CN1182698C - 元信息的不可见的编码 - Google Patents

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Abstract

将与文件有关的元信息(诸如数字水印)，通过使用在被提交时“不可见的”字符或字符序列进行编码。将诸如空格、表格、回车、回退、行馈送等等的字符用来对该水印进行编码。最好将编码的“不可见的”元信息附着到该文件上。与这种编码兼容的接收设备能够译码和处理该元信息，例如验证该文件的内容和/或原著者。与这种编码不兼容的接收设备将只显示或打印相应于该“不可见的”元信息的、附加的“白色空格”。通过把这个不可见的编码附着到该文件上，在显示或打印文件后这种附加的白色空格将以视觉上不引人注目的形式出现。

Description

元信息的不可见的编码
本发明涉及通信领域，具体地涉及与电子内容材料有关的元信息(meta-information)的编码，诸如数字水印。
水印在传统上被用作为文件源的一种验证形式。由特定的机构使用的、用于货币和其它可通行的法定文件的纸张，一般包含难以伪造的水印；缺乏水印是该法定文件不是由该特定的机构发布的明显的表示。例如，通过对于货币的每个面额的不同的水印的使用，某些水印也被使用来验证文件的内容。最好，水印是在视觉上不引人注目的。
数字水印被使用来验证电子编码的内容材料(诸如报文文件)的来源或原著者。为了易于参考，术语“文件”在这里被用来表示加上数字水印的内容材料。还将数字水印用来证实：自从文件被原著者编码以来文件未被改变。也就是，数字水印典型地包括标识原著者的数字签名，以及内容验证符，虽然它可能只包含这一个或另一个。
数字水印是与内容材料有关的元信息的一个例子。元信息的其它的例子包括，例如，该内容材料的概述或摘要，对该内容材料的索引，用于由另一个程序识别和使用的识别标记或标签，诸如HTML识别标签，等等。该数字水印在这里被用作为对于元信息的范例，它打算以非妨碍的方式被附着到该内容材料上。
各种各样的技术可供用于建立数字水印。用于验证文件的原著者和内容的、通用的技术是原著者使用公共-专用密钥对的专用密钥来加密文件，将该文件用相应于这个公共-专用密钥对的公共密钥进行解密。正如该名称暗示的，该公共密钥是公共已知的，并可供文件的任何或所有的接收者使用，而只有该原著者知道该专用密钥。因为只有原著者知道该专用密钥，故只有该原著者能加密可由原著者的公共密钥解密的文件。具有该用户的公共密钥的任何人可以解密该文件。如果接收者改变该文件，该接收者将不能重新加密该修改的文件，使它可被原著者的公共密钥解密，因为只有该原著者具有该专用密钥来实施这样的重新加密。因此，原著者不能拒绝发送该文件，也不能声称该文件已被改变。
整个文件的加密，仅仅为了鉴权，是费时和费资源的处理过程。另一种，原著者可能仅仅只加密该文件的一部分。这样的加密证实原著者发送了该文件，但并不证实文件的未加密的部分的内容未被改变。再一种，与文件有关的参量，诸如它的长度，或它的“检验和”，可以由原著者加密，并与该文件相通信。
图1显示现有技术水印产生器110的示例性方框图。该水印产生器110包括处理器130，它确定与文件150有关的参量，诸如它的长度或检验和；以及加密器140，它根据只有文件150的原著者知道的专用密钥141A把参量131加密到水印111中。通过使用这个水印产生器110，该加密证实该原著者发送具有这个特定的长度或检验和参量131的文件150。如果该接收的文件(未示出)具有不同的长度或检验和，则它必定是由该原著者发送的文件的改变的版本。然而，具有适当的长度或检验和的文件的接收不一定验证该文件的内容，因为该原先的文件的接收可以产生具有相同的长度或检验和的、改变的文件，诸如转置数字的文件。同样地，加密长度或检验和的接收不一定证实该文件的原著者，因为这个水印可能仅仅是具有相同的长度或检验和的、原著者的另一个文件的水印的复制品。
虽然不能确保安全，考虑长度或检验和的方法，常常被使用于匆忙的内容验证，类似于对其中丢失的页是明显的、打印的文件中页的计数。同样地，考虑加密的长度或检验和的方法，常常被使用于匆忙的原著者验证，类似于查验打印的文件中可能是伪造的个人签名。
