彩色激光打印文件跟踪暗码小点特征初探

2011-01-25梁立峥黄建同

中国人民公安大学学报（自然科学版） 2011年4期

梁立峥，黄建同

(中国人民公安大学，北京 100038)

0 引言

随着经济社会的日益发展，各种新型的办公设备特别是彩色激光打印机迅速普及，为人们的工作生活带来了便利，也为伪造、变造各类打印文件提供了便利，给这类案件的物证鉴定带来了重大的挑战。为了追踪和打击此类伪造变造犯罪，美国特工处(the U.S.Secret Service)要求各大打印机生产商在彩色激光打印机和彩色复印机中设置跟踪暗码。此跟踪暗码记录了打印机的品牌、型号信息，可通过暗码识别不同彩色激光打印机打印文件［1］。

打印文件跟踪暗码，是指用信号处理的方法在数字化的多媒体数据中嵌入隐蔽的标记，这种标记无法通过肉眼直接观察到，只有在文件被放大后才能被发现［2］。在一定条件下观察，可以发现彩色激光打印机打印的文件上有一定数量的黄色小点按照一定的规律排列成一定的点阵图形，这些小点被称为打印文件的跟踪暗码小点［3］。

根据美国电子前线基金会(EFF)的报道，几乎各大品牌彩色激光打印机和彩色复印机生产商都使用了此项隐藏技术［4］，因此对彩色激光打印文件跟踪暗码小点的研究具有普遍的适用性和可行性，也能为伪造、变造打印文件的检验提供一种新的思路。

1 实验

本实验收集了目前市面上常见的15种彩色激光打印机打印的文件作为实验样本，使用英国ForsterμFreeman公司生产的VSC－5000型文检仪对实验样本进行观察，寻找跟踪暗码小点的显现条件和最佳显现效果，分析上述15种彩色激光打印文件跟踪暗码小点特征。

1.1 实验原理

各大品牌彩色激光打印机和彩色复印机生产商预先在机器的激光器边上设置一个微小的芯片，打印时芯片控制光源以大约十亿分之二十秒的速度迅速在感光鼓上曝光来嵌入吸附的墨粉小颗粒，从而在纸张上形成不能被肉眼直接观察到的跟踪暗码小点。这些暗码小点面积微小，在纸张上大约每英寸出现一次。由于承载此项技术的芯片紧挨着打印机激光器，任何企图破坏该芯片以毁灭证据的行为都可能会导致机器损坏而无法得逞［1，5］。

1.2 实验过程

使用VSC－5000文检仪，分别在自然光、不同波段的红外光源和紫外光条件下，使用不同的放大倍率对实验样本进行观察、测量并拍照记录。

2 实验结果与分析

2.1 显微观察

跟踪暗码小点是一些面积很小的小黄点，人的肉眼无法分辨，只有当文件被放大后才能观察到。从打印文件被放大6倍开始，跟踪暗码能够被发现;放大10倍左右时，能够较好地反映跟踪暗码一份完整的点阵图形及其在纸张上的整体分布形态;放大80倍左右时，能够较好地观察跟踪暗码小点的特征。

2.2 常用光源观察

文件被放大后，跟踪暗码能在自然光、400～500 nm波段范围内的蓝光和365 nm波段的长波紫外光下被人眼识别，在400～500 nm波段范围内的蓝光下观察效果较好，其中以460 nm波段的蓝光下观察效果最为理想。这是因为白色与黄色的反差较小，白纸上的黄色墨迹可见度低，而且小点的面积很小，加上人眼分辨率的限制，它们不能被肉眼识别。黄光的互补光是蓝光，在400～500 nm波段范围内的蓝光照射下，跟踪暗码小点的黄色染料全部吸收光线，人眼接收到的反射光很少，自然光下的黄点变成深灰色，而白纸对这一波段范围内的光线全部反射，使得两者的反差大大增强，从而显现出来。蓝光越强，其对黄色跟踪暗码小点的互补效应越好，因此在蓝光的峰值波段即460 nm波段下观察黄色跟踪暗码小点最为明显。见图1。

