xué)家交流研究成果。她說，“我不擔(dān)心別的科學(xué)家會(huì)超過我們，任何人在這個(gè)領(lǐng)域的研究成果都是給全世界作的貢獻(xiàn)。
文章摘自《華盛頓觀察》周刊，有刪節(jié) 作者：鐘布
