彩色激光打印文件上跟踪暗记研究——以柯尼卡美能达mc8650为例

彩色激光打印文件上跟踪暗记研究——以柯尼卡美能达mc8650为例
作者：胡萍，成磊
来源：《中国司法鉴定》 2020年第6期
收稿日期：2019-05-16
作者简介：胡萍（1990—），女，实验师，硕士，主要从事刑事技术文件检验鉴定和研究
工作。

E-mail:huping918@。

胡萍1，成磊2
（1. 上海政法学院，上海 201701； 2. 上海市嘉定区人民检察院，上海 201800）
摘要：目的针对柯尼卡美能达部分型号打印机打印文件中所包含的时间信息进行研究，找出暗记点阵分布周期，总结暗记点阵的时间编码规律，破译并解码时间信息。

方法借助单反数码相机和图像处理软件提取并标示打印暗记点阵，对大量不同时间打印的样本进行比对分析，归纳暗记点阵的分布周期、找出时间编码规律。

结果发现用于实验的柯尼卡美能达彩色激光打印机打印文件上的暗记点阵周期呈阶梯状排列，共计16列24行；实验对象的暗记在时间编码
上均遵循六进制的基本规则；区分出了年、月、日、时在打印文件中所对应的暗记区域，破译
并解码了该时间信息。

结论研究表明，该方法可以解出柯尼卡美能达部分型号彩色激光打印机打印文件的形成时间，为打印文件检验提供了新的参考。

关键词：柯尼卡美能达；暗记；比对分析；时间信息
中图分类号: DF794.2 文献标志码: A doi: 10.3969/j.issn.1671-2072.2020.06.006
文章编号： 1671-2072-（2020）6-0039-09
Research of Tracking Dots on Color Laser Printed Documents— Take Konica
Minolta mc8650 as an Example
HU Ping1，CHENG Lei2
（1. Shanghai University of Political Science and Law, Shanghai 201701, China；
2. Jiading District People's Procuratorate of Shanghai, Shanghai 201800, China）
Abstract: Objective To study the time information contained in the print files of some models of Konica Minolta printers, find out the distribution period of the tracking dots, summarize the time code of the tracking dots, and decipher the time information of the tracking dots. Methods Using Digital SLR camera and image processing software to extract and mark the distribution period of the tracking dots, compare and analyze a large number of samples printed at different times, summarize the distribution period of the tracking dots, and decipher the time information of the tracking dots. Results It was found that the distribution period of the tracking dots on the printed documents of the Konica Minolta color laser
printer was arranged in a stepped manner, totaling 16 columns and 24 rows; The time code of the tracking code follows the basic rules of base-six; The information of the year, month, day, and time corresponding to the tracking dots area is found, and the time information is deciphered. Conclusions The research shows that this method can solve the printing time of some models of Konica Minolta printers, which provides a new reference for printing document inspection.
Keywords: Konica Minolta；tracking dots；comparison analysis；time information
自2004年《PC World》首次提出彩色激光打印机形成的文件中存在跟踪暗记后，近几年我国在暗记特征检验技术上已经取得了长足性的发展，针对暗记点的形态和大小特征、暗记点阵形态轮廓图、暗记点阵排列的规律、暗记周期自动化提取等方面都开展了卓有成效的研究。

然而，针对暗记点阵排列含义的研究取得的进展较小，除富士施乐部分型号彩色激光打印机被美国EFF组织在20世纪成功解码外，目前尚未有其他品牌的打印机暗记被解码。

打印文件上的暗记通常包含了品牌信息、打印机具的序列号信息，在部分机型上也包含着打印时间信息，成功破译打印文件上的暗记信息对于打印机具的同一认定或者研究文件的形成时间具有及其重要的意义。

本文着眼于柯尼卡美能达系列的部分型号彩色激光打印机，以暗记所对应的时间信息为研究重点，旨在破译其时间编码规律，希冀为司法鉴定工作提供有意义的参考和借鉴。

1 材料与方法
1.1 对象
目前针对跟踪暗记的研究倾向于对其点阵分布特征、微观形态或者暗记的组成成分特征进行分析，力求区分不同品牌、不同型号、不同机具之间的差异，针对时间信息的研究仍然止步于20世纪对施乐（DocuColor）系列的暗记生成的暗记进行解码[1]，解码依据则是美国EFF组织提供的解码方法[2]。

本文收集了柯尼卡美能达（Konica Minolta）mc8650及bizhub c754
的彩色激光打印样本，研究对象是彩色激光打印文件中暗记对应的时间信息，力求找出其时间编码规则。

