彩色激光打印文件跟蹤暗碼小點特征初探

梁立崢， 黃建同

(中國人民公安大學(xué)，北京 100038)

0 引言

隨著經(jīng)濟社會的日益發(fā)展，各種新型的辦公設(shè)備特別是彩色激光打印機迅速普及，為人們的工作生活帶來了便利，也為偽造、變造各類打印文件提供了便利，給這類案件的物證鑒定帶來了重大的挑戰(zhàn)。為了追蹤和打擊此類偽造變造犯罪，美國特工處(the U.S.Secret Service)要求各大打印機生產(chǎn)商在彩色激光打印機和彩色復(fù)印機中設(shè)置跟蹤暗碼。此跟蹤暗碼記錄了打印機的品牌、型號信息，可通過暗碼識別不同彩色激光打印機打印文件［1］。

打印文件跟蹤暗碼，是指用信號處理的方法在數(shù)字化的多媒體數(shù)據(jù)中嵌入隱蔽的標(biāo)記，這種標(biāo)記無法通過肉眼直接觀察到，只有在文件被放大后才能被發(fā)現(xiàn)［2］。在一定條件下觀察，可以發(fā)現(xiàn)彩色激光打印機打印的文件上有一定數(shù)量的黃色小點按照一定的規(guī)律排列成一定的點陣圖形，這些小點被稱為打印文件的跟蹤暗碼小點［3］。

根據(jù)美國電子前線基金會(EFF)的報道，幾乎各大品牌彩色激光打印機和彩色復(fù)印機生產(chǎn)商都使用了此項隱藏技術(shù)［4］，因此對彩色激光打印文件跟蹤暗碼小點的研究具有普遍的適用性和可行性，也能為偽造、變造打印文件的檢驗提供一種新的思路。

1 實驗

本實驗收集了目前市面上常見的15種彩色激光打印機打印的文件作為實驗樣本，使用英國ForsterμFreeman公司生產(chǎn)的VSC－5000型文檢儀對實驗樣本進行觀察，尋找跟蹤暗碼小點的顯現(xiàn)條件和最佳顯現(xiàn)效果，分析上述15種彩色激光打印文件跟蹤暗碼小點特征。

1.1 實驗原理

各大品牌彩色激光打印機和彩色復(fù)印機生產(chǎn)商預(yù)先在機器的激光器邊上設(shè)置一個微小的芯片，打印時芯片控制光源以大約十億分之二十秒的速度迅速在感光鼓上曝光來嵌入吸附的墨粉小顆粒，從而在紙張上形成不能被肉眼直接觀察到的跟蹤暗碼小點。這些暗碼小點面積微小，在紙張上大約每英寸出現(xiàn)一次。由于承載此項技術(shù)的芯片緊挨著打印機激光器，任何企圖破壞該芯片以毀滅證據(jù)的行為都可能會導(dǎo)致機器損壞而無法得逞［1，5］。

1.2 實驗過程

使用VSC－5000文檢儀，分別在自然光、不同波段的紅外光源和紫外光條件下，使用不同的放大倍率對實驗樣本進行觀察、測量并拍照記錄。

2 實驗結(jié)果與分析

2.1 顯微觀察

跟蹤暗碼小點是一些面積很小的小黃點，人的肉眼無法分辨，只有當(dāng)文件被放大后才能觀察到。從打印文件被放大6倍開始，跟蹤暗碼能夠被發(fā)現(xiàn);放大10倍左右時，能夠較好地反映跟蹤暗碼一份完整的點陣圖形及其在紙張上的整體分布形態(tài);放大80倍左右時，能夠較好地觀察跟蹤暗碼小點的特征。

2.2 常用光源觀察

文件被放大后，跟蹤暗碼能在自然光、400～500 nm波段范圍內(nèi)的藍光和365 nm波段的長波紫外光下被人眼識別，在400～500 nm波段范圍內(nèi)的藍光下觀察效果較好，其中以460 nm波段的藍光下觀察效果最為理想。這是因為白色與黃色的反差較小，白紙上的黃色墨跡可見度低，而且小點的面積很小，加上人眼分辨率的限制，它們不能被肉眼識別。黃光的互補光是藍光，在400～500 nm波段范圍內(nèi)的藍光照射下，跟蹤暗碼小點的黃色染料全部吸收光線，人眼接收到的反射光很少，自然光下的黃點變成深灰色，而白紙對這一波段范圍內(nèi)的光線全部反射，使得兩者的反差大大增強，從而顯現(xiàn)出來。藍光越強，其對黃色跟蹤暗碼小點的互補效應(yīng)越好，因此在藍光的峰值波段即460 nm波段下觀察黃色跟蹤暗碼小點最為明顯。見圖1。

圖1 460 nm波段藍光下黃色跟蹤暗碼變成深灰色

2.3 跟蹤暗碼小點特征分析

(1)在跟蹤暗碼小點形狀上，15份樣本各自不同，主要有以下5種形狀或由該形狀組成的圖形：

①空心圓。佳能CP5500E為一直徑為0.1 mm的空心圓。見圖2。

圖2 佳能CP5500E跟蹤暗碼小點形狀

②由兩個豎橢圓并列組成的圖形。富士施樂系列的6種彩色激光打印機打印文件的跟蹤暗碼小點形狀、大小完全一樣，均由兩個長寬為0.1 mm×0.05 mm的豎橢圓并列組成。見圖3。

