數字化時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，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”做成年收入數百億美元的大“買賣”。與此同時，正版產品設計和生產者以及電子文本被盜的受害人每年遭受的損失更為巨大。
“多媒體信息領域的發展本來可以更加迅速和豐富多彩，但是現有的技術卻成為這種可能性的一個桎梏。”美國馬里蘭大學電子及電腦工程系華裔教授吳旻博士在接受《華盛頓觀察》周刊采訪時說，“它們很難確保多媒體內容的安全性，即無法保證多媒體內容只用于指定的目的和指定的個人。”
“數字水印”(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。馬里蘭大學在研究項目在近年來發展迅速，已經在全美國處于領先地位。吳旻助理教授是這個研究項目的主要負責人之一。
她說，這些研究的難點在于，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，而且還給執法機構提供了追查盜版者和濫用電子信息者的線索。
吳旻指出，數字水印實際上就是借用‘水印’這個大家熟悉的概念來說明信息安全研究者開發的各種保護信息安全的工具或軟件。她的研究是不斷開發出新穎的編碼來解決多媒體安全和內容保護問題。這些研究涉及到信號處理、加密技術、通訊技術、編碼和信息理論等多個領域。
“這項信息時代重要的核心技術可以運用到很多領域。除了用于保護電影音樂作品的知識產權，還可以用于政府各機構間傳輸和共享機密文件，以及金融機構驗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，但數字水印出現在重要的商業信件中就常常會有問題，因為它不但可能干擾原來文本的信息，而且還給盜版者提供復制偽造文件的可能。雙色圖像本身的特點使得置入加密的編碼困難重重。不過這個問題早在吳旻還在普林斯頓大學攻讀電子工程博士時已經解決。
作為她博士研究項目的一個部分，吳旻基本克服了這個困難，找到了在二值圖像中加入“水印”的新穎方法。她的這項發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中運行。吳旻強調說，這些研究得到了她在普林斯頓大學的博士導師劉必治(Bede Liu)教授的很大幫助。
吳旻現在的研究就是進一步完善專為雙色圖像設計的編碼，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行電子簽名后，這個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置入了肉眼看不見的日期和付款金額等數字水印。即使有人復制了這個簽名，也無法利用它去進行詐騙活動。
吳旻研究的另一個重點是如何讓數字水印在起到防偽功能的同時，還可以在出現盜用信息后提供線索追查嫌疑人。這項研究受到政府部門，企業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常需要在一定范圍內共享一些電子文件，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，絕密衛星圖像，機密文件或沒有公開放映的電影后，把它們上載到互聯網上，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前加入一段隱蔽的不易發現的獨特訊號。吳旻把它們稱為“數字指紋”。
和數字水印不同的是數字指紋有可能在每一份電子文本中都不一樣。她強調，“這項研究最關鍵的是要保證即使濫用者把數份這樣的電子文件進行比對也無法去除我們置入的電子指紋。同時，我們發明的這些技術還可以追查到是哪些人試圖竄通盜用這些電子文本。
吳旻研究的數字水印商業價值被廣泛看好，但這并不妨礙她與各國做相似研究的科學家交流研究成果。她說，“我不擔心別的科學家會超過我們，任何人在這個領域的研究成果都是給全世界作的貢獻。
文章摘自《華盛頓觀察》周刊，有刪節 作者：鐘布
