小心指紋泄密 科學(xué)家總結(jié)三種“數(shù)字指紋”
2018-06-11 來源：
第二次世界大戰(zhàn)期間，英國情報官員曾經(jīng)竊聽德國的無線電通訊。英國人注意到，德國人發(fā)電報時的節(jié)奏都有各自的特色，盟軍間諜很快就認(rèn)出每個德國發(fā)報員的風(fēng)格。
他們設(shè)法追蹤德國發(fā)報員的活動，這就相當(dāng)于追蹤發(fā)報員所屬部隊的活動。
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。然而人們在使用互聯(lián)網(wǎng)時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”從敲擊鍵盤開始
1980年，美國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)英國情報人員的故事啟發(fā)，他們想到一個主意：打字員也許像電報發(fā)報員一樣，可以根據(jù)打字節(jié)奏識別出來。
現(xiàn)在的研究者正開發(fā)這項技術(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?皮卡迪開發(fā)一個檢驗打字節(jié)奏的系統(tǒng)，這個系統(tǒng)不僅僅用于登陸電腦的時候。皮卡迪說：“我們對用它追蹤網(wǎng)絡(luò)非法活動特別有興趣�！�
這個系統(tǒng)首先掃描一個人打字的正常過程，了解他所有不同的打字節(jié)奏，不單是在輸入密碼的時候。系統(tǒng)接下來會連續(xù)不斷地監(jiān)測這些節(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)便會注意到不一樣的打字類型，然后發(fā)出警報。2005年，意大利研究者報告說，該系統(tǒng)在每200次打字過程中大概產(chǎn)生1次錯誤警報。
“打字指紋”也可以用于識別網(wǎng)站的用戶，要求他們輸入一定量的文字。皮卡迪說，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”程序可以識別非法活動的發(fā)帖人。
分析“打字指紋”引起不少對隱私的擔(dān)心。皮卡迪說，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別出來。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)上論壇上通過打字節(jié)奏獲取他們的信息。比如警方可以知道一個人的母語，因為最快速打字時用到的常見擊鍵組合會隨著母語的不同而變化。
古內(nèi)蒂和皮卡迪的程序不會記錄人們打字的內(nèi)容和擊鍵的次序，只記錄每兩次擊鍵之間的平均時間。不過如果打字內(nèi)容不多的話，可能足以讓他人猜測出文章中的內(nèi)容。
移動鼠標(biāo)形成“點擊指紋”
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)蒂正在測試根據(jù)鼠標(biāo)移動發(fā)現(xiàn)電腦系統(tǒng)入侵者的方法。他們懷疑，人們平時在移動鼠標(biāo)的時候，形狀和速度可以被識別出。
來自英國倫敦大學(xué)的彼得?麥克歐文說，鼠標(biāo)的移動可以用來簽名。當(dāng)實驗的參與者用鼠標(biāo)畫自己的簽名時，他在一邊記錄。參加實驗的人可以用鼠標(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)對電腦使用者的身份認(rèn)證。
為檢驗這種方法的有效性，麥克歐文向?qū)嶒瀰⑴c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。密碼和數(shù)字簽名結(jié)合以后，95%以上的實驗參與者在作為入侵者時都被拒絕登陸電腦，而99%以上的實驗參與者作為電腦的主人能夠登陸。
“點擊流”分析上網(wǎng)習(xí)慣
另外一些研究者研究人們點擊鼠標(biāo)和瀏覽網(wǎng)頁時滾動鼠標(biāo)的方式。有兩位美國研究人員提出一個“點擊流數(shù)據(jù)”的概念。所謂點擊流數(shù)據(jù)，就是人們在什么時候點擊什么。他們現(xiàn)在正尋找途徑應(yīng)用這個概念，希望能用來驗證網(wǎng)站使用者的身份，防止網(wǎng)絡(luò)詐騙。
假設(shè)一個人通常只會在周六下午訪問某一個網(wǎng)上書店，花15分鐘左右瀏覽網(wǎng)站，閱讀園藝類書籍的評論，而且總是只用一張注冊過的信用卡買一本書。如果在一個周一早晨，有人自稱是前面那個人，在8分鐘以后要買5本科學(xué)類小說，網(wǎng)上書店可能就要懷疑這是詐騙行為。網(wǎng)上書店可以要求對訪問者進(jìn)行額外的身份認(rèn)證，比如向那個人的電子郵件地址發(fā)一封信。
