科學(xué)研究應(yīng)該為社會創(chuàng)造價值

王艷敏

信息是社交媒體時代最寶貴的財富之一，貫穿于我們生活的方方面面。作為20世紀(jì)90年代興起的信息安全新技術(shù)，信息隱藏等研究集多學(xué)科理論、技術(shù)于一身，成為先進(jìn)網(wǎng)絡(luò)空間安全領(lǐng)域的前沿研究熱點之一。

復(fù)旦大學(xué)計算機學(xué)院教授、博士生導(dǎo)師錢振興，多年來致力于多媒體安全、信息隱藏、數(shù)字水印、多媒體取證、人工智能安全等技術(shù)的研究，提出了信息隱藏的新思路，將隱寫與圖像構(gòu)造結(jié)合起來，為信息隱蔽傳輸提供了新技術(shù)和新手段。他和團隊研發(fā)的多媒體信息隱藏方法，實現(xiàn)了云存儲圖像與視頻的大容量安全信息隱藏及有效認(rèn)證。他們積極與國家相關(guān)部門、地方傳媒出版機構(gòu)展開產(chǎn)學(xué)研合作，在交叉學(xué)科應(yīng)用方面開展了大量創(chuàng)新研究，致力于解決困擾行業(yè)發(fā)展的版權(quán)保護和數(shù)字確權(quán)等問題，從而“將論文寫在祖國的大地上”。

“求道總須問己，得來便宜終荒”，作為一名思維縝密的理科學(xué)者，錢振興卻喜歡把自己的科研情懷訴諸詩歌，詩中飽含了他對于科研和人生發(fā)展道路的價值觀念。錢振興說，他希望把自己的科研與國家和社會的發(fā)展結(jié)合起來，讓科研成果創(chuàng)造最大的社會價值。

突破邊界 產(chǎn)學(xué)研優(yōu)勢互補推進(jìn)版權(quán)保護

信息隱藏技術(shù)利用人類感覺器官對數(shù)字信號的感覺冗余，將一個信息隱藏在另一個信息中，一直被應(yīng)用于網(wǎng)絡(luò)空間安全領(lǐng)域。通過先進(jìn)的信息隱藏技術(shù)，哪怕直接使用社交網(wǎng)絡(luò)傳遞信息，也讓人難以發(fā)現(xiàn)。

數(shù)字隱寫、隱寫分析、數(shù)字水印、可逆隱藏、數(shù)字取證、隱私保護、網(wǎng)絡(luò)攻防……自20世紀(jì)90年代開始，基于信息隱藏的網(wǎng)絡(luò)多媒體信息安全技術(shù)逐漸受到國內(nèi)研究者關(guān)注。進(jìn)入社交媒體時代，多媒體信息安全問題也越來越受到國家和社會的重視，不斷發(fā)展的信息隱藏技術(shù)也在網(wǎng)絡(luò)空間安全中扮演著重要角色。在錢振興看來，加快信息隱藏等技術(shù)的發(fā)展，既可以實現(xiàn)增強保密通信的安全性，也可以服務(wù)于國家網(wǎng)絡(luò)空間安全，利用對應(yīng)技術(shù)手段檢測多媒體信息，有效防范秘密信息的泄露。

錢振興生長于江蘇省南通市的農(nóng)村，從小刻苦學(xué)習(xí)，成績優(yōu)異，高考時如愿考入中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)。高中數(shù)學(xué)成績很好，但他讀的專業(yè)卻是電子科學(xué)技術(shù)，為此他曾一度引以為憾，但很快，偏信號與信息處理方向的學(xué)科知識極大地激發(fā)了他的研究興趣。2003年本科畢業(yè)后，錢振興獲得了保送讀研的機會，他放棄了原來打算出國的想法，在中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)讀完了碩士和博士。

