小心指紋泄密 科學(xué)家總結(jié)三種“數(shù)字指紋”
2018-06-11 來(lái)源：
第二次世界大戰(zhàn)期間，英國(guó)情報(bào)官員曾經(jīng)竊聽(tīng)德國(guó)的無(wú)線電通訊。英國(guó)人注意到，德國(guó)人發(fā)電報(bào)時(shí)的節(jié)奏都有各自的特色，盟軍間諜很快就認(rèn)出每個(gè)德國(guó)發(fā)報(bào)員的風(fēng)格。
他們?cè)O(shè)法追蹤德國(guó)發(fā)報(bào)員的活動(dòng)，這就相當(dāng)于追蹤發(fā)報(bào)員所屬部隊(duì)的活動(dòng)。
如今的互聯(lián)網(wǎng)作為電子通訊手段，已經(jīng)基本代替了電報(bào)。然而人們?cè)谑褂没ヂ?lián)網(wǎng)時(shí)仍然保留了各自的風(fēng)格特征。目前，科學(xué)家總結(jié)出“打字指紋”、“點(diǎn)擊指紋”和“寫作指紋”這三種“數(shù)字指紋”。
“打字指紋”從敲擊鍵盤開(kāi)始
1980年，美國(guó)蘭德公司的研究者尋找加強(qiáng)電腦登陸口令安全性的方法。經(jīng)二戰(zhàn)英國(guó)情報(bào)人員的故事啟發(fā)，他們想到一個(gè)主意：打字員也許像電報(bào)發(fā)報(bào)員一樣，可以根據(jù)打字節(jié)奏識(shí)別出來(lái)。
現(xiàn)在的研究者正開(kāi)發(fā)這項(xiàng)技術(shù)在口令認(rèn)證之外的應(yīng)用。意大利都靈大學(xué)的丹尼爾?古內(nèi)蒂和克勞迪婭?皮卡迪開(kāi)發(fā)一個(gè)檢驗(yàn)打字節(jié)奏的系統(tǒng)，這個(gè)系統(tǒng)不僅僅用于登陸電腦的時(shí)候。皮卡迪說(shuō)：“我們對(duì)用它追蹤網(wǎng)絡(luò)非法活動(dòng)特別有興趣。”
這個(gè)系統(tǒng)首先掃描一個(gè)人打字的正常過(guò)程，了解他所有不同的打字節(jié)奏，不單是在輸入密碼的時(shí)候。系統(tǒng)接下來(lái)會(huì)連續(xù)不斷地監(jiān)測(cè)這些節(jié)奏。
如果黑客想設(shè)法進(jìn)入別人的電腦帳戶，“打字指紋”系統(tǒng)便會(huì)注意到不一樣的打字類型，然后發(fā)出警報(bào)。2005年，意大利研究者報(bào)告說(shuō)，該系統(tǒng)在每200次打字過(guò)程中大概產(chǎn)生1次錯(cuò)誤警報(bào)。
“打字指紋”也可以用于識(shí)別網(wǎng)站的用戶，要求他們輸入一定量的文字。皮卡迪說(shuō)，網(wǎng)上電子郵件服務(wù)商，如Gmail和雅虎都希望使用這種保護(hù)郵件帳戶的技術(shù)。皮卡迪還注意到網(wǎng)上論壇�！按蜃种讣y”程序可以識(shí)別非法活動(dòng)的發(fā)帖人。
分析“打字指紋”引起不少對(duì)隱私的擔(dān)心。皮卡迪說(shuō)，警方可以收集很多人的打字習(xí)慣，然后從公共電腦上把他們識(shí)別出來(lái)。甚至在不知道人們打字習(xí)慣的條件下，警方也可以從公共電腦或者網(wǎng)上論壇上通過(guò)打字節(jié)奏獲取他們的信息。比如警方可以知道一個(gè)人的母語(yǔ)，因?yàn)樽羁焖俅蜃謺r(shí)用到的常見(jiàn)擊鍵組合會(huì)隨著母語(yǔ)的不同而變化。