圖3 富士施樂系列跟蹤暗碼小點形狀

③實心圓及由實心圓組成的圖形。愛普生C4200為一直徑為0.05 mm的實心圓;柯尼卡美能達C500為一直徑為0.1 mm的實心圓;而柯尼卡美能達C250則由三個直徑為0.05 mm的實心圓組成;柯尼卡美能達C350由兩個直徑為0.05 mm的實心圓上下排列而成;惠普4700由四個小點組成。見圖4。

圖4 從左至右依次為愛普生C4200、柯尼卡美能達C500、柯尼卡美能達C250、柯尼卡美能達C350和惠普4700跟蹤暗碼小點形狀

④ 扁橢圓。愛普生C1100與惠普CM1312nfi均為一長寬為0.2 mm×0.1 mm的扁橢圓。見圖5。

⑤由一個豎橢圓和兩個小圓點兩部分組成的圖形。NEC 9800C由左邊一個0.13 mm×0.05 mm的豎橢圓和右邊兩個直徑0.05 mm豎向排列的小點兩部分組成的圖形。見圖6。

(2)在跟蹤暗碼小點大小上，該15種彩色激光打印機打印文件的跟蹤暗碼小點直徑均在0.05～0.2 mm之間，面積非常小，無法被肉眼識別，其中愛普生C1100與惠普CM1312nfi跟蹤暗碼小點面積最大，愛普生C4200最小。

圖5 愛普生C1100(左)與惠普CM1312nfi(右)跟蹤暗碼小點形狀

2.4 同機打印文件跟蹤暗碼小點分析

圖6 NEC 9800C跟蹤暗碼小點形狀

通過對上述15種打印機連續(xù)打印和不同時期打印的文件進行觀察，發(fā)現(xiàn)同一臺打印機打印文件跟蹤暗碼小點的形態(tài)和大小完全一致，不隨時間變化而變化。

以上實驗結(jié)果記錄在表1中。

表1 15種不同品牌、不同型號彩色激光打印機打印文件跟蹤暗碼形態(tài)和大小特征

續(xù)表1

續(xù)表1

3 結(jié)論

通過實驗和觀察，總結(jié)出彩色激光打印文件跟蹤暗碼小點有如下特征，并可根據(jù)小點在形態(tài)和大小上的差異來區(qū)分鑒別彩色激光打印文件：

(1)跟蹤暗碼小點是一些直徑在0.05～0.2 mm之間的小黃點，人的肉眼無法分辨，只有當(dāng)文件被放大后才能觀察到。需要觀察跟蹤暗碼時，須將文件放大6倍以上;需要觀察跟蹤暗碼點陣圖形及其分布時，須將文件放大10倍以上;需要觀察跟蹤暗碼小點形態(tài)和大小時，須將文件放大80倍以上。

(2)文件被放大后，跟蹤暗碼小點能在自然光、400～500 nm波段范圍內(nèi)的藍光和365 nm波段的長波紫外光下被人眼識別，在400～500 nm波段范圍內(nèi)的藍光下觀察效果較好，其中以460 nm波段的藍光下觀察效果最為理想。

(3)不同品牌、不同型號的彩色激光打印機打印文件上均有跟蹤暗碼小點，但其形態(tài)和大小不盡相同?？梢愿鶕?jù)小點形態(tài)和大小的差異區(qū)分不同打印機打印文件。對于有的品牌，如富士施樂，同一品牌不同型號打印機打印文件的跟蹤暗碼小點形態(tài)和大小完全一致，因此不能據(jù)此來區(qū)分相同品牌不同型號的打印機打印文件，但是可以確定可疑打印機屬于哪個品牌。

(4)同機打印的彩色激光打印文件上跟蹤暗碼小點的形態(tài)和大小完全一致，不隨時間變化而變化。鑒于此，目前尚無法根據(jù)同一臺彩色激光打印機打印文件上跟蹤暗碼小點的差異來判斷文件制成時間，但可以根據(jù)跟蹤暗碼小點的異同來判斷可疑文件與樣本文件是否由同一臺彩色激光打印機打印。

4 結(jié)語

彩色激光打印文件跟蹤暗碼的應(yīng)用為彩色激光打印文件的檢驗提供了快速、準(zhǔn)確的方法。本文通過實驗研究，提出了利用跟蹤暗碼小點形態(tài)和大小的差異來鑒別彩色激光打印文件的新方法，不僅能夠?qū)ο嚓P(guān)的檢驗工作有所幫助，而且能為通過跟蹤暗碼區(qū)分彩色激光打印文件的進一步研究提供借鑒。

［1］ EFF.Investigating Machine Identification Code Technology in Color Laser Printers［EB/OL］.［2005－07］.http：∥www.eff.org，.

［2］ 劉寧，裴雷.彩色激光打印機、復(fù)印機同一認定新方法［J］.江蘇警官學(xué)院學(xué)報，2005，20(3)：165 －170.

［3］ 位洪明，黃建同，許可，等.EPSON C1100彩色激光打印機暗記特征研究［C］∥刑事科學(xué)技術(shù)研究論叢：第3卷.北京：中國人民公安大學(xué)出版社，2009：189－193.

［4］ Mike Musgrove.Sleuths Crack Tracking Code Discovered in Color Printers［EB/OL］.［2005－10－19］.http：//www.washingtonpost.com.

［5］ Jason Tuohey. Government Uses Color Laser Printer Technology to Track Documents［DB/OL］.［2004－11－22］.http：∥www.pcworld.com.