1.2 设备
佳能5D Mark IV单反数码相机，配佳能EF 100 mm f/2.8L IS USM 微距镜头（中国Canon 公司）；奥林巴斯体视显微镜（德国Olympus公司）；Photoshop cc 2019图像处理软件。

1.3 实验过程
1.3.1 暗记显现方法
众所周知，彩色激光打印机的暗记是以小黄点的形式有规律的分布于纸张之上，小黄点的尺寸是毫米级大小，目前针对暗记的提取方法主要有分色照相显现法、紫外荧光显现法和扫描仪显现法三大类[3]。

本文选择较为简单的照相显现法，选用佳能5D Mark IV单反数码相机（3040万有效像素）辅以光学素质优秀的“新百微”微距镜头，选择均匀配光即可实现跟踪暗记的提取，提取效果如图1所示。

相较其他几种提取方式而言，照相提取法耗时短、反差大、分辨率高，因本次实验需要制作大量样本，故采用此方法提取暗记信息。

提取到的图片需要导入Photoshop进行进一步的处
理，通过反差增强、旋转处理、参考线标示、分色标示等方法提取暗记、寻找周期，本文不详
述图像处理的具体方法，处理过程如图2所示。

1.3.2 提取周期
研究暗记所包含的时间信息，首先需要提取打印暗记周期，对于周期的确定前人已经有较
多的研究。

以惠普（HP）打印机为例，王世全等[４]认为其点阵周期的轮廓图以“小鱼尾巴”
为起点即可确定周期的起始，大约有17行21列。

其他类型的打印机也大多有较为明显的边界
标识，如富士施乐（Fuji Xerox）打印机的周期点阵为15行8列，佳能（Canon）打印机的点
阵恒定为18～20个点，兄弟（brother）打印机的周期点阵为17行21列，参考上述材料中的
研究[5]，柯尼卡美能达系列的点阵周期为36～39列、24～25行，在一张A4之上约有184个
周期点阵，17 000余个跟踪暗记，提取结果如图3所示。

本文的目的是研究柯尼卡美能达系列彩色激光打印机打印文件中所包含的时间信息，因此
分别制作了4月8日、4月9日、4月10日的样本，并按照该周期提取了打印暗记信息，如图
4所示。

在图4中，方框1~6的标示为三个日期样本的点阵图中无法重合的部分，方框外的点阵则
全部重合。

三份样本均由同一台打印机在相同的系统配置下，由同一台电脑发送打印测试页命
令打印形成，故而有理由相信造成点阵之间差异的原因是日期或者时间的不同。

但是，值得引
起注意的是方框1、方框4、方框6中的红黄蓝三色暗记点排列顺序是一致的，方框2、方框3、方框5中的红黄蓝三色暗记点排列顺序是一致的，然而无论是在程序设计学还是密码学中，如
此重复的信息都有违精简高效的设计原则，由此推断图4所示的点阵图并非真正的周期。

图5
是将观察区域扩大四倍得到的点阵图，理论上该点阵图内至少包含一个周期点阵图，通过观察
可以得知方框1、3、6、8、10、12、13、15、18、20、22、24内的蓝点、红点、黄点的分布相同，方框2、4、5、7、9、11、14、16、17、19、21、23内的蓝点、红点、黄点的分布相同。

进一步分析该点阵图，结合方框之间的距离关系以及点阵分布规律后得到如图6所示的点
阵周期图，其中较大的方框标示为一个周期的点阵分布，共计24行16列，柯尼卡美能达
mc8650的打印暗记周期呈阶梯状自左向右排列形成。

1.3.3 实验设计
因为本次实验的重点在于研究彩色激光打印文件中的时间信息，找出其编码的规则，故而
实验样本大部分使用柯尼卡美能达mc8650制作形成，由柯尼卡美能达 bizhub c754机型进行
验证。

实验拟制作相同年、月、日、时，但分秒时刻不同的样本；在找出分秒规律后，鉴于不
同日的样本制作相对容易，故而制作了相同年、月、时，但日不同的样本；在找出日的分布规
律后，再制作相同年份、时刻，但月份不同的样本；在找到月份的分布规律后，再制作不同时
的样本；最后在确定了月、日、时、分、秒的分布规律后，制作不同年份的样本，彼此之间相
互进行比较，观察差异点。

2 结果与分析
2.1结果
2.1.1 分秒不同样本之间的差异性
理论上，如果打印文件上的追踪暗记包含了分秒信息，那么对于相同的年、月、日、时，但分秒不同的两份样本的周期点阵图必然会存在一定的差异性，图7分别是4月8日上午10点20分51秒与10点22分21秒提取的周期点阵图，通过比较发现两者暗记分布并无差异，故而认为柯尼卡美能达mc8650彩色激光打印机打印文件暗记中并不包含分秒信息。