在中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)，錢振興感受到了這所頂尖名校濃厚的學(xué)術(shù)氛圍。從研究生開始，他就跟著導(dǎo)師和師兄師姐一起，參與計算機視覺實驗室的研究，涉入保密傳輸?shù)阮I(lǐng)域。博士畢業(yè)后，錢振興曾短暫地加入國內(nèi)某大型通信企業(yè)，并被派往北非工作了一段時間。盡管在企業(yè)的工作時間僅有一年，錢振興卻很快察覺，他最感興趣、最擅長的工作應(yīng)該是在大學(xué)里繼續(xù)從事科學(xué)研究。于是，他果斷辭職，回到了高校。此后10年，錢振興一直跟隨上海大學(xué)的資深教授王朔中老師從事信息隱藏研究工作，取得了一批研究成果。2014年，錢振興入選上海市啟明星人才計劃。

2020年11月30日，中共中央政治局就加強我國知識產(chǎn)權(quán)保護工作舉行第二十五次集體學(xué)習(xí)。習(xí)近平總書記在主持學(xué)習(xí)時強調(diào)，知識產(chǎn)權(quán)保護工作關(guān)系國家治理體系和治理能力現(xiàn)代化，關(guān)系高質(zhì)量發(fā)展，關(guān)系人民生活幸福，關(guān)系國家對外開放大局，關(guān)系國家安全。全面建設(shè)社會主義現(xiàn)代化國家，必須從國家戰(zhàn)略高度和新發(fā)展階段要求出發(fā)，全面加強知識產(chǎn)權(quán)保護工作。錢振興所從事的數(shù)字多媒體版權(quán)保護正是知識產(chǎn)權(quán)保護的重要組成部分。隨著互聯(lián)網(wǎng)的普及與發(fā)展，他所從事的工作也日益凸顯出其重要性。

“在數(shù)字化版權(quán)保護方面，比如一張圖片或一個短視頻，如何證明是你創(chuàng)作的呢？通過信息隱藏的技術(shù)手段，我們就可以把創(chuàng)作者的身份放到圖片或者短視頻中，打上不可見的‘?dāng)?shù)字水印，當(dāng)遇到版權(quán)盜用時，就可以將‘?dāng)?shù)字水印提取出來，對產(chǎn)品進(jìn)行確權(quán)?！痹阱X振興看來，基于信息隱藏的數(shù)字取證等相關(guān)技術(shù)已被廣泛應(yīng)用于民間的多媒體安全，在版權(quán)保護等領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用。錢振興說，不僅如此，數(shù)字取證的手段則可用于鑒定多媒體信息真?zhèn)?，?jīng)過數(shù)字取證技術(shù)，可以有效檢測出通過“換臉”、音頻合成等手段制作的多媒體信息。

在上海大學(xué)工作了10年左右，錢振興加入了復(fù)旦大學(xué)，并與張新鵬教授一起成立了復(fù)旦大學(xué)計算機學(xué)院多媒體安全實驗室。經(jīng)過3年多的發(fā)展，實驗室已獲批或承擔(dān)多個國家自然科學(xué)基金重點、國家重點研發(fā)計劃課題等項目，團隊有10名博士、30多名碩士研究生一起參與課題研究。

“最近幾年來，我們把研究重點逐漸轉(zhuǎn)向社會應(yīng)用，為國家和社會創(chuàng)造更大價值。”錢振興說，如今實驗室正在與國家文旅部直屬單位、鳳凰傳媒集團等機構(gòu)展開產(chǎn)學(xué)研合作，在交叉學(xué)科方面開展創(chuàng)新研究，利用數(shù)字水印等手段，做好文創(chuàng)IP、新聞產(chǎn)品的版權(quán)保護和防偽工作。

2020年5月，中國文化傳媒新文創(chuàng)（IP）平臺依托復(fù)旦大學(xué)多媒體安全實驗室和國內(nèi)多媒體信息安全領(lǐng)域的頂級專家團隊正式上線中傳暗水印技術(shù)，這項技術(shù)以國際領(lǐng)先的加性隱碼技術(shù)為基礎(chǔ)，打造出了安全可控、具有自主知識產(chǎn)權(quán)的暗水印，用于多媒體內(nèi)容版權(quán)確權(quán)、監(jiān)控溯源、維權(quán)取證。

