WEST LAFAYETTE, Ind. - Исследователи из Университета Пердью разработали метод, который позволит властям отслеживать документы до конкретных принтеров, метод, который правоохранительные органы могут использовать для расследования контрафактных и поддельных документов и вопросов национальной безопасности.
В этом методе используются два метода отслеживания документа: во-первых, путем анализа документа для определения характеристик, уникальных для каждого принтера, и, во-вторых, путем разработки принтеров для преднамеренного внедрения в документы индивидуальных характеристик.
Техника в настоящее время ориентирована на лазерные принтеры, но в конечном итоге будет распространена на струйные принтеры, сказал Эдвард Дж. Делп, профессор электротехники и вычислительной техники в Purdue.
Результаты исследования, финансируемого Национальным научным фондом, будут подробно изложены в трех документах, которые будут представлены 5 ноября во время Международной конференции по технологиям цифровой печати в Солт-Лейк-Сити. Статьи были написаны Дельпом; Ян Аллебах, профессор электротехники и вычислительной техники; Джордж Чиу, профессор машиностроения; и докторанты технических наук Пей-Джу Чанг, Гази Н. Али и Аравинд К. Миккилинени.
Фальшивомонетчики часто сканируют деньги в цифровом виде, а затем используют цветные лазерные и струйные принтеры для изготовления поддельных банкнот. Фальсификаторы используют те же методы для изготовления поддельных паспортов и других документов.
«Следователи хотят иметь возможность установить, что фальшивая купюра или документ были созданы на принтере определенной марки и модели», - сказал Дельп.
На данный момент исследователи смогли успешно определить, какая модель принтеров использовалась для создания определенных документов в 11 из 12 протестированных моделей, согласно данным, которые будут обнародованы во время конференции.
«Мы также считаем, что сможем определить не только модель используемого принтера, но и конкретный тип принтера», - сказал Дельп. «Это означает, что мы сможем отличить поддельные купюры, созданные на определенных принтерах, даже если они одной и той же модели».
Должностные лица также смогут использовать этот метод для определения подлинности документов, таких как посадочные талоны авиакомпаний и паспорта.
Такая информация позволит следователям службы национальной безопасности определить, из какой страны или региона мира исходят те или иные печатные документы, что может помочь отследить местонахождение потенциальных террористов и их пособников.
В этом методе используется специальное программное обеспечение для обнаружения незначительных вариаций или «внутренних подписей» печатных символов, выявляя тонкие различия между принтерами. Даже принтеры одной модели имеют небольшие недостатки и различия в механических системах. Эти вариации приводят к слегка отличающимся символам.
"Мы наблюдали различия от принтера к принтеру в пределах одной модели", сказал Аллебах. «Это потому, что для того, чтобы заставить все принтеры вести себя одинаково, потребовалось бы ужесточить производственные допуски до такой степени, что каждый принтер стал бы слишком дорогим для потребителей.
Сейчас на рынке очень высокая конкуренция. Вы можете купить цветной лазерный принтер менее чем за 500 долларов. Один из способов, с помощью которого производители могут сделать принтеры такими доступными, - это срезать углы. из пластика, да и сделаны они не очень аккуратно. Так же есть вариативность от картриджа к тонеру.
"Мы можем определить эту внутреннюю подпись, основываясь на знании физических характеристик механизмов принтера."
Аллебах и Чиу уже более пяти лет работают с производителями принтеров, чтобы уменьшить явление, называемое «полосатостью», которое представляет собой горизонтальные дефекты качества печати документов.
«Полосатость возникает всякий раз, когда у вас есть механизм печати, в котором используются вращающиеся компоненты», - сказал Чиу. «Происходит то, что компоненты не обязательно вращаются с точно постоянной скоростью».
Внутри картриджа лазерного принтера находится «барабан фотопроводника», который вращается, когда лазерный луч сканирует барабан вперед и назад. Барабан покрыт заряженным материалом, который высвобождает заряд при воздействии света. Лазер быстро включается и выключается, выборочно снимая заряд в определенных областях. Тонер притягивается к тем областям, которые больше не имеют заряда, образуя буквы или элементы изображения, которые затем переносятся на листы бумаги.
«Этот процесс называется развитием», - сказал Аллебах.«Из-за непостоянства в принтерах барабан не вращается с постоянной скоростью. Если барабан немного замедляется во время вращения, вы получаете чрезмерное проявление, поэтому отпечаток будет выглядеть немного темным. А где барабан ускоряется, вы получите слишком мало проявления, и отпечаток будет выглядеть немного светлым."
Появление светлых и темных полос приводит к дефектам в текстовом документе или изображении. По словам Чиу, поскольку каждый принтер имеет свой уникальный шаблон полос или внутреннюю подпись, недостатки можно использовать для отслеживания документа до принтера, на котором он был создан.
«Мы извлекаем математические функции или измерения из печатных букв, затем используем методы анализа изображения и распознавания образов для идентификации принтера», - сказал Делп.
Если, однако, картридж принтера был заменен после того, как документ был напечатан, документ больше не может быть отслежен до этого принтера.
Исследователи Purdue преодолевают эту проблему с помощью программного обеспечения, которое заставляет принтер встраивать свою собственную уникальную «внешнюю подпись» в печатный документ, независимо от того, какой картридж принтера установлен в машине.
«На самом деле мы изменим способ, которым принтер наносит метки на бумагу», - сказал Чиу. «Этот метод очень трудно обойти, потому что информация о внутренней работе конкретных принтеров обычно недоступна даже в Интернете».
Бандирование может быть изменено от одного принтера к другому, регулируя интенсивность лазера, продолжительность каждого лазерного импульса и точное позиционирование небольшого двигателя, который направляет лазерный луч внутри принтера.
Chiu и Allebach первыми разработали методы уменьшения полосатости. Те же самые методы, которые они разработали для уменьшения полос, также можно использовать для искусственного внедрения полос, которые слишком мелкие, чтобы их можно было увидеть невооруженным глазом, но которые можно обнаружить с помощью методов анализа изображений.
«Нам нужно понимать порог человеческого зрения для подписей, которые мы вставляем, чтобы признаки были достаточно сильными, чтобы их можно было обнаружить методами анализа изображений, но не человеческим глазом», - сказал Чиу.
Исследователи Purdue работают с Секретной службой США над разработкой новых методов отслеживания документов и поддельных банкнот.