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華裔教授發(fā)明“數(shù)字水印”成盜版克星
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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(lè)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(wú)所不盜的盜版者和無(wú)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(mǎi)賣(mài)”。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(lái)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(guó)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(fǎng)時(shí)說(shuō)，“它們很難確保多媒體內(nèi)容的安全性，即無(wú)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”研究是吳旻和她的同事們對(duì)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(lái)發(fā)展迅速，已經(jīng)在全美國(guó)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(shuō)，這些研究的難點(diǎn)在于，電子信息的特性和客戶(hù)的需求都不盡相同，她和同事們必須針對(duì)不同的用途開(kāi)發(fā)出不同的訊號(hào)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(lè)，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(xiàn)索。
“這些編碼就是我們給電子信息內(nèi)容加上的數(shù)字水印�！眳菚F說(shuō)。
數(shù)字水印技術(shù)用途廣泛
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(lái)說(shuō)明信息安全研究者開(kāi)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(kāi)發(fā)出新穎的編碼來(lái)解決多媒體安全和內(nèi)容保護(hù)問(wèn)題。這些研究涉及到信號(hào)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(lè)作品的知識(shí)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(hù)的電子簽名和處理用戶(hù)的其它敏感信息等�！边@位從事信息安全研究的年輕科學(xué)家談起她的研究時(shí)，語(yǔ)氣充滿(mǎn)自信。
由于出色的研究成果，吳旻在2002年獲得美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金授予的35萬(wàn)美元青年教師事業(yè)啟動(dòng)科研基金，2003年獲得馬里蘭大學(xué)喬治·可可然杰出教學(xué)獎(jiǎng)，2004年被麻省理工學(xué)院出版的《科技評(píng)論》雜志評(píng)為“為深刻改變世界的新興科技作出貢獻(xiàn)”的100名優(yōu)秀青年開(kāi)拓者之一。與此同時(shí)，她的研究還獲得美國(guó)國(guó)家專(zhuān)利局的4項(xiàng)專(zhuān)利，另外4項(xiàng)正等待批準(zhǔn)。
雙色圖像研究得益導(dǎo)師指點(diǎn)
吳旻說(shuō)，她研究的一個(gè)重點(diǎn)是如何在雙色圖像(又稱(chēng)“二值圖像”)上加載電子水印。
“一般來(lái)說(shuō)，把‘?dāng)?shù)字水印’置入多色彩的電子產(chǎn)品相對(duì)較為容易，但要把它加在雙色圖像就很困難。因?yàn)楝F(xiàn)在的雙色圖像只要兩種顏色(多數(shù)為黑白兩色)，加入數(shù)字水印后很容易被看出來(lái)�！眳菚F說(shuō)，“這種圖像近年來(lái)在美國(guó)用得越來(lái)越廣泛，如電子簽名就是一種人們?cè)谝壕О嫔虾灻罅粝碌暮诎變缮碾p色圖像。其它常見(jiàn)的雙色圖像還有掃描的文本資料，在手寫(xiě)電腦上書(shū)寫(xiě)的文件及電腦中存儲(chǔ)的病人化驗(yàn)結(jié)果和病例等。”
吳旻解釋說(shuō)，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(lái)，對(duì)紙幣效用并沒(méi)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(wèn)題，因?yàn)樗坏赡芨蓴_原來(lái)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(guò)這個(gè)問(wèn)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(jí)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(shuō)，這些研究得到了她在普林斯頓大學(xué)的博士導(dǎo)師劉必治教授的很大幫助。劉必治是美國(guó)從事數(shù)字水印、數(shù)據(jù)隱藏、圖像壓縮和分析等研究的著名學(xué)者。
吳旻現(xiàn)在的研究就是進(jìn)一步完善專(zhuān)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?cè)诔匈?gòu)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(jiàn)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(wú)法利用它去進(jìn)行詐騙活動(dòng)。
“這項(xiàng)技術(shù)無(wú)疑給電子信息的傳送者和接受者增加一份安全感，”吳旻說(shuō)。
“數(shù)字指紋”提供追查濫用者線(xiàn)索
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(xiàn)索追查嫌疑人。這項(xiàng)研究受到政府部門(mén)，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(mén)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(shuō)，有人竊取了信用卡帳戶(hù)信息，絕密衛(wèi)星圖像，機(jī)密文件或沒(méi)有公開(kāi)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(hào)。吳旻把它們稱(chēng)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)說(shuō)，“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(duì)也無(wú)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(guó)做相似研究的科學(xué)家交流研究成果。
“我不擔(dān)心別的科學(xué)家會(huì)超過(guò)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)。何況，這些交流也給我的研究很大的啟發(fā)�！彼χf(shuō)，今天的研究成果離不開(kāi)她在馬里蘭大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì)，如另一位華裔教授劉國(guó)瑞和一些博士生和博士后研究人員都做出了重大貢獻(xiàn)。(來(lái)源：《華盛頓觀察》周刊，作者：鐘布)
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