纽约大学研发3D打印防伪技术助力保护知识产权和信息安全

May 2021


提到“3D打印”这个词,或许你正在越来越经常的听到。如今,越来越多的领域都开始使用3D打印技术,近到每日衣装、远到交通运输,大到医疗卫生、小到儿童玩具,越来越多的3D打印出来的产品,正在走入我们的生活中。但是,这项看似万能的技术也并非没有缺点,随着这项技术的迅速发展,利用3D打印来进行的违法行为也在变得越来越多。

 

为什么这么说?在现在的互联网世界,用于3D打印的作品的任何电子数据也都可以在网上轻易找到,或者是被黑客非法窃取;而只要有了这些用3D打印的数据,再有一台3D打印机,人们就打印出自己想要的任何物品。但是这其中许多打印行为是非法的,比如说当你想要打印的产品已经申请了专利,你的打印就会侵犯该产品的制作者的知识产权;更有甚者,有非法分子利用3D打印来制造功能性手枪和突击步枪,这已经不单单是违反法律,甚至还威胁到了国家安全。

 

这里人们不禁要问,当在市场上发现一个非法制造出来的3D打印作品,有没有办法追踪到他的制作者呢?有没有办法让利用3D打印的违法者无处可逃呢?为了对应这一问题,让这些利用3D打印而侵犯他人的知识产权或者打印非法物品的“非法打印者”有迹可循,纽约州立大学布法罗分校研发出新型3D打印防伪技术,该技术可根据3D打印机的“热端“的独特性,让人们通过作品识别出制造该作品的机器,这一3D打印作品的”防伪标签“技术将有助于保护知识产权和信息安全。

 

 

图丨(来源:纽约州立大学布法罗分校)

 

纽约州立大学布法罗分校大学计算机科学与工程系的副教授金展鹏,参与研发了这种新型追踪技术。有了这个技术,人们通过3D打印出来的作品,就可以追踪找到制作这一作品的是哪一台3D打印机。金博士曾经谈到他当时研究这一问题的初衷时说到:“怎样才能保护自己拥有知识产权的作品,不被他人利用3D打印非法复制生产呢?当时我们想到的切入点,是从3D打印机里找,怎样才能识别出一个我自己设计的作品,是我自己的3D打印机印出来的,还是别人的打印机非法复制出来的呢?”

 

而金博士和他的团队针对这一问题给出的答案就是:利用3D打印机自带的“防伪标签”。而这个防伪标签,就是3D打印机的“挤出机”自带的“热标签”。这里我们就要讲一讲3D打印机的工作原理,3D打印机是根据电脑中的数字3D模型,通过“挤出机“的移动将材料一层一层的”打印“出来,直到制造出整个立体产品,而这里所说的”打印“,正是通过3D打印机的“挤出机“”的高温,将材料融化并将其挤出到到工作台上或者之前打印的一层上。

 

每个3D打印机的挤出机的热端都拥有自己独有的热力学性能,这些独有的热性能也使每个3D打印机拥有自己独特的打印方式。这些每一台3D打印机独有的挤出机的热性能,就是上面所说的“热标签”“热标签”的功能,就和人类的指纹,还有我们给作品加的水印一样,可让所有3D打印作品有迹可循。

 

 

图丨(来源:纽约州立大学布法罗分校)

 

金博士将3D打印的过程与我们平时用笔记本电脑写作的过程进行了比较。通过一种可以还原作者打字过程的软件,人们可以知道作者是如何在电脑上敲打出每个字母并写出一篇作品的,包括作者独特的写作风格。 类似地,由于每个3D打印机的挤出机都有自己独特的“热标签”,研究人员可以通过3D打印的作品还原出这个作品的制造方式与过程,然后再将其与一个拥有不同挤出机“热标签”的数据库进行匹配认证,直到匹配为止。

 

 

|3D打印机的原理(来源:纽约州立大学布法罗分校)

 

通过这种方法,就可以通过作品找到制作此作品的3D打印机。人们还可以进一步通过3D打印机找到其作品的购买者,比如,警察可以通过一支3D打印出来的枪支寻找到是谁非法制造了这一枪支,并寻找到有谁非法购买了这台打印机打印出的其他枪支。该团队还发现,通过检查与对比同一型号的45个不同的挤出机的“热标签“,可以92%的准确率通过一个3D打印作品成功辨别寻找出制造他的3D打印机。

 

金博士表示:“这个“热标签“的功能就是3D打印机的防伪标签。当人们打印新产品时,会给这个作品加上自己独有的防伪标签。通过防伪标签,人们可以在作品中无形地嵌入打印机的制造商,标签和序列号等信息。”他还指出,需要警惕的是,有的人有可能会私自更换3D打印机的挤出机,阻碍执法人员寻找到非法打印分子。不过,魔高一尺,道高一丈,通过创建挤出机的所有零件的数据库,人们也可以通过挤出机的零件特性追踪到执法分子。


素材来源于DeepTeach深科技