2.1.2 日不同样本之间的差异性
鉴于“日”不同的样本制作收集比较方便，在研究初期排除了分秒所带来的差异后，笔者选择“日”不同的打印文件来研究跟踪暗记的编码规律，如图8所示分别为2019年4月1日—2019年4月4日经显现、整理、提取、分色标示而成的点阵周期图，年份、月份、时的信息均相同，可以看到除蓝色方框内的点阵分布不同外，其余部分的点阵均可重合。

此外，根据数字1~4的分布情况来看，可以很容易的找出其分布规律如图9所示，由右至左上下交替递增1个单位。

然而，众所周知的是每个月至少有28 d，在这样狭小的区域内是无法用由右至左上下交替的方式完全表示28 d乃至31 d的信息，笔者重新收集了4月5日—4月12日打印文件，提取暗记周期如图10所示。

由图10前两幅图可以看出，比较4月5日和4月6日的暗记周期点阵图，发现深蓝色的方框内暗记点又回到了起始位（即由左下角回到右上角），同时浅蓝色方框内的暗记点向下位移一个单位（即从右上角位移到右下角），由此可以怀疑浅蓝色方框是进位区域，深蓝色方框内是以六进制为基础进行递增。

在计算机领域，六进制是以6为底数的进位制，在进位制中只使用0、1、2、3、4、5六个数字，其分布规律如图11所示，自右上角至左下角上下交替依次递增。

故而4月5日的计算方式为5+0×6=5（图10A），4月6日的计算方式为0+1×6=6（图
10B），4月7日的计算方式为1+1×6=7（图10C），4月8日的计算方式为2+6×1=8（图
10D）……4月12日的计算方式为0+2×6=12（图10H），整理后的结果如表1所示。

通过图10H的暗记分布可以看出4月12日打印文件上的暗记在深蓝色区域和浅蓝色区域的分布完全符合这个规律，深蓝色区域的暗记点回归首位（右上角），浅蓝色区域的暗记点递增一个单位。

此外，通过这种六进制的方式可以计算出其最大可以表达的数字为5+5×6=35，而每个月至多有31 d，采取六进制的方式完全适用于日期的表达。

2.1.3 月份不同样本之间的差异性
经过上文的分析已经初步掌握了暗记点阵的分布与数字之间的映射关系，在理想状态下月份信息也完全可以使用六进制的编码方式进行表示，即1月份可以表示为01（六进制），2月份可以表示为02（六进制）……6月份可以表示为10（六进制）……11月份可以表示为11（六进制），12月份可以表示为20（六进制）。

由此可以推断，在个位区域，月份需要的点阵
空间与日部分需要的点阵空间相同，即6个位置；月份在进位（十分位）区域需要的点阵空间为3个（3个点阵位置最大可表示数字为17（十进制），最小为12（十进制）），这一点不同于日部分在进位需要的6个点阵空间（6个点阵空间最大可表示数字为35（十进制），最小为30（十进制））。

笔者制作了2019年1月1日—12月1日的打印文件样本，经显现、整理、提取、分色标示后的暗记点阵分布如图12所示。

在图12中，对比图12A~12L的点阵变化，同时结合上文提出的六进制构想，可以认定深红色方框为个位区域，自右上角0位开始，共占用6个位置，符合图11暗记点的分布与六进制之间的映射关系；浅红色方框则为进位区域，自右上角0位开始，共占用3个位置，暗记点分别在6月份（图12F）、12月份（图12L）产生了位移。

故而对于月份部分的计算，1月1日的计算方式为1+0×6=1（图12A）……5月1日的计算方式为5+0×6=5（图12E），6月1日的计算方式为0+1×6=6（图12F）……11月1日的计算方式为5+1×6=11（图12K），12月1日的计算方式为0+2×6=12（图12L），以上的计算过程与暗记点阵的分布可以相互验证，整理后结果如表2所示。

2.1.4 时不同样本之间的差异性
在生活中，通常我们接触到的小时的计算规则分别为12 h制和24 h制。

其中，12 h制是一个时间规则把一日24 h分为两个时段，分别为上午（Am，拉丁文ante meridiem表示中午之前）和下午（Pm，拉丁文post meridiem表示中午之后），如果打印文件上的暗记采用此计算方式则至少需要6个暗记位置表示个位，3个暗记位置表示进位（6进制），还需要至少1个位置表示上午和下午，共计至少10个暗记位置，3个暗记区域；24 h制的规则是把每日由午夜至午夜共分为24 h，从数字0至23（24是每日完结的午夜），如果打印文件上的暗记采用此计算方式则至少需要6个暗记位置表示个位，4个暗记位置表示进位，共计10个暗记位置，2个暗记区域。

