1.Digimarc Corporation、Signum Technologies Ltd（英）とSignafyによる商用目的の提案
2.“スペクトラム拡散”と“周波数に基づく埋め込み信号”との比較
3.クルミの殻の中での既存システム同士の類似点
Digimarc Corporation、Signum Technologies Ltd（英）とsignafyによる商用目的の提案
各競合電子透かしシステムを積極的に比較することを強くお薦めします。そうすることにより、著作権所有者のためのより安全なセキュリティにつながると信じています。このセクションは、単に情報としての目的だけです。
（“完全な”セキュリティは、コンテンツを箱の中に隠してしまう以外には不可能です。）
市場は、テクノロジーの単なるビューティーコンテストから利益を得るわけではありませんし、比較問題はVHS対ベータマックス、また近々訪れるDivxを含む書き込み可能なDVD提案に象徴されるような、オプション優先の標準化への戦いでもありません。さらに既存分野を新しいテクノロジーとして、誇大広告や誤報が伝わってくることもあります。このことを念頭に置き、私達は首尾一貫した矛盾のない姿勢で言葉を定義することによって、競合システム間で区別
することにします。まずここでは、すでに存在する商業ベースの３つの製品をGiovanniと比較して述べます。特に注意すべきことは、“安全な情報を信号に埋め込むことと、情報を信号に安全に埋め込むことは違う”ということです。Giovanniは、広く様々なケースで最も信頼されるために、厳密で立証可能な暗号プロトコルを利用しています。
歴史的な注意書き： 私達の創立者はこの分野のパイオニアであり、“電子透かし”という言葉を最初に使用したにもかかわらず、たくさんの会社が“電子透かしシステム”という口実の下に競合システムを提供しているために、皮肉にもその言葉は活発に評価されています。
DigimarcのPictureMarcは、静止画“透かし”のためのAdobe Photoshopのプラグインです。固定鍵を使い、MarcCentreとして良く知られているセントラル管理サイト経由で翻訳が必要となる“パブリック透かし（public watermark）”を提供しています。Digimarcは、このテクノロジーに関して特許を取得しています（US特許#5,636,292）。Digimarcの製品に興味がある方は、特許を調べてみて下さい。特許は、信号埋め込みに対する権利で公正に区別されていますが、Giovanni電子透かしと透かしの埋め込みに鍵を使う点で互いに相いれません。1997年11月11日、New York Timesのインタネット発行の中でMarty Katzによって書かれたCyberTimesという興味深い記事があります。その記事は購読者に提供されますが、電子透かし技術の利用可能性のあるユーザに、特に推薦します。
同様にSignum Technologies Ltd（HighWater Signumが前身）のSureSgin製品は、ユーザがコンピュータに取り付けるドングルを使います。そしてそのドングルが、透かしが埋め込まれた（fingerprinted）静止画として独自に認識するシングル鍵としての役割を果たします。ドングルの情報は後の比較処理のために、Signumのセントラルデータベースで管理されます。Signumは3つの特許を取得しています。事実、これは鍵を第三者が保管することの変形です。
鍵を第三者が保管する（現在は公となっている）代わりに、電子透かし情報が第三者によって保管されます。従って、自分自身による秘密鍵のセキュリティは諦めなければならず、第三者保管のモデルに従わなければなりません。NECによって設立されたSignafyのエンジニアが開発した製品がInvisibleInkです。DigimarcやSignumと同様のアプローチですが、Signafyは静止画にメッセージを埋め込むために、離散コサイン変換（DCT）を利用しています。そのアプリケーションは埋め込み情報をデコードするために、透かし埋め込み画像と透かしを埋め込む以前のオリジナル画像との比較を要求します。セキュリティの問題： 透かし埋め込み以前のオリジナルはサーバー上で管理され、サーバー攻撃の標的になるかもしれません。しかも、その製品は48MBサーバー用製品として設計されており、現在個々のユーザをターゲットとしていません。Signafyは、その“知覚的に重要”な埋め込みアルゴリズムを強調しています。しかし私達は、より多くのリサーチが高速フーリエ変換（Fast Fourier Transforms）の利用を目指しており、さらに画像については特に画像認識に使われるフーリエ・メリン変換（Fourier Mellin Transforms）が有効だと信じています。
Digimarc、SignumとSignafyは現在のところ、デジタルオーディオやビデオのように時間に対して動的なデータに関しては電子透かしをサポートしていません。Digimarcは、アナログVHSテープのセキュリティに深く関連している会社Macrovisionとパートナーになり、ビデオ電子透かしソリューションを提案していますが、その提案の詳細は未だ公に知られるところではありません。より詳細につきましては、それぞれのサイトを訪問して下さい。