古內(nèi)蒂和皮卡迪的程序不會(huì)記錄人們打字的內(nèi)容和擊鍵的次序，只記錄每?jī)纱螕翩I之間的平均時(shí)間。不過(guò)如果打字內(nèi)容不多的話，可能足以讓他人猜測(cè)出文章中的內(nèi)容。
移動(dòng)鼠標(biāo)形成“點(diǎn)擊指紋”
鍵盤不是惟一的電腦輸入手段。在網(wǎng)絡(luò)興起后，電腦鼠標(biāo)已經(jīng)成為日益重要的輸入手段。
皮卡迪和古內(nèi)蒂正在測(cè)試根據(jù)鼠標(biāo)移動(dòng)發(fā)現(xiàn)電腦系統(tǒng)入侵者的方法。他們懷疑，人們平時(shí)在移動(dòng)鼠標(biāo)的時(shí)候，形狀和速度可以被識(shí)別出。
來(lái)自英國(guó)倫敦大學(xué)的彼得?麥克歐文說(shuō)，鼠標(biāo)的移動(dòng)可以用來(lái)簽名。當(dāng)實(shí)驗(yàn)的參與者用鼠標(biāo)畫自己的簽名時(shí)，他在一邊記錄。參加實(shí)驗(yàn)的人可以用鼠標(biāo)畫他們用筆和紙寫的正常簽名，或者他們自己選的圖形。麥克歐文用這些數(shù)字簽名作為一種密碼的附加手段，加強(qiáng)對(duì)電腦使用者的身份認(rèn)證。
為檢驗(yàn)這種方法的有效性，麥克歐文向?qū)嶒?yàn)參與者提供第三人的密碼。他還先把第三人用鼠標(biāo)畫密碼的方式記錄下來(lái)。密碼和數(shù)字簽名結(jié)合以后，95%以上的實(shí)驗(yàn)參與者在作為入侵者時(shí)都被拒絕登陸電腦，而99%以上的實(shí)驗(yàn)參與者作為電腦的主人能夠登陸。
“點(diǎn)擊流”分析上網(wǎng)習(xí)慣
另外一些研究者研究人們點(diǎn)擊鼠標(biāo)和瀏覽網(wǎng)頁(yè)時(shí)滾動(dòng)鼠標(biāo)的方式。有兩位美國(guó)研究人員提出一個(gè)“點(diǎn)擊流數(shù)據(jù)”的概念。所謂點(diǎn)擊流數(shù)據(jù)，就是人們?cè)谑裁磿r(shí)候點(diǎn)擊什么。他們現(xiàn)在正尋找途徑應(yīng)用這個(gè)概念，希望能用來(lái)驗(yàn)證網(wǎng)站使用者的身份，防止網(wǎng)絡(luò)詐騙。
假設(shè)一個(gè)人通常只會(huì)在周六下午訪問(wèn)某一個(gè)網(wǎng)上書店，花15分鐘左右瀏覽網(wǎng)站，閱讀園藝類書籍的評(píng)論，而且總是只用一張注冊(cè)過(guò)的信用卡買一本書。如果在一個(gè)周一早晨，有人自稱是前面那個(gè)人，在8分鐘以后要買5本科學(xué)類小說(shuō)，網(wǎng)上書店可能就要懷疑這是詐騙行為。網(wǎng)上書店可以要求對(duì)訪問(wèn)者進(jìn)行額外的身份認(rèn)證，比如向那個(gè)人的電子郵件地址發(fā)一封信。
身份認(rèn)證的要點(diǎn)在于從多方面收集人們行為的數(shù)據(jù)。在研究者目前的實(shí)驗(yàn)程序中，只記錄時(shí)間差長(zhǎng)度、時(shí)間、星期幾和網(wǎng)站頁(yè)面瀏覽量等數(shù)據(jù)。他們發(fā)現(xiàn)，網(wǎng)站上的“點(diǎn)擊流數(shù)據(jù)”程序需要至少30個(gè)方面的數(shù)據(jù)才能識(shí)別出某一個(gè)使用者的習(xí)慣。即使那樣，程序的準(zhǔn)確率也僅僅只有80%左右。而且如果一個(gè)網(wǎng)站的瀏覽量比較大，需要分析的使用者習(xí)慣也更多。