综合比较两种时间计算规则可以发现24 h制在暗记点位利用上更加符合精简高效的原则。

此部分实验分别制作了2019年4月8日10:20:51、4月9日9:36:55、4月9日
11:12:11、4月10日8:55:54、4月11日13:33:58共计5个时间段的实验样本，其周期点阵分布如图13所示。

因为在上文的研究中给我们已经知道了该设备的点阵周期并不包含分秒信息，而日、月信息所对应的区域已经分别用深蓝色、浅蓝色、深红色、浅红色予以标示。

经将图13的五个暗记点阵周期比对后发现深黄色区域和浅黄色区域存在一定的差异性，结合上文的六进制研究结果可以推知深黄色区域对应个位产生的变化，如图13D深黄色区域8点钟（2+1×6=8）对应的蓝色点向下位移1个单位后即是图13B 9点钟（3+1×6=9）对应的暗记位置；浅黄色区域对应的则是进位（6进制）产生的变化，如图13C浅黄色区域11点钟（5+1×6=11）对应的浅蓝色点向左上方位置1个单位后即是图13E 13点钟（1+2×6=13）对应的暗记位置。

此外，这也进一步验证了上文对于打印暗记时间部分24 h制的设想。

2.1.5 年份不同样本之间的差异性
在上文的研究中，无论是“日”还是“时”，都是在一个循环周期中重复出现，例如“时”的信息总是以24为周期循环，“日”的信息总是以31、30、29、28为周期循环，月份信息总
是以12为周期循环。

然而年份信息不同于此，理论上年份是一个递增的过程，不能也不应该出现年份回退的情况，故而在暗记表达上应该与上文的研究存在一定的差异性。

笔者首先研究了
这台购于2013年的柯尼卡美能达mc8650打印机的系统时间设置，发现最小年份为2000年，最大年份为2050年，那么年份的解决方案就有多种编码方式。

第一种设想是以2000年或者其他
年份（如大多电子产品是以距1970年的偏移量为基准计算时间）为起始年份，同时以当前打印样本的打印时间距起始年份的时间差为偏移量，进而将该偏移量与暗记的分布进行关系映射。

这种编码方式优点在于时间计算相对准确，缺点在于随着时间的推移，年份越大，占用的暗记
点位越多，如2050年至少要占用6个位置表示个位，7个位置表示进位（6进制），而且随着
新机器的上市，最大年份势必超过2050年，进位区域部分将会占用越来越多的位置；第二种设想是设定一个周期，如每十年或者二十年一个周期，如此一来计算的方式与上文的日期、时间
的计算方式相同，优点在于占用的暗记位置固定，缺点在于时间计算无法保证绝对准确，因为
每一个年份的暗记点阵分布势必会与一个周期后相应年份的暗记点阵分布相同。

笔者首先制作了2000年4月19日—2009年4月19日的实验样本，提取周期后点阵分布
如图14所示。

对比图14的各个年份提取的点阵周期图，结合上文介绍的六进制基本规则可以发现深绿色方框内的暗记点阵代表的应该是个位区域，浅绿色方框内的点阵代表的是进位（6进制），按
照6进制规则整理每幅图得到的十进制结果如表3所示。

由表3的十进制转换结果可以看出，其与实际年份并非完全对应的上，这一点与上文的研
究结果有一定的差别。

总体上，如果取年份的后两位（即2000年取00，2001年取01，以此类推），与十进制的转换结果恰好相差10个单位，那么有理由怀疑打印文件上的暗记分布在年份上遵从上文的设想二，即以10个单位为周期进行循环，为了验证这一猜想，笔者又制作了更多的样本如图15所示。

由图15的点阵分布图可以看出，在深绿色区域和浅绿色区域，2010、2020、2040、2050
年的点阵分布相同，2011、2021、2041年的点阵分布相同，2019、2029、2049年的点阵分布相同，按照6进制规则整理每幅图得到的十进制统计结果如表4所示。

由表4可以看出，打印文
件上的暗记分布在年份上遵从上文的设想二，即每一个年份所对应的点阵经十进制转换后的结
果与实际（设定）日期总是相差10的倍数，即以10个单位为周期进行循环。