アーティスト達によって表明されている興味深いいくつかのポイントが、Who owns your identityという表題の記事で提供されています。現在の静止画像適用における短所に関する更なる論文が、ニュースグループ記事の１つDejaNewsで提供されています。センターサーバー上で、電子透かしの身元を変える手段も述べられています。電子透かしセキュリティをテストする方法は、ケンブリッジの研究者達によって提供されています。そのアプリケーションはStirMarkと呼びます。
もう一度言いますが、Giovanni鍵は第三者によって管理されたり、或いは著作権所有者のリクエストにより別のデータベースで管理されるでしょう。しかし、それは最終的には要求されるものではありません。これが、Giovanni電子透かし技術の本質的な冗長性です。
“スペクトラム拡散”と“周波数に基づく埋め込み信号”との比較
多くの分野にまたがる開発に関しての議論は、テクノロジーの違いを比較的シンプルな概要にまとめることが必要です。議論は少し技術的になるかもしれませんが、必要なことだと思いますので、“りんご”を比較するのと実際同じだと考えて下さい。
電子透かし埋め込み後は一致する可能性がありますので、必ずしも違った特徴とは言えないかもしれませんが、“スペクトラム拡散”或いは“周波数ホッピング”は、一般的に周波数帯域と呼ばれるトータルな信号幅から擬似ランダムに選んだサブセットの帯域に情報を保存します。その際透かしの埋め込まれた信号は、制限され定義された信号帯域内で、時間とともに擬似ランダムに変化します。このアプローチは周波数変域にフレームが転送され、そしてスペクトラム拡散されるという意味で、フレームベースであると特徴付けても良いでしょう。
著作権保護の目的で提案されているスペクトラム拡散の問題は、信号幅の数が限られていること、或いは信号幅が明確になり過ぎていることです。これは軍用コミュニケーション（或いは今ではセルラーフォン）のように、時間や場所に基づくセキュリティには問題ではありません。この場合、スペクトラム拡散が専用にデザインされたわけです。理由： 盗人には、決められた画像やオーディオやビデオファイルに埋め込まれた信号を消去することに集中する時間が十分あります。第２の理由： ラジオステーション等のスタジオで行われる多くの一般的な変換（放送信号の大きさを増幅するための周波数ノッチ、全てのバンドフィルター、そしてEQを含む）は、電子透かしを偶然に消去してしまうかもしれません。JPEGは広くウェッブサイトで使われていますので、静止画電子透かしが“安全である”かどうかを決めるための標準的なテストです。更に時間ドメインを持つ電子透かしコンテンツ（オーディオとビデオ）については、時間に基づく圧縮と伸張が、明らかに周波数に基づくアプローチに対して成功する攻撃方法です。
ThornのCentral Research Laboratory（CRL）のICEとスペクトラム拡散ライクなテクノロジーを使った同様なシステムは、全ての状況で同一のエンコード域に頼っています。この場合、ハードウェアの組み込みは簡単ですが、システムのセキュリティが貧弱です。そして、BBNが提案（US特許#5,319,735）しているように、エンコードレベルを押し上げるために周波数マスキングに頼っていますが、同じマスキングはランダムアタックに打ち負かされてしまうという弱点も持っています。オーディオやほかのマルチメディア信号を保護するために公表されているスペクトラム拡散は全て、役立つ情報を抽出するためにオリジナルとの差異の情報が要求されます。そして技術的にフレームベースであるという事実にも係わらず、信号の切り取り（例えば、3分間の歌の中の20秒間）が行われた時には整列問題が発生します。更に、オン・ザ・フライ状態での電子透かしのエンコーディングは、エンコード前の透かし無しのオリジナルをネットワーク攻撃ではないかと疑いをかけるかもしれません。より技術的な情報は、Digital Watermark Research and Testingのエリアの中で提供しています。
Giovanniをより一般的に述べる時、フレームベースのシステムは署名ライクなシステムに比べて明白な利点があります。署名ライクなシステム（例えば、Digimarc、SignumやSignafy）は、サンプルを1つの大きな塊（デジタル画像や完全なレコーディングのような）として、そこにシリアル番号など限られた量の情報を挿入します。これらのシステムは、スペクトル変換分析が真の信号をより正確に反映させることができるように、信号全体に渡って周波数成分を分析するため、周波数変域の中で実行します。もし小さな塊が使われると、それは粗雑な近似になり、従って繊細なノイズ成分は解決できないことを意味します。Digimarcのようないくつかのテクニックは、ノイズ成分を孤立させてから署名しますが、そのノイズ成分を動き回すことはできますが、決して削除できません。にも係わらず、提案されているシステムは、時間変域を持つ静止画やオーディオ、そしてビデオに適用できることに頼っているという事実があります。そして、透かし情報の限られた容量、及び一般的には透かし情報抽出のためのマスターとの比較が要求される“論破できない証明”のため、完全に疑わしいコピーが必要となります。
権利の保護に関する多くのシステムがあります。以下にそのリストをあげていますが、実際のシステムとドキュメントにアクセスできる程度はかなり違います。
正直に言いまして、このリストは包括的なものでないかもしれません。例えば、日本において提案されているいくつかのシステムは、上記の技術に本当によく似ています。