对包括有文件的长度或检验和的另一种方法是包括有文件的“杂乱的数值”，作为参量131。在接收后，接收者把相同的杂乱函数加到该文件上，而不用所包括的杂乱数值参量131，并把结果的杂乱数值与被包括在文件内的水印111的解密结果进行比较。优选的杂乱函数是不容易反转的和不容易确定的函数。也就是，具有与未修改的文件完全相同的杂乱数值的修改的文件的建立在计算上是困难的、且通常是不可行的任务。因此，文件150的杂乱数值参量131提供了内容的有效验证。使用原著者专用密钥141A的杂乱数值参量131的以后的加密提供了该原著者的有效验证，因为先前的文件非常不可能具有相同的杂乱数值参量131。
用于建立数字水印和其它类型的元信息的、这些和其它方法在该技术上是普通的。通常，将该元信息包括在该通信文件的分开的段内，例如，使用MIME，HTML，或其它编码标准。标识该段的开始点的“标签”，和标识该段的结束点的相应的标签，用来识别文件的每个段，在本例中，是内容材料和每个元信息项。与编码标准兼容的接收应用项分离该文件并相应地处理每个段。例如，在一个文件中在“开始文本”标签与“结束文本”标签之间的材料将被显示在显示装置上；在“开始水印”标签与“结束水印”标签之间的材料将被处理，以验证内容或原著者，或二者，以及相应的文件，诸如“本文件被验证为从Alice传送来的”也将被显示在显示装置上或作为声音消息提供。
然而，与特定的标准不兼容的装置将不识别分段标签，通常把该文件连同包括的元信息和上述的标签显示在显示装置上。虽然通常文本是可识到的，但包括有元信息和标签的显示在视觉上是无吸引力的。在许多情形下，这种“外部的”信息的显示具有使得文件的文本对于计算机编码的文件的原始形式不习惯的接收者是不认识的效果。如上所述，在另一方面，电子文件中理想的元信息项，在视觉上是不引人注目的。
本发明的一个目的是提供用于把基本上“不可见的”数字水印或其它元信息包括在电子文件内的装置。本发明的另一个目的是提供用于把元信息编码成“不可见的”形式的装置。
通过对诸如数字水印的元信息进行编码，使用在文件被提交时视觉上不可见的字符，和把这个编码的元信息附着到文件上，达到了这些和其它目的。将诸如空格、表格、回车、回退、行馈送等等字符用来编码该元信息。与这种编码兼容的接收设备能够译码和处理该元信息；例如译码水印并验证该文件的内容和/或原著者。与这种编码不兼容的接收设备将只显示或打印附加的“白色空格”。最好，通过把这个不可见的编码附着到文件，这种附加的白色空格将在显示或打印该文件后以视觉上不引人注目的形式出现。
下面通过举例，参照附图，更详细地描述本发明，其中：
图1显示现有技术水印产生器的示例性方框图。
图2显示使用水印作为示例的元信息，按照本发明的编码器的示例性方框图。
图3A和3B显示按照本发明的二进制数字的示例性不可见的编码。
图4显示按照本发明的不可见水印编码器的示例性流程图。
图5显示按照本发明的不可见水印编码器的示例性方框图。
在所有图中，相同的参考数字表示相同的或相应的特性或功能。
图2显示按照本发明的编码器200的示例性方框图。示例的编码器200包括示例的元信息产生器和不可见的编码器220。为了易于参考起见，图1的示例的水印产生器110被用作为典型的元信息产生器的代表。图1的水印产生器包含内容验证处理器130和加密器140，虽然某些传统的水印产生器只具有这一个或那一个，或可被配置成不同于图上显示的。正如本领域技术人员将会看到的，元信息产生器110的特定的实施例对于本技术说明中给出的原理不是本质的。为了易于了解起见，此后，一般地通过作为元信息的范例的数字水印来说明本发明。
水印产生器110提供与文件250的内容250A有关的水印111，正如数目参照图1讨论的。不可见的编码器220把水印111编码为一组不可见的字符，当提交时，产生不可见的水印221。
图3A和3B显示按照本发明的、二进制数字311的示例的不可见的编码。二进制数字311，例如，代表具有二进制数值“01100100”的数字水印111的单个字节。如图3A所示，如果“空格(spce)”字符(Sp)被使用来代表比特值“0”，以及“回车(carriage return)”字符(CR)被使用来代表比特值“1”，则二进制数值“01100100”311的编码是“Sp-CR-CR-Sp-Sp-CR-Sp-Sp”321。“空格”和“回车”字符在本发明的上下文中是“不可见的”的字符，因为它们在显示器或打印机中除了“白色空格”以外不产生视觉上的效果。