研究者還說(shuō)，如果有人不愿意被“點(diǎn)擊指紋”識(shí)別出來(lái)，他們可以輕易地改變自己的習(xí)慣躲避探測(cè)。在另一方面，如果壞蛋想要成功地模仿你，也沒(méi)那么容易�！八麄儾坏貌煌耆裣胍７碌娜四菢尤ジ淖冏约旱男袨榉绞�，”一名研究者說(shuō)。
網(wǎng)上發(fā)貼會(huì)留“寫作指紋”
早在1804年，當(dāng)時(shí)的科學(xué)家已經(jīng)運(yùn)用統(tǒng)計(jì)學(xué)分析人們的寫作風(fēng)格。科學(xué)家在那時(shí)已經(jīng)知道超過(guò)1千種有關(guān)寫作風(fēng)格的特征。
美國(guó)亞利桑那大學(xué)的信息系統(tǒng)研究員陳青春（音譯）最近想到，對(duì)寫作風(fēng)格的這種分析可以應(yīng)用到一個(gè)不同的問(wèn)題上面。他說(shuō)：“這種技術(shù)可以追蹤任何想在網(wǎng)絡(luò)上隱藏自己身份的人。他們會(huì)留下痕跡�！�
網(wǎng)民們一般在網(wǎng)上論壇里面匿名發(fā)帖，或者用不同的用戶名。陳青春的研究可以使執(zhí)法部門探測(cè)，不同的帖子是不是同一個(gè)人發(fā)表的。
陳青春和他的同事已經(jīng)研究了來(lái)自美國(guó)“三K黨”、巴勒斯坦武裝組織阿克薩烈士旅和網(wǎng)上銷售盜版軟件及音樂(lè)的論壇的消息。
研究者們考慮了消息發(fā)布者的寫作習(xí)慣，其中包括詞匯的選擇、標(biāo)點(diǎn)符號(hào)、使用被動(dòng)式的頻率、大寫字母和小寫字母的比例、文章長(zhǎng)度以及位于每段文字第一行之前的空格。陳青春的研究團(tuán)隊(duì)還分析了文章的內(nèi)容，比如文章中有沒(méi)有表示仇恨的語(yǔ)句，或者諸如“有售”這樣的詞匯。
和分析書面文章相比，網(wǎng)上消息使研究者遇到了一些不一樣的困難。網(wǎng)上的消息往往都要更短，更隨意，所以拼寫錯(cuò)誤和標(biāo)點(diǎn)符號(hào)錯(cuò)誤也多一些。而且在網(wǎng)絡(luò)論壇上發(fā)帖的人數(shù)以百計(jì)甚至更多，要從中分清楚每一個(gè)發(fā)帖者也不容易。
在另一方面，網(wǎng)民在網(wǎng)上論壇里發(fā)帖可以用多種字體、顏色、鏈接和不同引用其他網(wǎng)民帖子的方式，這些可以提供給研究者研究的特征在書面文章里面是很少見(jiàn)的。
■相關(guān)鏈接
“寫作指紋”準(zhǔn)確率最高
陳青春和同事們鑒別出英語(yǔ)用法中的270個(gè)特征，然后用電腦程序從中挑出134個(gè)網(wǎng)民發(fā)帖時(shí)最不同的特征，再用這134個(gè)特征分析網(wǎng)上論壇里的帖子。他們還研究了中文和阿拉伯文的帖子。
研究人員最后制成一張圖形，他們稱之為“寫作指紋”。它能夠顯示每一個(gè)發(fā)帖人的寫作特征。電腦程序把每一篇帖子分成各含50或60個(gè)詞匯的小節(jié)，單獨(dú)分析每一個(gè)小節(jié)，然后總結(jié)出最能表示帖子作者風(fēng)格的方方面面。
研究者們?nèi)ツ陥?bào)告說(shuō)，在分析過(guò)某一個(gè)帖子作者的30到40篇帖子以后，不論他是誰(shuí)，電腦程序都可以比較準(zhǔn)確地識(shí)別出他以后發(fā)布的帖子。電腦程序?qū)χ形奶拥臏?zhǔn)確率是93%，對(duì)阿拉伯語(yǔ)帖子的準(zhǔn)率能達(dá)到95%，而對(duì)英語(yǔ)帖子的準(zhǔn)確率有99%。