身份認(rèn)證的要點在于從多方面收集人們行為的數(shù)據(jù)。在研究者目前的實驗程序中，只記錄時間差長度、時間、星期幾和網(wǎng)站頁面瀏覽量等數(shù)據(jù)。他們發(fā)現(xiàn)，網(wǎng)站上的“點擊流數(shù)據(jù)”程序需要至少30個方面的數(shù)據(jù)才能識別出某一個使用者的習(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，如果有人不愿意被“點擊指紋”識別出來，他們可以輕易地改變自己的習(xí)慣躲避探測。在另一方面，如果壞蛋想要成功地模仿你，也沒那么容易�！八麄儾坏貌煌耆裣胍７碌娜四菢尤ジ淖冏约旱男袨榉绞剑币幻芯空哒f。
網(wǎng)上發(fā)貼會留“寫作指紋”
早在1804年，當(dāng)時的科學(xué)家已經(jīng)運(yùn)用統(tǒng)計學(xué)分析人們的寫作風(fēng)格�？茖W(xué)家在那時已經(jīng)知道超過1千種有關(guān)寫作風(fēng)格的特征。
美國亞利桑那大學(xué)的信息系統(tǒng)研究員陳青春（音譯）最近想到，對寫作風(fēng)格的這種分析可以應(yīng)用到一個不同的問題上面。他說：“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，不同的帖子是不是同一個人發(fā)表的。
陳青春和他的同事已經(jīng)研究了來自美國“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)點符號、使用被動式的頻率、大寫字母和小寫字母的比例、文章長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)隊還分析了文章的內(nèi)容，比如文章中有沒有表示仇恨的語句，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，所以拼寫錯誤和標(biāo)點符號錯誤也多一些。而且在網(wǎng)絡(luò)論壇上發(fā)帖的人數(shù)以百計甚至更多，要從中分清楚每一個發(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用法中的270個特征，然后用電腦程序從中挑出134個網(wǎng)民發(fā)帖時最不同的特征，再用這134個特征分析網(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個詞匯的小節(jié)，單獨(dú)分析每一個小節(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)ツ陥蟾嬲f，在分析過某一個帖子作者的30到40篇帖子以后，不論他是誰，電腦程序都可以比較準(zhǔn)確地識別出他以后發(fā)布的帖子。電腦程序?qū)χ形奶拥臏?zhǔn)確率是93%，對阿拉伯語帖子的準(zhǔn)率能達(dá)到95%，而對英語帖子的準(zhǔn)確率有99%。
他們設(shè)法追蹤德國發(fā)報員的活動，這就相當(dāng)于追蹤發(fā)報員所屬部隊的活動。
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。然而人們在使用互聯(lián)網(wǎng)時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”從敲擊鍵盤開始
1980年，美國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)英國情報人員的故事啟發(fā)，他們想到一個主意：打字員也許像電報發(fā)報員一樣，可以根據(jù)打字節(jié)奏識別出來。
現(xiàn)在的研究者正開發(fā)這項技術(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?皮卡迪開發(fā)一個檢驗打字節(jié)奏的系統(tǒng)，這個系統(tǒng)不僅僅用于登陸電腦的時候。皮卡迪說：“我們對用它追蹤網(wǎng)絡(luò)非法活動特別有興趣�！�
這個系統(tǒng)首先掃描一個人打字的正常過程，了解他所有不同的打字節(jié)奏，不單是在輸入密碼的時候。系統(tǒng)接下來會連續(xù)不斷地監(jiān)測這些節(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)便會注意到不一樣的打字類型，然后發(fā)出警報。2005年，意大利研究者報告說，該系統(tǒng)在每200次打字過程中大概產(chǎn)生1次錯誤警報。
“打字指紋”也可以用于識別網(wǎng)站的用戶，要求他們輸入一定量的文字。皮卡迪說，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”程序可以識別非法活動的發(fā)帖人。
分析“打字指紋”引起不少對隱私的擔(dān)心。皮卡迪說，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別出來。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)上論壇上通過打字節(jié)奏獲取他們的信息。比如警方可以知道一個人的母語，因為最快速打字時用到的常見擊鍵組合會隨著母語的不同而變化。
古內(nèi)蒂和皮卡迪的程序不會記錄人們打字的內(nèi)容和擊鍵的次序，只記錄每兩次擊鍵之間的平均時間。不過如果打字內(nèi)容不多的話，可能足以讓他人猜測出文章中的內(nèi)容。