图3B显示通过使用四个可能的“不可见的”字符：“空格”(Sp)，“行馈送”(LF)，“表格”(Tb)，和“回车”(CR)，分别相应于二进制对“00”，“01”，“10”和“11”，同一个二进制数值“01100100”的另一个编码方案。如图3B所示，通过使用这四个不可见的表示法，二进制数值“01100100”311是“Lf-Tb-LF-Sp”(01-10-01-00)321’。考虑到本揭示内容，使用这些和其它“不可见的”字符(诸如回退等等)的编码数值的其它方法对于本领域技术人员是明显的。共同待决的美国专利申请“Invisible Encoding of Attribute Data inCharacter Based Documents and Files(基于字符的资料和文件中属性数据的不可见的编码)”，序列号09/333,632，Keith Ahern6/15/99提交，代理人文件夹PHA 23,675，给出属性的编码，诸如字体尺寸，粗黑，斜体等等，它通过使用各种各样的不可见的编码技术，影响文件中的文本元素的外观，该专利申请在此引用，以供参考。例如，使用在参考的共同待决的专利申请中给出的原理的另一个不可见的编码，是使用用于擦除的“回退”，所以，提交不可见的、可见字符序列。在这样的实施例中，例如，如果水印111包括六十个(可见的)字符，不可见的水印221是在这六十个(可见的)字符后面跟随，或插入，六十个“回退”字符，它们具有从显示器上擦除可见的字符的效果。考虑到本揭示内容，用于在传统的显示装置上提交时，提供一组不可见的字符的这些和其它技术，对于本领域技术人员是显而易见的。
不可见的水印221被附着到文件250的内容250A，如图2上的分段250B或文件250显示的。术语“附着”在这里在“附加到”的最一般的意义上被使用，用来加上、合并、附着、联编不可见的水印221的特定的方法是与本发明无关的。在优选实施例中，不可见的水印221被附着到文件的末尾，以便易于识别和处理，以及允许在水印处理之前处理和给出内容材料。为了易于译码，该不可见的水印221包括轮廓符，它也被不可见地编码，标志不可见水印221的开始点。轮廓符是在任何文件250的内容250A内很不可能看出，优选地决不会看出的，预定的编码。例如，如果空格(S)和表格(T)被使用来不可见地编码水印，则“STSSTTTSTSTST”的序列，或其它看上去随机的、不可见的字符种类，可被使用来描述不可见水印221的开始点。替换地，在不可见水印221中最后的不可见序列可以包含不可见的水印221的长度的指示，译码器可通过它确定不可见水印221的开始点，由此，消除对独特的轮廓符的需要。区分文件的分段的这些和其它方法在技术上是普通的。应当指出，不可见的编码不需要是邻接的；例如，不可见的编码可被附着在文件的每个角落、边缘、在段落之间的空格中，等等。
结果的文件250包括文件内容250A和不可见的编码的水印250B，随后通过发射机260被传送到接收设备(未示出)。应当指出，通过以视觉上“不可见”的形式包括水印，文件的接收者将能够看到文件的内容250A，而不用任何视觉上打扰与水印的包括有关的添加物，不管被使用来接收文件250的接收设备是否能够处理不可见编码的水印。虽然通过无能力的接收设备接收文件250的用户将不能处理水印来验证内容或原著者，但将不妨碍观看文件内容。
图4显示按照本发明的不可见水印编码器(诸如在图2的编码器200中可能被使用的)的示例性流程图。在410，文件被编码器接收，以及在420，根据文件内容确定内容验证参量。内容验证参量是长度，检验和，杂乱的数值，或相应于也可被文件的接收者确定的文件的其它参量，以便与这个参量进行比较。在430，内容验证参量被加密，优选地是通过只有文件的原著者，或签名者知道的、公共-专用密钥对中的专用密钥。在440，通过使用不可见编码技术，加密的内容验证参量形成水印，以及被编码为一组在提交时不可见的字符，正如上面参照图2描述的。应当指出，选择的不可见编码技术对于文件的接收者也是知道的，以便利用不可见编码的水印用于验证的目的。在450，相应于水印的不可见的序列被附着到文件上，以及在460，带有附着的不可见水印的结果的文件被发送到一个或多个接收者。在460时的传输可以是通过互联网的文件的传输，点对点传输到特定的接收者，通过局域网的文件传送等等。