他們?cè)O(shè)法追蹤德國(guó)發(fā)報(bào)員的活動(dòng)，這就相當(dāng)于追蹤發(fā)報(bào)員所屬部隊(duì)的活動(dòng)。
如今的互聯(lián)網(wǎng)作為電子通訊手段，已經(jīng)基本代替了電報(bào)。然而人們?cè)谑褂没ヂ?lián)網(wǎng)時(shí)仍然保留了各自的風(fēng)格特征。目前，科學(xué)家總結(jié)出“打字指紋”、“點(diǎn)擊指紋”和“寫作指紋”這三種“數(shù)字指紋”。
“打字指紋”從敲擊鍵盤開(kāi)始
1980年，美國(guó)蘭德公司的研究者尋找加強(qiáng)電腦登陸口令安全性的方法。經(jīng)二戰(zhàn)英國(guó)情報(bào)人員的故事啟發(fā)，他們想到一個(gè)主意：打字員也許像電報(bào)發(fā)報(bào)員一樣，可以根據(jù)打字節(jié)奏識(shí)別出來(lái)。
現(xiàn)在的研究者正開(kāi)發(fā)這項(xiàng)技術(shù)在口令認(rèn)證之外的應(yīng)用。意大利都靈大學(xué)的丹尼爾?古內(nèi)蒂和克勞迪婭?皮卡迪開(kāi)發(fā)一個(gè)檢驗(yàn)打字節(jié)奏的系統(tǒng)，這個(gè)系統(tǒng)不僅僅用于登陸電腦的時(shí)候。皮卡迪說(shuō)：“我們對(duì)用它追蹤網(wǎng)絡(luò)非法活動(dòng)特別有興趣。”
這個(gè)系統(tǒng)首先掃描一個(gè)人打字的正常過(guò)程，了解他所有不同的打字節(jié)奏，不單是在輸入密碼的時(shí)候。系統(tǒng)接下來(lái)會(huì)連續(xù)不斷地監(jiān)測(cè)這些節(jié)奏。
如果黑客想設(shè)法進(jìn)入別人的電腦帳戶，“打字指紋”系統(tǒng)便會(huì)注意到不一樣的打字類型，然后發(fā)出警報(bào)。2005年，意大利研究者報(bào)告說(shuō)，該系統(tǒng)在每200次打字過(guò)程中大概產(chǎn)生1次錯(cuò)誤警報(bào)。
“打字指紋”也可以用于識(shí)別網(wǎng)站的用戶，要求他們輸入一定量的文字。皮卡迪說(shuō)，網(wǎng)上電子郵件服務(wù)商，如Gmail和雅虎都希望使用這種保護(hù)郵件帳戶的技術(shù)。皮卡迪還注意到網(wǎng)上論壇�！按蜃种讣y”程序可以識(shí)別非法活動(dòng)的發(fā)帖人。
分析“打字指紋”引起不少對(duì)隱私的擔(dān)心。皮卡迪說(shuō)，警方可以收集很多人的打字習(xí)慣，然后從公共電腦上把他們識(shí)別出來(lái)。甚至在不知道人們打字習(xí)慣的條件下，警方也可以從公共電腦或者網(wǎng)上論壇上通過(guò)打字節(jié)奏獲取他們的信息。比如警方可以知道一個(gè)人的母語(yǔ)，因?yàn)樽羁焖俅蜃謺r(shí)用到的常見(jiàn)擊鍵組合會(huì)隨著母語(yǔ)的不同而變化。
古內(nèi)蒂和皮卡迪的程序不會(huì)記錄人們打字的內(nèi)容和擊鍵的次序，只記錄每?jī)纱螕翩I之間的平均時(shí)間。不過(guò)如果打字內(nèi)容不多的話，可能足以讓他人猜測(cè)出文章中的內(nèi)容。
移動(dòng)鼠標(biāo)形成“點(diǎn)擊指紋”