移動鼠標(biāo)形成“點擊指紋”
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)蒂正在測試根據(jù)鼠標(biāo)移動發(fā)現(xiàn)電腦系統(tǒng)入侵者的方法。他們懷疑，人們平時在移動鼠標(biāo)的時候，形狀和速度可以被識別出。
來自英國倫敦大學(xué)的彼得?麥克歐文說，鼠標(biāo)的移動可以用來簽名。當(dāng)實驗的參與者用鼠標(biāo)畫自己的簽名時，他在一邊記錄。參加實驗的人可以用鼠標(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)對電腦使用者的身份認(rèn)證。
為檢驗這種方法的有效性，麥克歐文向?qū)嶒瀰⑴c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。密碼和數(shù)字簽名結(jié)合以后，95%以上的實驗參與者在作為入侵者時都被拒絕登陸電腦，而99%以上的實驗參與者作為電腦的主人能夠登陸。
“點擊流”分析上網(wǎng)習(xí)慣
另外一些研究者研究人們點擊鼠標(biāo)和瀏覽網(wǎng)頁時滾動鼠標(biāo)的方式。有兩位美國研究人員提出一個“點擊流數(shù)據(jù)”的概念。所謂點擊流數(shù)據(jù)，就是人們在什么時候點擊什么。他們現(xiàn)在正尋找途徑應(yīng)用這個概念，希望能用來驗證網(wǎng)站使用者的身份，防止網(wǎng)絡(luò)詐騙。
假設(shè)一個人通常只會在周六下午訪問某一個網(wǎng)上書店，花15分鐘左右瀏覽網(wǎng)站，閱讀園藝類書籍的評論，而且總是只用一張注冊過的信用卡買一本書。如果在一個周一早晨，有人自稱是前面那個人，在8分鐘以后要買5本科學(xué)類小說，網(wǎng)上書店可能就要懷疑這是詐騙行為。網(wǎng)上書店可以要求對訪問者進(jìn)行額外的身份認(rèn)證，比如向那個人的電子郵件地址發(fā)一封信。
身份認(rèn)證的要點在于從多方面收集人們行為的數(shù)據(jù)。在研究者目前的實驗程序中，只記錄時間差長度、時間、星期幾和網(wǎng)站頁面瀏覽量等數(shù)據(jù)。他們發(fā)現(xiàn)，網(wǎng)站上的“點擊流數(shù)據(jù)”程序需要至少30個方面的數(shù)據(jù)才能識別出某一個使用者的習(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，如果有人不愿意被“點擊指紋”識別出來，他們可以輕易地改變自己的習(xí)慣躲避探測。在另一方面，如果壞蛋想要成功地模仿你，也沒那么容易�！八麄儾坏貌煌耆裣胍７碌娜四菢尤ジ淖冏约旱男袨榉绞剑币幻芯空哒f。
網(wǎng)上發(fā)貼會留“寫作指紋”
早在1804年，當(dāng)時的科學(xué)家已經(jīng)運(yùn)用統(tǒng)計學(xué)分析人們的寫作風(fēng)格�？茖W(xué)家在那時已經(jīng)知道超過1千種有關(guān)寫作風(fēng)格的特征。
美國亞利桑那大學(xué)的信息系統(tǒng)研究員陳青春（音譯）最近想到，對寫作風(fēng)格的這種分析可以應(yīng)用到一個不同的問題上面。他說：“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，不同的帖子是不是同一個人發(fā)表的。
陳青春和他的同事已經(jīng)研究了來自美國“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)點符號、使用被動式的頻率、大寫字母和小寫字母的比例、文章長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)隊還分析了文章的內(nèi)容，比如文章中有沒有表示仇恨的語句，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，所以拼寫錯誤和標(biāo)點符號錯誤也多一些。而且在網(wǎng)絡(luò)論壇上發(fā)帖的人數(shù)以百計甚至更多，要從中分清楚每一個發(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用法中的270個特征，然后用電腦程序從中挑出134個網(wǎng)民發(fā)帖時最不同的特征，再用這134個特征分析網(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個詞匯的小節(jié)，單獨(dú)分析每一個小節(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)ツ陥蟾嬲f，在分析過某一個帖子作者的30到40篇帖子以后，不論他是誰，電腦程序都可以比較準(zhǔn)確地識別出他以后發(fā)布的帖子。電腦程序?qū)χ形奶拥臏?zhǔn)確率是93%，對阿拉伯語帖子的準(zhǔn)率能達(dá)到95%，而對英語帖子的準(zhǔn)確率有99%。
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