De enige echte; Vernuftig pantser tegen illegaal kopiëren

Via het aanbrengen van watermerken kunnen digitale bestanden worden beschermd tegen illegaal kopiëren.

DE MENS heeft altijd de aandrang gevoeld om in het geheim te communiceren. Wie heeft in zijn jeugd geen brieven met citroensap geschreven, een onzichtbare inkt die de verborgen berichten pas bloot geeft na boven een vlam te zijn verwarmd. De boodschappen worden zo niet gecodeerd, maar wel moeilijk leesbaar gemaakt, dit in tegenstelling tot wat binnen de cryptografie gewoonte is. Deze vorm van 'verborgen communicatie' wordt ook wel steganografie genoemd, van de Griekse woorden steganos, dat 'bedekt' of 'gesloten' en grafein dat 'schrijven' betekent. De Griekse geschiedschrijver Herodotos vertelt in zijn Historiën dat een heerser van Milete eens bij een slaaf een boodschap op zijn kaalgeschoren hoofd liet tatoeëren, zonder dat deze dat zelf wist. Nadat zijn haar was aangegroeid, passeerde hij de vijandelijke linies en bracht zo onopgemerkt de boodschap van zijn meester over. De Duitsers maakten veel gebruik van de microdot - een volledige boodschap verborgen in het puntje op de i in een verder volledig onschuldig bericht. J. Edgar Hoover noemde het 'the enemy's masterpiece of espionage'. Het leidde tot paranoïde reacties bij de militaire censuur.

Over de hele linie nam het belang van de steganografie snel af door de opkomst van steeds verfijndere cryptografische technieken waarmee boodschappen kunnen worden gecodeerd. Maar in het digitale tijdperk is er sprake van een zekere wedergeboorte, zij het voor totaal andere doeleinden. Nu zo ongeveer alles op het gebied van communicatie digitaal is geworden - beelden, geluid, tekst - is het namelijk bijzonder moeilijk geworden om ongeoorloofd kopiëren tegen te gaan. Labels met hologrammen op software-pakketten waren om die reden al langer in gebruik, maar Chinese piraten zijn hard op weg ook deze te kopiëren. Er worden daarom pogingen ondernomen om het hologram aan te brengen in het CD-materiaal, zonder dat interferentie optreedt met de informatie die erop staat.

RECHTSZAKEN

Kopieerbescherming is helemaal noodzakelijk voor wie iets interessants op het World Wide Web zet. Die kan er bijna van verzekerd zijn dat het in een of andere vorm ergens anders weer zal opduiken. Daarom is de afgelopen paar jaar een aantal technieken ontwikkeld om digitale bestanden van een 'watermerk' te voorzien, zonder de inhoud aan te tasten. Alleen een computer kan verifiëren of dat watermerk aanwezig is. Hoewel iedereen nu nog steeds de inhoud zonder problemen kan kopiëren, kan van de kopieën worden vastgesteld waar deze oorspronkelijk vandaan zijn gekomen. Er kan dan (gerechtelijke) actie worden ondernomen. En wanneer bijvoorbeeld met een foto is gemanipuleerd, zal dat via het watermerk direct duidelijk worden. Zo kunnen foto's ook in rechtszaken als bewijs worden aangevoerd. Een van de simpelste technieken maakt gebruik van het minst significante bit van een getal in een digitale reeks. Een digitale foto wordt bijvoorbeeld weergegeven met behulp van een groot aantal pixels (beeldelementen). Voor de pixels in een zwart-wit beeld kan in het algemeen worden volstaan met een grijswaarde tussen 0 en 255, wat overeenkomt met een 8-bits getal. Het menselijk oog is echter absoluut niet in staat het verschil zien tussen twee opeenvolgende grijswaarden. Dat betekent dat het achterste bit minder belangrijke informatie bevat dan de rest. In principe kan daarmee dus pixel voor pixel een boodschap worden meegegeven. Een klein plaatje kan in theorie al zo'n 5.000 karakters bevatten. Bij een kleurenbeeld zelfs een veelvoud daarvan, omdat elk pixel met behulp van een 24-bits (8 voor elke basiskleur: rood, groen en blauw) of in sommige gevallen zelfs een 32-bits getal wordt beschreven. Eigenlijk is dit het algemene principe achter alle steganografische technieken, het vervangen van de toch altijd al aanwezige ruis door een betekenisvol signaal.

