最近受區(qū)塊鏈的影響,種種加密算法也跟著火了起來(lái)。在區(qū)塊鏈之前,我們理解的“加密”多半是像007和《潛伏》里那樣,用各種手段對(duì)文字信息進(jìn)行加密處理,好讓絕密的消息在敵人的眼皮子低下瞞天過(guò)海。
不過(guò)在今天,加密的目的除了進(jìn)行間諜行動(dòng),還有維護(hù)數(shù)據(jù)安全等等。與此同時(shí),信息加密的手段也在隨著區(qū)塊鏈、深度學(xué)習(xí)等技術(shù)的發(fā)展不斷進(jìn)步。
007的老手段,能不能應(yīng)對(duì)AI時(shí)代的新需求?
在傳統(tǒng)的信息加密手段中,大致分為兩種,一種是物理方法,另一種則是數(shù)學(xué)方法。
物理方法,就是我們經(jīng)常在影視劇里能看到的遇水顯字、火烤顯字等等。把需要顯示的明文寫在紙張、布料上,再通過(guò)沉淀反應(yīng)、氧化還原等等化學(xué)反應(yīng)讓字符隱藏起來(lái)。
這種方法除了用在早期間諜活動(dòng)、考試作弊之外,也可以用于解決商品侵權(quán)問(wèn)題。像是在2016年,阿里巴巴就曾傳出和柯達(dá)共同資助初創(chuàng)公司eApeiron的消息,這家初創(chuàng)公司的主要業(yè)務(wù)是開發(fā)一種隱藏墨水,把肉眼不可見(jiàn)的數(shù)字追蹤標(biāo)記印在商品之上,基于此打造出一套完整的識(shí)別和通過(guò)供應(yīng)鏈跟蹤的產(chǎn)品標(biāo)簽系統(tǒng)。
數(shù)學(xué)方法則歸屬于密碼學(xué)范疇,利用公式把明文信息進(jìn)行加工,變成常人不理解的亂碼,擁有公式的人才能反向推解出真正內(nèi)容。
數(shù)學(xué)方法中比較典型的有摩斯電碼,利用時(shí)通時(shí)斷的信號(hào)代碼代表不同的字母,或者是凱撒密碼,把原字母向后位移幾位得出加密后內(nèi)容。
不過(guò)隨著科技水平的發(fā)展,這些信息加密的方法的作用正在逐漸消解。
物理方法應(yīng)用成本較高,其本質(zhì)是利用化學(xué)制方或制作工藝的門檻來(lái)防止他人造假。好比大牌皮具用獨(dú)特工藝制作皮紋、五金等等,造假者承受不了高昂的原料費(fèi)用和開模成本,無(wú)法復(fù)制其中的細(xì)節(jié)。
可要說(shuō)真能拿物理方法做信息加密,卻有很多不切實(shí)際的地方。最主要的就是現(xiàn)在用紙張這些實(shí)物傳遞信息已經(jīng)非常低效,做間諜工作的人寫好了信,用化學(xué)藥水涂涂抹抹加火烤,可快遞發(fā)到接頭人手里時(shí)沒(méi)準(zhǔn)黃花菜都涼了。
至于在數(shù)學(xué)方法上,深度學(xué)習(xí)帶來(lái)的強(qiáng)大算力讓破解文字密碼變得更加容易。過(guò)去幾十個(gè)數(shù)字密碼專家花費(fèi)大量時(shí)間都不能破解的密碼,或許在今天只要把一點(diǎn)點(diǎn)明文和加密信息丟進(jìn)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的黑盒子里,就能得出人們想要的結(jié)果。
用“護(hù)甲”和“法抗”寫下一段密文
不過(guò)我們加密信息的手段也在不斷提升,當(dāng)大量信息數(shù)字化后,批量處理加密信息同樣也變得容易了起來(lái)。其實(shí)即使是處理數(shù)字化信息,我們也可以分為物理方法和數(shù)學(xué)方法。
物理方法就像游戲里的“護(hù)甲”,將信息隔絕起來(lái)防止被其他人接觸。目前較為常見(jiàn)的是建立私有云、區(qū)塊鏈私鏈的方式保證信息的安全。