2020年11月10日，中國文化傳媒集團的新文創(chuàng)（IP）平臺與復(fù)旦大學(xué)計算機科學(xué)技術(shù)學(xué)院簽訂了《產(chǎn)學(xué)研合作協(xié)議》，共同推動文化和旅游傳媒權(quán)益保護、文化和旅游文旅傳媒內(nèi)容理解與評價、文化和旅游文旅數(shù)據(jù)分析與精準(zhǔn)服務(wù)、文化和旅游文旅信息傳播與引導(dǎo)等多項技術(shù)在文化和旅游文旅行業(yè)的應(yīng)用與發(fā)展。

通過全方位資源共享與優(yōu)勢互補，復(fù)旦大學(xué)與中國文化傳媒新文創(chuàng)（IP）平臺共同建設(shè)“文化傳媒智能計算實驗室”項目，開展文化和旅游文旅傳媒權(quán)益保護等多方面的產(chǎn)學(xué)研合作，共同致力于國內(nèi)亟待解決的版權(quán)保護和數(shù)字確權(quán)等問題研究。雙方前期合作開展的工作，還獲得了中國發(fā)明協(xié)會的發(fā)明創(chuàng)業(yè)成果獎二等獎。

近年來，針對《現(xiàn)代快報》、《新華日報》以及視覺江蘇等媒體單位和平臺面臨的侵權(quán)風(fēng)險，錢振興和團隊利用數(shù)字水印技術(shù)，與《現(xiàn)代快報》等媒體機構(gòu)聯(lián)合開發(fā)了一套基于信息隱藏技術(shù)的溯源系統(tǒng)，實現(xiàn)了對新聞報道和多媒體產(chǎn)品進(jìn)行防偽、溯源，打擊侵權(quán)盜版行為，防止資產(chǎn)流失。正是基于與《現(xiàn)代快報》等文化傳媒單位合作開發(fā)的這一套系統(tǒng)，錢振興和團隊獲得了中國產(chǎn)學(xué)研合作創(chuàng)新成果獎。

“誰拿出去用，就有誰的身份信息在里面。如果有人把它非法盜用了，都可以追究他的責(zé)任?！卞X振興說。

持續(xù)創(chuàng)新 開創(chuàng)隱寫和可逆信息隱藏新技術(shù)

“一是要抗攻擊，數(shù)字隱藏的內(nèi)容是否會被破壞？二是隱藏內(nèi)容的不可見性有多強，雖然人眼看不出來，人工智能是否可以檢測出來？三是在不同的應(yīng)用場景中，如何能夠?qū)㈦[藏信息快速提取出來？”在錢振興看來，多媒體內(nèi)容安全領(lǐng)域，目前仍有著以上諸多研究挑戰(zhàn)。例如，經(jīng)過20多年的發(fā)展，信息隱藏中廣泛應(yīng)用的“隱寫”技術(shù)從經(jīng)典隱寫開始，發(fā)展到隱寫編碼，再到安全隱寫，成果豐碩。然而，隨著隱寫對抗技術(shù)的發(fā)展，隱寫在安全性上遇到了很大的挑戰(zhàn)。

隱寫技術(shù)將信息隱藏在數(shù)字載體中發(fā)送給接收者，可用于機密信息的隱蔽傳輸，國內(nèi)外學(xué)者已發(fā)展了一系列通過修改圖像來承載秘密信息的隱寫方法，但由于改變了圖像內(nèi)容的固有特征，容易給隱寫分析者留下線索。錢振興帶領(lǐng)的基于秘密信息驅(qū)動生成數(shù)字圖像課題項目組則提出了構(gòu)造式隱寫的新思路，將隱寫與圖像構(gòu)造結(jié)合起來，這種方式不再通過“修改—嵌入”模式來實現(xiàn)隱寫，而是以秘密信息為驅(qū)動，構(gòu)造生成各種類型的多媒體圖片，直接內(nèi)藏隱藏信息。