图5显示按照本发明的不可见水印编码器的示例性方框图。接收机510接收(图2的)发送的文件261，它包括内容材料250A和不可见编码的验证序列250B。分析程序520把结束点文件分离成这些分段250A，250B。分析程序520根据被使用来勾划分段250A，250B的技术来实施分离，如上面参照图2讨论的。内容材料250A被直接显示在显示装置580上。应当指出，术语“显示装置”被通用地使用；装置580可以是便携式或固定的，以及可包括显示监视器，诸如在TV中的，或PC、PDA、寻呼机、打印机、电视等等的监视器，以及也可包括音频或其它能力。不可见序列译码器530根据被使用来编码水印的方法来译码不可见序列250B，如上面参照图3A、3B和4讨论的，以及产生译码的水印531。解密器540通过使用相应于被使用来加密内容验证参量的专用密钥141A的公共密钥141B(图1和2)来解密水印531。
比较器560把解密的内容验证参量545与由内容验证处理器550产生的内容参量555进行比较。内容验证处理器550执行与图1的内容验证处理器相同的功能。所以，如果图5的内容参量250A与图2的内容参量250A相同，因为它应当是相同的，则由内容验证处理器550产生的内容参量555与解密的内容验证参量545相同。验证通知器570把比较的结果通知用户，可任选地作为通过显示装置580的通信。
上述的内容仅仅说明本发明的原理。因此，将会看到，本领域技术人员将能够提出各种实施本发明的原理和属于本发明的精神和范围的装置，虽然这里没有明显地描述或显示。例如，在图2上，不可见水印的产生可以在发射机260内实施，以及被附着到文件250形成传输261，留下原先的文件250不受影响。同样地，可以创建分开的文件250’，包括原先的文件250加上附着的不可见水印250B，而不影响原先的文件250。也应当指出，本发明的原理可以与其它不可见编码技术相组合。例如，通过使用上述的共同待决的美国专利申请“Invisible Encoding of Attribute Data in Character BasedDocuments and Files(基于字符的资料和文件中属性数据的不可见的编码)”，序列号09/333,632，Keith Ahern 6/15/99提交，代理人文件夹PHA 23,675，中给出的原理，内容文件250A可以包含影响文件250A在显示装置580上的外貌的不可见编码的结果。类似地，共同待决的美国专利申请“Script Embedded in ElectronicDocuments as Invisible Encoding(作为不可见编码结果被嵌入在电子文件中的书写字符)”，序列号＿＿＿＿，Keith Ahern＿＿＿提交，代理人文件夹PHA 23,778，给出通过不可见编码结果的书写字符的编码，以及共同待决的美国专利申请“InvisibleEncoding for Control of Delivery(用于控制传递的不可见的编码)”，序列号09/425,652，Keith Ahern 10/22/99提交，代理人文件夹PHA 23,777，给出通过不可见编码结果的文件传递任选项的编码，这些专利申请在此引用，以供参考。
附图上给出的特定的结构和功能是用于说明的目的，根据本揭示内容，各种各样的系统配置和最佳化特性对于本领域技术人员是显然的，它们都被包括在以下的权利要求的范围内。

Claims (17)

1.一种编码器(200)，用于对与一个文件(250)相关的元信息(111)进行编码，其中该文件包含利用一系列字符表示的文本，所述字符来自于包括第一字符子集和第二字符子集的一个字符集，其中第一字符子集在该文件(250)被再现时均引起相应的可见字符的显示，而第二字符子集在该文件(250)被再现时不引起可见字符的显示，该编码器(200)包括不可见编码器(220)，它被配置来接收该元信息(111)和由此产生一组元信息字符(221)，其中全部从第二子集中选择所述元信息字符(221)。
2.如权利要求1的编码器(200)，还包括元信息产生器(110)，它被配置来接收文件(250)和由此产生元信息(111)。
3.如权利要求2的编码器(200)，其中，该元信息产生器(110)包括：
内容验证处理器(130)，它提供对应于该文件(250)的内容的参量(131)；以及
