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Introduzione al Watermarking February 21, 2006

Posted by laspinanelfianco in DRM.
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Il watermarking (letteralmente “filigrana”) è una tecnica steganografica che permette di inserire all’interno di un file, ad esempio una foto, un “marker” che permette di risalire al titolare dei diritti. Il marker può essere visibile, come una scritta semitrasparente impressa sull’immagine, o invisibile. Questa tecnica può essere usata anche per inserire un marker digitale all’interno di file audio o video e persino all’interno di stream digitali come quelli usati dalla televisione digitale (terrestre e satellitare). Nel caso delle trasmissioni televisive si parla solitamente di “broadcast flag“, come nel caso della HDTV. Una tecnica simile viene usata anche per rendere rintracciabile la stampante che ha generato un determinato documento, come ad esempio una lettera di minaccia anonima. In ogni caso, il marker deve essere molto difficile da rimuovere per avere qualche efficacia.

Dal 2005 il watermarking è al centro di un’aspra polemica dovuta al tentativo delle major americane di far approvare surrettiziamente due leggi studiate per combattere la pirateria digitale: l’FCC Broadcast flag mandate (vedi anche EFF Liberation Front) e l’Analog Hole Bill (vedi anche Freedom to Tinker).

Come funziona

Pensate ad una fotografia digitale a colori. Ogni punto dell’immagine è composto da una tripletta di codici esadecimali come 000000, fffffff, 000fff. Ognuno di questi valori descrive una certa intensità di Rosso, di Blue e di Verde. Una volta sommati, questi tre colori danno il colore che deve avere l’immagine in quel punto. Se usate uno di questi valori per codificare una cosa diversa da un colore, ad esempio per inserire i caratteri ASCII di un testo, otterrete visivamente un punto dell’immagine (un pixel) con un colore leggermente diverso da quello che dovrebbe essere, ad esempio un violetto invece di un rosso. Se applicate questa tecnica solo ad alcuni pixel, ad esempio uno ogni 123, questa variazione cromatica dell’immagine sarà del tutto impercettibile e vi permetterà di inserire nell’immagine stessa un testo nascosto, ad esempio un codice numerico che identifica in modo univoco l’immagine. Questa è la steganografia, cioè la tecnica usata nel watermarking.

Con piccole differenze di implementazione la steganografia permette di inserire quasi qualunque cosa all’interno di un file di quasi qualunque tipo. Vi sono programmi che permettono, ad esempio, di inserire filmati all’interno di altri filmati, fotografie all’interno di altre fotografie ma anche testi all’interno di fotografie e file audio all’interno di filmati. Non è necessario che i due file coinvolti nella operazione siano dello stesso tipo. Non è nemmeno necessario che si tratti di file: si può inserire quasi qualunque cosa in uno stream video (TV digitale) o audio (radio digitale). L’unica condizione è che il file ospite sia molto più grande (diciamo da 100 a 100.000 volte più grande) di quello che deve essere nascosto.

Come può essere rimosso

Di solito, un marker steganografico di questo tipo non può essere rimosso senza distruggere il file che lo ospita. Vengono messe in atto diverse tecniche per ottenere questo risultato. Ad esempio, il marker viene ripetuto in ogni zona dell’immagine e viene cifrato, in modo che sia molto difficile eliminarlo. La ricerca tecnico-scientifica è molto avanti su questo punto perchè la posta in gioco è molto alta (il business del multimedia) e le somme che vengono investite sono ingenti. A tutti gli effetti pratici, possiamo considerare i watermark come qualcosa di ineliminabile (con qualche eccezione, ovviamente).

Alcune applicazioni

Qui di seguito riporto alcune applicazioni degne di nota dei watermark.

PDF ed e-book

Molti programmi di grafica e di impaginazione permettono di inserire nelle pagine e nelle immagini che creano dei watermark visibili od invisibili. Ad esempio, i file PDF possono contenere una scritta “copyrighted” sullo sfondo. Si tratta di un watermark. In modo simile, alcuni programmi di grafica inseriscono una scritta ineliminabile del tipo di “trial version” in tutte le immagini create con la versione trial del programma. Anche in questo caso si tratta di watermarking. L’applicazione più interessante in questo settore si ha nel caso degli e-book. Quasi tutti i produttori di software per la creazione di e-book mettono a disposizione uno strumento od una funzionalità che permette di inserire nel documento un watermark di qualche tipo.

Potete trovare una specie di tutorial sui watermark nei file PDF a PlanetPDF.

Un esempio di programma per l’inserimento di watermark nei file PDF è reperibile a VeryPDF.

Fotografie marcate

Quasi tutte le aziende che forniscono fotografie in formato digitale ai giornali ed ai siti web le marcano con tecniche di watermarking, di solito con un codice numerico che le identifica univocamente.

Potete trovare un bell’articolo su questo tema a spie.org.

Uno dei molti prodotti disponibili per questo scopo è reperibile a watermarker.com .

Il caso dei Broadcast Flag per l’HDTV

A metà del 2005 è scoppiato un vero e proprio caso politico e legale riguardo all’uso di tecniche di digital watermarking nei flussi video della TV digitale. La FCC americana, evidentemente posta sotto pressione dall’industria dell’entertainement, ha tentato di far passare abusivamente una regola che imponeva l’uso di appositi “Broadcast flags” nelle trasmissioni video digitali della televisione ad alta definizione (HDTV).

Secondo questa regola, sarebbe diventato illegale vendere e distribuire sul territorio americano prodotti che non tenessero conto di questi broadcast flag e che non li usassero per limitare l’uso della trasmissione video (registrazione, copia, visualizzazione) in modo conforme a quanto deciso dal detentore dei diritti.

Questa regola della FCC è stata dichiarata illegale ad inizio 2006.

Ci si aspetta che venga reinserita nella legislazione USA (e quindi in quella EU ed in quella Italiana, come è già avvenuto per il DMCA, tradotto in EUCD a livello europeo ed in legge Urbani a livello Italiano) nel corso del 2006 o del 2007 come parte della procedura di ammodernamento della legislazione che riguarda i diritti televisivi e le radiofrequenze.

Il caso delle Stampanti

Nel 2003, la EFF ha scoperto che HP, Xerox ed altri produttori di stampanti usano delle tecniche di watermarking per marcare ogni foglio stampato in modo che sia sempre possibile tracciarne la provenienza. Vedi Printer Steganography a Wikipedia.

Conclusioni

Come spesso avviene nel caso delle tecnologie legate al law enforcement ed alla lotta agli abusi commerciali, anche il watermarking, in sè, non può essere considerato nulla di particolarmente lesivo dei diritti del consumatore e del cittadino. Purtroppo, come spesso avviene in questi casi, anche il digital watermarking si presta particolarmente bene ad una lunga serie di pericolosi abusi. L’uso del watermarking per marcare i fogli delle stampanti (una chiara violazione della privacy) e l’suo dei broadcast flag per imporre al telespettatore la volontà delle major dell’entertainement sono dei chiari esempi di abuso.

Come avviene per il Trusted Computing, il DRM ed altre tecnologie, anche il watermarking aspetta una sana discussione democratica ed una decisione oculata da parte dei governi prima di poter essere considerata una tecnologia “socialmente e democraticamente sicura”.

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