“這種方法不是通過修改載體來承載這些秘密信息，而是通過直接構(gòu)造一個載體、塑造一個場景?！卞X振興認(rèn)為，這一創(chuàng)新有著重要意義。一方面，由于構(gòu)造式圖像的過程中具備隨機性，充分利用這種隨機性可將秘密信息蘊含在生成的圖像中，具備天然的安全性，可對抗隱寫分析技術(shù)，其中許多科學(xué)問題值得研究，為隱寫技術(shù)的發(fā)展開辟了新的途徑；另一方面，構(gòu)造式隱寫又是數(shù)據(jù)表示的一種新形式，將無意義數(shù)據(jù)表示為有視覺效果的圖像內(nèi)容，為數(shù)據(jù)表示提供了新的思路。相關(guān)研究成果可用于隱蔽通信，即如何安全地有效地將信息隱藏在載體中進(jìn)行傳輸，可為信息安全部門所使用，保障國家安全。另外，相關(guān)的信息隱藏技術(shù)還可以在安全云存儲、隱私保護、版權(quán)管理與保護等領(lǐng)域提供技術(shù)支持。在項目執(zhí)行的3年多時間里，錢振興和團隊成員開展了包括基于構(gòu)造紋理圖像的新型隱寫、基于構(gòu)造圖形圖像的新型隱寫、新型隱寫機制、其他新型隱寫研究。

如在基于構(gòu)造紋理圖像的隱寫研究中，紋理圖像作為一種設(shè)計與表現(xiàn)形式，在實際生活中有廣泛應(yīng)用，日本人Otori與Kuriyama曾經(jīng)提出在紋理中隱藏秘密信息的方法，然而這些方法在安全性上存在很大的漏洞，容易被第三方檢測出隱寫的存在，同時數(shù)據(jù)隱藏又常導(dǎo)致可被肉眼感知的失真。課題組則提出了通過構(gòu)造紋理圖像來隱藏秘密信息，提出了利用紋理合成的隨機性來表示秘密信息，提升了隱寫的安全性，不僅具備良好的視覺效果，還能保證信息隱藏的安全性。針對最常用的圖像壓縮，課題組還提出可抵抗JPEG壓縮的構(gòu)造紋理式隱寫方法，對質(zhì)量因子為50以上的JPEG壓縮，提取正確率為100%。

在基于構(gòu)造圖形圖像的隱寫研究進(jìn)展上，課題組提出在構(gòu)造圖形圖像的過程中實現(xiàn)秘密信息的隱藏，從濕拓畫（Marbling）、纏繞畫（Tangle）、動畫表情3種類型生成圖像上展開研究。針對動畫表情在社交網(wǎng)絡(luò)上被廣泛使用的特點，錢振興和團隊提出在合成動畫表情的過程中，利用幀內(nèi)和幀間的變化特點，根據(jù)調(diào)色板數(shù)據(jù)映射秘密信息，使動畫表情既有良好的視覺效果，同時又能抵抗隱寫分析。

涉及信息隱藏的理論和方案設(shè)計，并非一帆風(fēng)順。作為國內(nèi)外最早進(jìn)行“密文域”可逆數(shù)據(jù)隱藏理論研究的實驗室，找到理論的支撐極為困難，錢振興和團隊希望從信息論的角度來探索一套分布式的編碼方法。如今，經(jīng)過4年多的研究，他們在密文域可逆數(shù)據(jù)隱藏的新框架、高效的密文域可逆數(shù)據(jù)隱藏方法、特定場景中的密文域可逆數(shù)據(jù)隱藏3個方面已經(jīng)取得了一系列創(chuàng)新研究成果。