加密器(140)，可操作地耦合到该内容验证处理器(130)，加密该参量(131)，以形成该元信息(111)。
4.如权利要求1的编码器(200)，其中还将该不可见编码器(220)配置为组合元信息字符组(221)与该文件(250)。
5.如权利要求1的编码器(200)，其中所述元信息字符组(221)对应于该元信息(111)的二进制表示(311)。
6.一种对与一个文件相关的元信息(111)进行编码的方法，该文件包含利用一系列字符表示的文本，所述字符来自于包括第一字符子集和第二字符子集的一个字符集，第一字符子集在该文件(250)被再现时均引起相应的可见字符的显示，而第二字符子集在该文件(250)被再现时不引起可见字符的显示，该方法包括以下步骤：
允许产生(440)一组元信息字符(221)，其中从第二子集中选择所述元信息字符(221)，所述元信息字符组(221)被与该文件(250)中与该元信息(111)相关的文本包括在一起，所述元信息字符组(221)对应于该元信息(111)。
7.如权利要求6的方法，还包括以下步骤：允许根据文件(250)的内容产生(420-430)该元信息(111)。
8.如权利要求7的方法，其中允许产生(420-430)元信息(111)包括：
允许确定(420)对应于该文件(250)的内容的参量(131)；以及
允许加密(430)该参量(131)，以形成该元信息(111)。
9.如权利要求6的方法，还包括允许将该元信息字符组(221)附加(450)到该文件(250)上。
10.如权利要求6的方法，其中所述元信息字符组(221)对应于该元信息(111)的二进制表示(311)。
11.一种译码器(500)，包括：
接收机(510)，被配置来接收文件(250)，该文件包括文本(250A)和元信息字符组(250B)，其中该文本(250A)利用一系列字符来表示，所述字符来自于包括第一字符子集和第二字符子集的一个字符集，第一字符子集在该文件(250)被再现时均引起相应的可见字符的显示，而第二字符子集在该文件(250)被再现时不引起可见字符的显示，并且其中所述元信息字符(221)全部属于第二子集，所述元信息字符组(250B)对应于与该文件(250)相关的元信息(531)；
不可见译码器(530)，可操作地耦合到该接收机(510)，被配置来对所述元信息字符组(250B)进行译码，以形成该元信息(531)。
12.权利要求11的译码器(500)，其中该元信息(531)包括第一内容参量(545)，该译码器(500)还包括：
处理器(550)，被配置来处理内容材料(250A)，以形成对应于该文件(250)的第二内容参量(555)；以及
比较器(560)，被配置来将第一内容参量(545)与第二内容参量(555)进行比较，以实行该文件(250)的内容材料(250A)的验证。
13.如权利要求12的译码器(500)，还包括解密器(540)，被配置来解密该元信息(531)，以提供第一内容参量(545)。
14.如权利要求11的译码器(500)，还包括显示装置(580)，显示该内容材料(250A)。
15.一种对与一个文件(250)相关的元信息(531)进行译码的方法，该方法包括以下步骤：
允许接收该文件(250)，该文件包括文本(250A)和元信息字符组(250B)，该文本(250A)利用一系列字符来表示，所述字符来自于包括第一字符子集和第二字符子集的一个字符集，其中第一字符子集在该文件(250)被再现时均引起相应的可见字符的显示，而第二字符子集在该文件(250)被再现时不引起可见字符的显示，并且其中所述元信息字符(221)全部属于第二子集，所述元信息字符组(250B)对应于该元信息(531)；
允许对所述元信息字符组(250B)进行译码，以形成该元信息(531)。
16.如权利要求15的方法，其中该元信息(531)包括第一内容参量(545)，并且该方法还包括以下步骤：
允许处理内容材料(250A)，以形成对应于该文件(250)的第二内容参量(555)；以及
允许将第一内容参量(545)与第二内容参量(555)进行比较，以实行该文件(250)的内容材料(250A)的验证。
17.如权利要求16的方法，还包括允许对该元信息(531)进行解密，以提供第一内容参量(545)。
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