像是在此前我們介紹的“密碼錨定”加密技術(shù)中,IBM就制作了只有沙粒大小的芯片,與區(qū)塊鏈技術(shù)結(jié)合,將加密公式存儲(chǔ)于其中,使得每次解密信息都要通過(guò)芯片進(jìn)行計(jì)算。將這種硬件芯片放置在商品之中,芯片實(shí)時(shí)記錄商品的位置信息,配合解開密碼才能錄入信息,就難出現(xiàn)他人遠(yuǎn)程破解獲知商品信息并加以篡改的情況。
數(shù)學(xué)方法則像是游戲里的魔法防御,不依賴硬件只使用算法讓信息更加安全。比如凱撒密碼這種“小兒科”的加密模式,用算法可以批量產(chǎn)生。但有趣的是,因?yàn)闄C(jī)器學(xué)習(xí)對(duì)圖像處理的把握十分精準(zhǔn),今天的加密信息不一定要是一段亂碼,很可能是一段正常的文字。
最近哥倫比亞大學(xué)研究出的FontCode算法就是這樣,F(xiàn)ontCode可以通過(guò)神經(jīng)風(fēng)格遷移對(duì)普通字體進(jìn)行一些細(xì)微的改變,比如對(duì)字母中的某一線條進(jìn)行加粗或減細(xì)。利用五十幾種變化對(duì)應(yīng)大小寫字母和數(shù)字,通過(guò)圖像識(shí)別功能,就可以從正常文字中找到加密信息了。
不光是FontCode,此前也有高校研究出調(diào)整空格字符的大小,來(lái)設(shè)定成密碼隱藏信息。這類加密方式都通用于數(shù)字介質(zhì)和紙質(zhì)介質(zhì),也許下一部007電影中,就會(huì)出現(xiàn)詹姆斯·邦德拿出手機(jī)攝像頭對(duì)報(bào)紙輕輕一拍,獲取了絕密信息的情節(jié)。
再見(jiàn)二維碼,信息加密對(duì)于你我還有哪些用途?
當(dāng)然,今天我們所談?wù)摰男畔⒓用?,大多都不再?yīng)用于間諜活動(dòng)。信息加密在今天的作用早已不再是軍政專屬,早已進(jìn)入了民用和企用。
今天的信息加密,大致有以下幾個(gè)用途:
1. 數(shù)字簽名技術(shù)。數(shù)字簽名技術(shù)通常是信息發(fā)送者發(fā)送一段他人無(wú)法偽造的數(shù)字段,接收方再利用運(yùn)算進(jìn)行驗(yàn)證。不管是區(qū)塊鏈加密還是用算法進(jìn)行圖形、字體上的加密,都可以幫助信息發(fā)送者更好地驗(yàn)明自己的身份。可以用于電子合同、身份驗(yàn)證等等多種場(chǎng)景。
2. 版權(quán)保護(hù)。目前應(yīng)用比較廣泛的版權(quán)保護(hù)方式還是暴力搜索和防止復(fù)制,像一些網(wǎng)站會(huì)在前端進(jìn)行編輯,使得文字的排版看起來(lái)是正常的,一經(jīng)復(fù)制就會(huì)錯(cuò)版?;蛘邔?duì)大量圖片和文字進(jìn)行比對(duì)搜索,看看是否有抄襲現(xiàn)象。FontCode則提出利用特殊字體作為驗(yàn)證途徑的概念,這樣的少變量的比對(duì)法在驗(yàn)證速度上要比暴力搜索快很多。
3. QR碼融合?,F(xiàn)在所處可見(jiàn)的二維碼、條形碼已經(jīng)成為常態(tài),可這些馬賽克和線條圖形的出現(xiàn)的確很礙眼。現(xiàn)在利用神經(jīng)風(fēng)格遷移對(duì)普通字體進(jìn)行肉眼不可見(jiàn)的改變,除了加入加密信息以外也可以加入跳轉(zhuǎn)鏈接的入口。以后再需要掃碼的時(shí)候,就不用再浪費(fèi)一大片空間放置二維碼,只要把跳轉(zhuǎn)入口隱藏在正常的信息中就行。
在科技發(fā)展歷史上有一個(gè)典型的規(guī)律,即技術(shù)往往先應(yīng)用于軍事,然后再進(jìn)入民用市場(chǎng)創(chuàng)造出無(wú)限價(jià)值。信息加密技術(shù)也是一樣,在高度信息化的和平年代,或許這一技術(shù)即將發(fā)揮出無(wú)限可能。
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