Michael GerzonとPeter Cravenによる“buried data technique（データを埋め隠す技法）”分野での研究が音楽産業でドキュメント化されており、そして私達の最初の可聴範囲内の音波効果独自テストの中で言及しています。GerzonとCravenによるオーディオ信号へのデータのランダム挿入技法は、他の単一鍵利用技法と似ていますが、それら他者の鍵自身はGiovanniでのデータランダム挿入での鍵とは違います。GerzonとCravenのテクニックのセキュリティにおける弱点は、最も重要でないビット群（LSBs）に情報が隠されることです。この場合、これらLSBsを“はじき飛ばす”ことで音波の品質を落とさなくても、その情報は簡単に取り去ることができます。デザリングの中でのエンコード（アウトプットを逆デザリングすることによって同じセキュリティ上の弱点を持つ）も同様です。
ランダムだけが、安全に電子透かしを埋め込むことを求める方達の味方です！
他のシステムとGiovanniを比較する際に、重要な定義は以下の通りです。
・流通される（distributed）
たとえ電子透かしや鍵の管理者が存在しても、ユーザはその電子透かしの管理、鍵の使用、そして透かし情報から受ける制限はなく、全く自由です。
・マスターからの独立（master-independent）
電子透かし情報の抽出には、無傷な或いは透かしの埋め込まれていないマスターコピーとの比較は必要ありません。
・フレームベース（frame-based）
透かし情報は信号の小さな領域であるパケットに埋め込まれ、部分的に切り取られたり、断片化されたコピーからの透かしの復元を容易にしています。
・マルチ鍵（multi key）
ユーザは思いのままに、個別の鍵を作成、利用できます。
・マルチレイヤ（multi layer）
別々の鍵を使った、別々の透かしを同じ信号に埋め込むことができます。この新しいテクノロジーにおいてより技術専門的にGiovanni電子透かしを述べると、“流通に適し（distributed）、マスターから独立しており（master-independent）、マルチ鍵対応で（multi key）、マルチレイヤで（multi layer）、フレームベースの（frame-based）システム”です。暗号家達にとっては、Giovanniが最初の“パブリック鍵のステノグラフィー”システムです。現在のところ未だ考慮されていませんが、暗号的に安全なシンメトリック或いはアシンメトリックな鍵を統合することで、Giovanniは埋め込み信号システムのスーパーセットと考えることができます。暗号情報を埋め込むことはコンピュータ的には簡単ですが、情報を暗号的に埋め込むことは簡単ではありません。
1997年のRSA Data Security Conferenceにおいて私達の創立者が提出したペーパーも興味深いものかもしれません。その表題は、Communications Theory and the Argent Digital Watermark Systemです。
クルミの殻の中での既存システム同士の類似点
Digimarc、Signum Technologies（FBI HighWaterが前身）、MIT、そしてベルギーのUniversite Catholique de Louvain（UCL）は、主にランダムパターンブロックによるエンコードです。NEC、Fraunhofer CRCG、NTT、そして三菱は、処理自身は特定できませんが、主に“保証スペクトラム拡散（secure spread spectrum）”エンコード法でのDCT（離散コサイン変換）やFFT（高速フーリエ変換）フィルタリングです。この時点では、NEC、Fraunhofer CRCG、そしてNTTにとって、予想される主な市場ターゲットはMPEGビデオです。他のシステムについては、利用されている処理に関して情報不足のためここでは言及していません。
関連した知的財産が次のことのためにアクセスすることができます。これらの会社は主に音声の電子透かし製品に集中していており、システムは主にサブバンドコーディングアプローチです。BBN アプローチに類似性があります。Solana Technology: US Patent#5,719,937, US Patent#5,687,191
Arbitron: a number of patents covering broadcast monitoring and related embedded signalling including: US Patent#5,612,729, US Patent#5,581,800, US Patent#5,579,124, US Patent#5,436,653
Additionally, the following patents are related but have fundamental differences in implementations: Los Alamos Labs US Patent#5,659,726 and US Patent#5,646,997
さらに、次の特許は基本部分は関連していますがインプリメンテーションにおける相違がります： Los Alamos Labs US Patent#5,659,726 and US Patent#5,646,997