錢振興和課題組分析了基于編碼理論的密文域可逆隱藏，并通過LDPC編碼實現(xiàn)了高容量的密文域可逆隱藏方法，提出了JPEG密文域可逆數(shù)據(jù)隱藏的新框架；傳統(tǒng)方法中云端在密文中嵌入附加信息后，需要解密后才能恢復(fù)原始圖像內(nèi)容，他們則提出了云端實現(xiàn)嵌入與恢復(fù)的新框架，用戶只需要加密文件、解密文件，不需要額外的操作，該框架使得密文域可逆隱藏更具實用性。不僅如此，課題組還提出了高容量的密文域可逆隱藏方法，通過結(jié)合明文域預(yù)測域來實現(xiàn)密文域隱藏，兩個方面共同提高密文域隱藏的容量。面對醫(yī)學(xué)圖像這一特定的使用場景，錢振興和團隊還專門設(shè)計了專用的基于循環(huán)移位、多重嵌入的密文圖像可逆信息隱藏方法，在無損恢復(fù)原始圖像的前提下，提升了數(shù)據(jù)嵌入率，實現(xiàn)了醫(yī)學(xué)圖像中的大容量信息隱藏及有效認(rèn)證保護。

體現(xiàn)價值 讓科研成果真正地被應(yīng)用起來

錢振興和團隊一系列的研究項目，不僅給國家相關(guān)部門和社會機構(gòu)開發(fā)了新的保密傳輸工具，也在各領(lǐng)域開始被關(guān)注和應(yīng)用，推動了復(fù)旦大學(xué)多媒體內(nèi)容安全研究方向的發(fā)展。如今，在延續(xù)此前研究的基礎(chǔ)上，錢振興帶領(lǐng)團隊就社交媒體中的虛假信息取證這一領(lǐng)域更前沿的問題展開研究，希望通過研究發(fā)展出基于高階時效社交網(wǎng)絡(luò)的虛假信息傳播模型以及基于多維度挖掘的真?zhèn)挝谋救∽C方法。同時，他和團隊希望能夠構(gòu)建針對虛假圖像內(nèi)容的通用篡改取證方法，對社交媒體上的大量造假信息進(jìn)行有效分析，并提出對抗深度視音頻偽造的聯(lián)合式魯棒取證，挖掘用戶行為和數(shù)據(jù)傳播等多模態(tài)特征，建立跨模態(tài)特征規(guī)整化和語義對抗融合機制，實現(xiàn)單分類媒體內(nèi)容的真?zhèn)巫R別。如今，這一研究已經(jīng)得到了國家相關(guān)部門和復(fù)旦大學(xué)的高度重視，錢振興和團隊密切聯(lián)系國內(nèi)相關(guān)研究機構(gòu)共同展開攻關(guān)。

從事科研工作之外，作為復(fù)旦大學(xué)教授、博士生導(dǎo)師，錢振興也把自己的精力更多地放在了教學(xué)和人才培養(yǎng)的工作上，并在數(shù)據(jù)安全與隱私保護、信息論與編碼、數(shù)字圖像處理、信息網(wǎng)絡(luò)與安全等課程中，給予學(xué)生悉心指導(dǎo)。至今，他已指導(dǎo)畢業(yè)了幾十名碩士和博士研究生。

在對學(xué)生的指導(dǎo)上，錢振興也有著自己的一套方法。他認(rèn)為教授指導(dǎo)研究生，并非讓學(xué)生發(fā)發(fā)論文、做做項目，等到畢業(yè)就完事了，而是要關(guān)心學(xué)生的多個方面。在學(xué)生個人發(fā)展道路上，他認(rèn)為需要啟發(fā)學(xué)生自己多思考，甚至幫助學(xué)生找到自己的發(fā)展方向?！笆侨テ髽I(yè)發(fā)展？還是去機關(guān)事業(yè)單位發(fā)展？又或者是愿意走學(xué)術(shù)研究的道路？我們要根據(jù)個人目標(biāo)和定位，給他們相應(yīng)的指導(dǎo)?！卞X振興認(rèn)為，讓學(xué)生找準(zhǔn)自己人生的發(fā)展道路，是作為大學(xué)教授的首要職責(zé)。

其次，指導(dǎo)研究生還要真正關(guān)心他們的思想動態(tài)，與學(xué)生交流談心。在錢振興看來，盡管研究生的年齡普遍已經(jīng)20多歲甚至有的已經(jīng)30歲以上了，但由于長年在校讀書，對社會的各方面情況并不夠了解，與人打交道也比較少，如果不能及時關(guān)注學(xué)生的思想動態(tài)，就容易出現(xiàn)嚴(yán)重后果。針對學(xué)生的科研能力培養(yǎng)，他認(rèn)為必須注重讓學(xué)生多做一些新的東西。“必須要培養(yǎng)學(xué)生擁有創(chuàng)新的思想，這對于他們未來的科研道路發(fā)展是大有裨益的。”他說。

