在現今數位化和科技迅速進步的時代，影像監控已廣泛應用於公共安全和商業領域，主要功能是針對特定目標進行自動檢測、識別後進行追蹤，大致可分為目標偵測、目標分類、物體辨識、路徑追蹤等四個方面。常見應用包括：人臉辨識、行為分析、物件追蹤、排隊管理、人數統計和緊急求救。然而，隨著技術的發展，如何確保這些影像資料的安全和真實性變得越來越重要。針對這個問題，數位簽章技術提供了一個有效的解決方案。
資料來源：工研院產科國際所
圖1：影像監控應用情境案例
解密數位簽章技術
數位簽章技術的運作流程可分為三大主要階段：簽署階段、傳輸階段及驗證階段。每一階段各具功能，以確保影像監控設備捕捉到影像的完整性、真實性及來源可靠性。
- 簽署階段
當要對影像資料進行數位簽署時，首先會使用一個稱為「雜湊函數」的數學工具來處理這份資料。這個工具會將影像內容轉換成一個固定長度的數位摘要（就像是一份資料的指紋）。重要的是，這個摘要值是唯一的，即使影像的變動非常細微，摘要也會完全不同。
接著，使用者會使用自己的「私鑰」來加密這個摘要，生成數位簽章。私鑰就像是密碼一樣，只有這位使用者擁有。這樣一來，當其他人收到這份影像資料時，他們就可以通過數位簽章來確認這個影像確實來自該使用者。
- 傳輸階段
在傳輸階段，影像資料和數位簽章一起發送給接收方，這通常是透過網路進行傳輸。雖然數位簽章已經保證了資料的來源，但為了防止資料在傳輸過程中被竊取或篡改，影像資料還可以進一步加密，確保資料的機密性。這就像把資料放進密封的信封裡，以防止有人偷看。
- 驗證階段
接收方收到資料後，需要確認這份影像是否真實、未被篡改。首先，他們會使用發送方的「公鑰」來解密數位簽章，提取出最初的摘要。然後，接收方會再次對影像資料進行雜湊運算，得到一個新的摘要。最後，這兩個摘要值會進行比對。如果它們相同，這就證明影像資料沒有被修改，並且確實來自該發送方。
資料來源：本案整理
圖2：數位簽章架構圖
影像監控與數位簽章的應用
工研院與監控攝影機大廠昇銳電子合作，成功將工研院的數位簽章技術與昇銳電子的監控攝影機（IP Cam）結合，打造了一個高度安全的影像監控系統。這個系統的核心是工研院部署在Xilinx ZCU102板卡上的數位簽章矽智財(ed25519)，IP Cam透過通用非同步收發傳輸器（UART）與ZCU102相連，用戶可以使用乙太網路(Etheret)來操作並監控攝影機。
當用戶端接收到來自攝影機的影像資料時，這些資料附帶有數位簽章。數位簽章就像是影像資料的「數位指紋」，確保每份資料都是獨一無二的。用戶端使用加密金鑰對這個簽章進行驗證，確認影像的來源和完整性。如果驗證通過，說明影像來自可信的來源且未被修改；如果驗證失敗，則可能表示影像資料已經被篡改或來源不明。這樣的技術能有效防止影像資料在傳輸過程中被非法修改或偽造，大大提高了影像監控系統的安全性。
資料來源：本案整理
圖3：工研院安全通道加解密技術示意圖
總結來說，隨著科技的進步，數位簽章技術在影像監控系統中的應用為影像資料的安全性提供了全方位的保護，用戶可以確保監控畫面真實可靠，為公共安全、企業安防等應用提供了更高的保障，為各行各業提供更加安全可靠的數位保護，讓未來的監控系統變得更為值得信賴。