2.2 分析
2.2.1 其他机型验证
实验继续收集了柯尼卡美能达 bizhub c754的部分打印样本，得到的局部周期分布如图16所示，其中较大的方框为一个周期的点阵分布，共计24行16列，与柯尼卡美能达mc8650的行数、列数相同，且也呈阶梯状自左向右排列形成。

因为这部分实验收集的样本材料均为近几年单位的发文材料，不同于柯尼卡美能达 mc8650可通过调整系统时间生成对应的打印文件暗记，柯尼卡美能达 bizhub c754在调整系统时间后
暗记并不会发生变化，故而无法系统的制作实验样本。

时间信息主要根据文件材料内的发文日
期以及近期已知打印时间的文件收集制作而成，结合上文第一部分实验的研究结果，得到了如
图17所示的点阵周期分布图。

其中，深蓝色和浅蓝色方框内的点阵分布分别代表日的个位和进位（6进制），深红色和浅红色方框内的点阵分别代表月的个位和进位（6进制），绿色方框内的点阵代表年份信息，其具体的计算结果如表5所示。

通过图17A~17C对比可以看出柯尼卡美能达 bizhub c754的打印暗记并不包含“时”信息，这一点有别于柯尼卡美能达mc8650。

通过表5的计算结果可以看出，日、月部分的计算方法完
全符合上文总结的规律。

即以六进制为基本规则，暗记点自右上角至左下角上下交替依次递增，每完成一个周期的循环后进位部分将会递增一个单位，这一点在图17A~17H中可以相互印证。

然而，值得注意的是浅绿色区域虽然代表了年份信息，但因本次收集到的样本只包含2017、2018、2019年，无法完整的解出年份区域的个位和进位（6进制）所对应的区域。

此外，如果
按照柯尼卡美能达mc8650打印暗记的分布规律，理论上在2018年和2019年应该产生一个进位（19=3×6+1，18=3×6+0，17=2×6+5），但是图17中相应的三个年份对应的绿色区域并没有按照这个规律产生进位。

故而推测这台柯尼卡美能达 bizhub c754的起始位并非2000年或者
年份的计算周期并非10年，这一点有待进一步收集样本材料加以验证。

2.2.2 其余部分暗记所包含的信息
笔者继续收集了柯尼卡美能达 bizhub c754（序列号：A2X0081000038，命名c754-01）的
另外一台打印机（序列号：A4F5081000048，命名c754-02），两者的暗记重合比对图如图18
所示。

在图18中，蓝色暗记对应的文件是c754-01彩色激光打印机于2018年2月7日打印制作
形成（即图17E），红色暗记对应的文件是c754-02彩色激光打印机于2015年5月28日打印
制作形成，两者在日、月部分的编码规则完全一致，年份部分对应的暗记有待进一步研究。

此外，c754-01与NC8650（序列号：A02E08A000505）在打印暗记上的重合率很低，且打印暗记在年、月、日、时的分布区域上有很大的差异，但c754-01与c754-02在打印暗记上的重合率很
高（黑色点为两台打印机打印文件上的暗记重合部分），且打印暗记在年、月、日、时的分布
区域上完全一致。

笔者猜想着可能是因为柯尼卡美能达mc8650与另外两台打印机并不属于同一系列，且在序列号上也有很大的差异造成的，验证这个猜想需要进一步收集同系列更多的打印
样本。

3 结论
通过对柯尼卡美能达部分彩色激光打印机打印文件上跟踪暗记进行研究，总结并揭示了其
时间编码规律，这将为打印文件检验甚至文件形成时间检验提供积极有意义的参考，现将结论
总结如下：
（1）本文研究的两个型号三台柯尼卡美能达彩色激光打印机打印文件上的暗记在“月”和“日”的编码上均遵循六进制的基本规则，即以0、1、2、3、4、5为基本数字单位，与打印暗记自右上角开始上下交替排列的规律互为映射，个位每完成一个周期循环后进位对应的暗记点
将会位移一个单位。

（2）并非所有型号的柯尼卡美能达彩色激光打印机打印文件上的暗记都包含“时”的信息（比如bizhub c754不包含“时”的信息），但本文研究的两台型号（mc86550和bizhub c754）均包含年、月、日的信息。

（3）笔者收集的三台打印机的暗记周期均为24行16列，均匀分布在整个页面上，且相邻的周期点阵呈现阶梯状排列。

（4）并非所有的柯尼卡美能达系列彩色激光打印机都可以通过修改系统时间的方式制作不同日期的实验样本。

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[5] 王琳．彩色激光打印机打印文件上跟踪暗码的研究[D]：北京：中国人民公安大学公安技术学院，2016．
（本文编辑：王楠）。