錢振興繼承了自己在中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)時導(dǎo)師傳承給自己嚴(yán)謹(jǐn)、勤奮的科研精神，從周一到周日，他幾乎都在從事教學(xué)和科研，夜晚經(jīng)常在實驗室研究到深夜。經(jīng)過十余年的不懈努力，他取得了豐碩的學(xué)術(shù)成果，發(fā)表論文100余篇，代表性論文發(fā)表于IEEE TDSC、TCSVT、TMM、TIFS、SPL、TCC、TIP等國際刊物上，申請專利十余項，在多媒體信息安全等領(lǐng)域逐漸建立了自己的核心優(yōu)勢。

“下一階段，更重要的是把自己的科研與國家和社會的發(fā)展結(jié)合起來，側(cè)重于產(chǎn)學(xué)研的合作，把自己研究的東西真正地在社會上應(yīng)用起來。”錢振興說，他相信每一位科研工作者都有讓自己的科研成果創(chuàng)造更大社會價值的夢想，為祖國多做點貢獻(xiàn)，培養(yǎng)多一些人才。他認(rèn)為，“把論文寫在祖國大地上”不能只是說說而已。如今，隨著實驗室參與的產(chǎn)學(xué)研項目越來越多，實驗室的科研成果已經(jīng)在不斷擴展應(yīng)用領(lǐng)域。

“決定告別故鄉(xiāng)，小河不在腳下流淌；江南令人厭倦，塞北又不知在何方?！薄白哌^六月的南方，只剩一點憂傷。那反復(fù)吟唱的，總是優(yōu)美滄滄。如同是幾片落葉，極其偶然地相撞。別急忙，這時光。天上鮮有烏云，倘若少了太陽，還會有月色和星光……”盡管是個理工科研工作者，但錢振興卻還“藏”著一個文學(xué)夢。他喜歡寫詩，喜歡讀史，喜歡研究思想和文化類書籍，每天至少要留半小時以上時間看書。在學(xué)校網(wǎng)站個人主頁上“興趣愛好”一欄中，錢振興留下了自己從2008年至今創(chuàng)作的幾首詩歌。

在名為《求道》的一首詩中，他這樣寫道：求道總須問己，得來便宜終荒；行於成時方知，性體窮處光明。或許，在自己的人生選擇和科研“求道”路上，錢振興正是遵循著這樣一種敢于“問己”的精神。他也深刻踐行著這樣一種價值觀——只有自己付出艱辛努力得來的成果，才會散發(fā)最誘人的芳香。

專家簡介

錢振興，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)學(xué)士、博士，現(xiàn)任復(fù)旦大學(xué)計算機學(xué)院教授、博士生導(dǎo)師。主要從事多媒體安全、信息隱藏、數(shù)字取證等領(lǐng)域研究，主持過國家重點研發(fā)計劃課題、國家自然科學(xué)基金（重點、面上、聯(lián)合、青年等）、上海自然科學(xué)基金等10多個課題項目，發(fā)表論文120篇，其中SCI論文60多篇、IEEE重要期刊論文20多篇。相關(guān)研究成果在國務(wù)院文旅部、國家有關(guān)部門、鳳凰傳媒、新華傳媒、上海文廣等單位獲得應(yīng)用。2014年入選上海市啟明星人才計劃，曾獲得中國產(chǎn)學(xué)研合作創(chuàng)新成果獎、中國發(fā)明創(chuàng)業(yè)成果獎二等獎（均為第一完成人）。擔(dān)任中國圖像圖形學(xué)會數(shù)字媒體取證與安全、中國電子學(xué)會多媒體信息安全專委會委員，擔(dān)任多個國際期刊的審稿人與客座編輯。