鍵盤不是惟一的電腦輸入手段。在網(wǎng)絡(luò)興起后，電腦鼠標(biāo)已經(jīng)成為日益重要的輸入手段。
皮卡迪和古內(nèi)蒂正在測(cè)試根據(jù)鼠標(biāo)移動(dòng)發(fā)現(xiàn)電腦系統(tǒng)入侵者的方法。他們懷疑，人們平時(shí)在移動(dòng)鼠標(biāo)的時(shí)候，形狀和速度可以被識(shí)別出。
來(lái)自英國(guó)倫敦大學(xué)的彼得?麥克歐文說(shuō)，鼠標(biāo)的移動(dòng)可以用來(lái)簽名。當(dāng)實(shí)驗(yàn)的參與者用鼠標(biāo)畫自己的簽名時(shí)，他在一邊記錄。參加實(shí)驗(yàn)的人可以用鼠標(biāo)畫他們用筆和紙寫的正常簽名，或者他們自己選的圖形。麥克歐文用這些數(shù)字簽名作為一種密碼的附加手段，加強(qiáng)對(duì)電腦使用者的身份認(rèn)證。
為檢驗(yàn)這種方法的有效性，麥克歐文向?qū)嶒?yàn)參與者提供第三人的密碼。他還先把第三人用鼠標(biāo)畫密碼的方式記錄下來(lái)。密碼和數(shù)字簽名結(jié)合以后，95%以上的實(shí)驗(yàn)參與者在作為入侵者時(shí)都被拒絕登陸電腦，而99%以上的實(shí)驗(yàn)參與者作為電腦的主人能夠登陸。
“點(diǎn)擊流”分析上網(wǎng)習(xí)慣
另外一些研究者研究人們點(diǎn)擊鼠標(biāo)和瀏覽網(wǎng)頁(yè)時(shí)滾動(dòng)鼠標(biāo)的方式。有兩位美國(guó)研究人員提出一個(gè)“點(diǎn)擊流數(shù)據(jù)”的概念。所謂點(diǎn)擊流數(shù)據(jù)，就是人們?cè)谑裁磿r(shí)候點(diǎn)擊什么。他們現(xiàn)在正尋找途徑應(yīng)用這個(gè)概念，希望能用來(lái)驗(yàn)證網(wǎng)站使用者的身份，防止網(wǎng)絡(luò)詐騙。
假設(shè)一個(gè)人通常只會(huì)在周六下午訪問(wèn)某一個(gè)網(wǎng)上書店，花15分鐘左右瀏覽網(wǎng)站，閱讀園藝類書籍的評(píng)論，而且總是只用一張注冊(cè)過(guò)的信用卡買一本書。如果在一個(gè)周一早晨，有人自稱是前面那個(gè)人，在8分鐘以后要買5本科學(xué)類小說(shuō)，網(wǎng)上書店可能就要懷疑這是詐騙行為。網(wǎng)上書店可以要求對(duì)訪問(wèn)者進(jìn)行額外的身份認(rèn)證，比如向那個(gè)人的電子郵件地址發(fā)一封信。
身份認(rèn)證的要點(diǎn)在于從多方面收集人們行為的數(shù)據(jù)。在研究者目前的實(shí)驗(yàn)程序中，只記錄時(shí)間差長(zhǎng)度、時(shí)間、星期幾和網(wǎng)站頁(yè)面瀏覽量等數(shù)據(jù)。他們發(fā)現(xiàn)，網(wǎng)站上的“點(diǎn)擊流數(shù)據(jù)”程序需要至少30個(gè)方面的數(shù)據(jù)才能識(shí)別出某一個(gè)使用者的習(xí)慣。即使那樣，程序的準(zhǔn)確率也僅僅只有80%左右。而且如果一個(gè)網(wǎng)站的瀏覽量比較大，需要分析的使用者習(xí)慣也更多。
研究者還說(shuō)，如果有人不愿意被“點(diǎn)擊指紋”識(shí)別出來(lái)，他們可以輕易地改變自己的習(xí)慣躲避探測(cè)。在另一方面，如果壞蛋想要成功地模仿你，也沒(méi)那么容易�！八麄儾坏貌煌耆裣胍７碌娜四菢尤ジ淖冏约旱男袨榉绞�，”一名研究者說(shuō)。