Dat gebeurt op een veel ingewikkelder manier in de zogenoemde spread-spectrum-techniek, die oorspronkelijk uit de radiowereld afkomstig is. Daarmee is het mogelijk signalen te ontvangen die 100 keer zwakker zijn dan de atmosferische ruis. Bovendien zijn deze radiosignalen erg moeilijk te verstoren. De technieken vinden niet voor niets hun oorsprong in de militaire wereld. De spread-spectrum-techniek verspreidt elk individueel bit van het watermerk als een ruis-achtig signaal door het hele beeld (of het hele stuk tekst of geluid). De kwaliteit van dat oorspronkelijke beeld blijft intact. Alleen degene die weet wat het watermerk is, is in staat de 'kunstmatige ruis' af te lezen. Hierdoor is het veel beter bestand tegen verstoringen. Als namelijk bekend is dat een beeld is beschermd door een watermerk in het minst significante, achterste bit, kan dat simpel worden uitgewist door van alle beeldpunten het achterste bit op een willekeurige wijze te veranderen.

De spread-spectrum-techniek is zeer robuust. Dat geldt in het bijzonder voor de variant die onderzoekers van het NEC Research Institute in Princeton ontwikkelden. Een watermerk is nog te identificeren als het beeld is uitvergroot, overgestuurd met een fax of gecomprimeerd om opslagruimte te winnen. Zelfs wanneer een deel ervan is uitgewist, kan het worden afgelezen (Nature, 12 december 1996).

DIGITALE COPYRIGHTS

Nu er een markt blijkt te zijn voor digitale copyrights, schieten de commerciële firma's als paddenstoelen uit de grond: DICE, DIGIMARC, High-Water-FBI, PixelTag, ARIS zijn slechts enkele voorbeelden. Maar het kan ook anders. Tegen een gering bedrag berekent een bedrijf in Pittsburgh, Hyperstamps, een getal op basis van bijvoorbeeld de foto's op iemands homepage. Vervolgens wordt het hele WWW afgezocht naar sites waarop deze digitale handtekening is te vinden. Het bedrijf garandeert dat zo illegale kopieën op het web altijd worden opgespoord. Een ander bedrijf, Maximized Software, beschermt beelden door het via een klein computer-programma onmogelijk te maken ze in je eigen computer naar binnen te halen. Een bedrijf tenslotte van twee medewerkers van Stanford University scant het hele WWW op woorden of uitdrukkingen waarvan het vermoeden bestaat dat ze illegaal zijn overgenomen. Met dit programma, SCAM (Stanford Copy Analysis Mechanism) werd al een Griekse promovendus ontmaskerd, die wetenschappelijke artikelen van het web haalde en deze onder zijn eigen naam aanbood bij een ander tijdschrift. Zeven van de dertien artikelen waren al 'opnieuw' gepubliceerd, voordat het bedrog uitkwam.

Ter bescherming van hardcopy-materiaal als CD-ROMs moet de industrie misschien te rade gaan bij de collega's van de tekenfilm. Hanna-Barbera Cartoons Inc., geestelijke vaders van de Flintstones, ontwikkelde een wel erg vernuftige manier om zich te wapenen tegen valse kopieën van hun tekenfilms, waarvoor verzamelaars per stuk grif duizend dollar neertellen. Zij riepen de biotechnologie te hulp. Uit één enkele haar van de 83-jarige oprichter Joseph Barbera werd een DNA-fragment geëxtraheerd, dat via de polymerase kettingreactie werd vermenigvuldigd en vervolgens toegevoegd aan een speciale inkt. Hiermee werd een aantal (van te voren uitgezochte) celluloid frames bedrukt. Een kleine scanner is daarna voldoende om de 'genetische' inkt te detecteren. Art Guard International, een firma in Los Angeles, heeft inmiddels patent aangevraagd op deze methode, die ook kan worden toegepast op schilderijen, munten en creditcards.