图1 460 nm波段蓝光下黄色跟踪暗码变成深灰色

2.3 跟踪暗码小点特征分析

(1)在跟踪暗码小点形状上，15份样本各自不同，主要有以下5种形状或由该形状组成的图形：

①空心圆。佳能CP5500E为一直径为0.1 mm的空心圆。见图2。

图2 佳能CP5500E跟踪暗码小点形状

②由两个竖椭圆并列组成的图形。富士施乐系列的6种彩色激光打印机打印文件的跟踪暗码小点形状、大小完全一样，均由两个长宽为0.1 mm×0.05 mm的竖椭圆并列组成。见图3。

图3 富士施乐系列跟踪暗码小点形状

③实心圆及由实心圆组成的图形。爱普生C4200为一直径为0.05 mm的实心圆;柯尼卡美能达C500为一直径为0.1 mm的实心圆;而柯尼卡美能达C250则由三个直径为0.05 mm的实心圆组成;柯尼卡美能达C350由两个直径为0.05 mm的实心圆上下排列而成;惠普4700由四个小点组成。见图4。

图4 从左至右依次为爱普生C4200、柯尼卡美能达C500、柯尼卡美能达C250、柯尼卡美能达C350和惠普4700跟踪暗码小点形状

④ 扁椭圆。爱普生C1100与惠普CM1312nfi均为一长宽为0.2 mm×0.1 mm的扁椭圆。见图5。

⑤由一个竖椭圆和两个小圆点两部分组成的图形。NEC 9800C由左边一个0.13 mm×0.05 mm的竖椭圆和右边两个直径0.05 mm竖向排列的小点两部分组成的图形。见图6。

(2)在跟踪暗码小点大小上，该15种彩色激光打印机打印文件的跟踪暗码小点直径均在0.05～0.2 mm之间，面积非常小，无法被肉眼识别，其中爱普生C1100与惠普CM1312nfi跟踪暗码小点面积最大，爱普生C4200最小。

图5 爱普生C1100(左)与惠普CM1312nfi(右)跟踪暗码小点形状

2.4 同机打印文件跟踪暗码小点分析

图6 NEC 9800C跟踪暗码小点形状

通过对上述15种打印机连续打印和不同时期打印的文件进行观察，发现同一台打印机打印文件跟踪暗码小点的形态和大小完全一致，不随时间变化而变化。

以上实验结果记录在表1中。

表1 15种不同品牌、不同型号彩色激光打印机打印文件跟踪暗码形态和大小特征

续表1

3 结论

通过实验和观察，总结出彩色激光打印文件跟踪暗码小点有如下特征，并可根据小点在形态和大小上的差异来区分鉴别彩色激光打印文件：

(1)跟踪暗码小点是一些直径在0.05～0.2 mm之间的小黄点，人的肉眼无法分辨，只有当文件被放大后才能观察到。需要观察跟踪暗码时，须将文件放大6倍以上;需要观察跟踪暗码点阵图形及其分布时，须将文件放大10倍以上;需要观察跟踪暗码小点形态和大小时，须将文件放大80倍以上。

(2)文件被放大后，跟踪暗码小点能在自然光、400～500 nm波段范围内的蓝光和365 nm波段的长波紫外光下被人眼识别，在400～500 nm波段范围内的蓝光下观察效果较好，其中以460 nm波段的蓝光下观察效果最为理想。

(3)不同品牌、不同型号的彩色激光打印机打印文件上均有跟踪暗码小点，但其形态和大小不尽相同。可以根据小点形态和大小的差异区分不同打印机打印文件。对于有的品牌，如富士施乐，同一品牌不同型号打印机打印文件的跟踪暗码小点形态和大小完全一致，因此不能据此来区分相同品牌不同型号的打印机打印文件，但是可以确定可疑打印机属于哪个品牌。

(4)同机打印的彩色激光打印文件上跟踪暗码小点的形态和大小完全一致，不随时间变化而变化。鉴于此，目前尚无法根据同一台彩色激光打印机打印文件上跟踪暗码小点的差异来判断文件制成时间，但可以根据跟踪暗码小点的异同来判断可疑文件与样本文件是否由同一台彩色激光打印机打印。