網(wǎng)上發(fā)貼會(huì)留“寫作指紋”
早在1804年，當(dāng)時(shí)的科學(xué)家已經(jīng)運(yùn)用統(tǒng)計(jì)學(xué)分析人們的寫作風(fēng)格。科學(xué)家在那時(shí)已經(jīng)知道超過(guò)1千種有關(guān)寫作風(fēng)格的特征。
美國(guó)亞利桑那大學(xué)的信息系統(tǒng)研究員陳青春（音譯）最近想到，對(duì)寫作風(fēng)格的這種分析可以應(yīng)用到一個(gè)不同的問(wèn)題上面。他說(shuō)：“這種技術(shù)可以追蹤任何想在網(wǎng)絡(luò)上隱藏自己身份的人。他們會(huì)留下痕跡�！�
網(wǎng)民們一般在網(wǎng)上論壇里面匿名發(fā)帖，或者用不同的用戶名。陳青春的研究可以使執(zhí)法部門探測(cè)，不同的帖子是不是同一個(gè)人發(fā)表的。
陳青春和他的同事已經(jīng)研究了來(lái)自美國(guó)“三K黨”、巴勒斯坦武裝組織阿克薩烈士旅和網(wǎng)上銷售盜版軟件及音樂(lè)的論壇的消息。
研究者們考慮了消息發(fā)布者的寫作習(xí)慣，其中包括詞匯的選擇、標(biāo)點(diǎn)符號(hào)、使用被動(dòng)式的頻率、大寫字母和小寫字母的比例、文章長(zhǎng)度以及位于每段文字第一行之前的空格。陳青春的研究團(tuán)隊(duì)還分析了文章的內(nèi)容，比如文章中有沒(méi)有表示仇恨的語(yǔ)句，或者諸如“有售”這樣的詞匯。
和分析書面文章相比，網(wǎng)上消息使研究者遇到了一些不一樣的困難。網(wǎng)上的消息往往都要更短，更隨意，所以拼寫錯(cuò)誤和標(biāo)點(diǎn)符號(hào)錯(cuò)誤也多一些。而且在網(wǎng)絡(luò)論壇上發(fā)帖的人數(shù)以百計(jì)甚至更多，要從中分清楚每一個(gè)發(fā)帖者也不容易。
在另一方面，網(wǎng)民在網(wǎng)上論壇里發(fā)帖可以用多種字體、顏色、鏈接和不同引用其他網(wǎng)民帖子的方式，這些可以提供給研究者研究的特征在書面文章里面是很少見(jiàn)的。
■相關(guān)鏈接
“寫作指紋”準(zhǔn)確率最高
陳青春和同事們鑒別出英語(yǔ)用法中的270個(gè)特征，然后用電腦程序從中挑出134個(gè)網(wǎng)民發(fā)帖時(shí)最不同的特征，再用這134個(gè)特征分析網(wǎng)上論壇里的帖子。他們還研究了中文和阿拉伯文的帖子。
研究人員最后制成一張圖形，他們稱之為“寫作指紋”。它能夠顯示每一個(gè)發(fā)帖人的寫作特征。電腦程序把每一篇帖子分成各含50或60個(gè)詞匯的小節(jié)，單獨(dú)分析每一個(gè)小節(jié)，然后總結(jié)出最能表示帖子作者風(fēng)格的方方面面。
研究者們?nèi)ツ陥?bào)告說(shuō)，在分析過(guò)某一個(gè)帖子作者的30到40篇帖子以后，不論他是誰(shuí)，電腦程序都可以比較準(zhǔn)確地識(shí)別出他以后發(fā)布的帖子。電腦程序?qū)χ形奶拥臏?zhǔn)確率是93%，對(duì)阿拉伯語(yǔ)帖子的準(zhǔn)率能達(dá)到95%，而對(duì)英語(yǔ)帖子的準(zhǔn)確率有99%。
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