今年研究人员期望全世界要拍摄1.35万亿张照片，也就是每天37亿张照片。所有这些像素如果存储在个人电脑或手机上，会占据很大的空间，这是许多人隐藏自己图像的原因之一在云中．但与可以加密以保护数据的硬盘不同，云存储用户必须相信一个技术平台会保护他们的私人照片的安全。现在，哥伦比亚大学的一个计算机科学家团队开发了一种工具，可以对存储在许多流行云服务上的图像进行加密，同时允许授权用户像往常一样浏览和显示他们的照片。

恶意的企图获取或泄露基于云的照片，以及偶然的违反，会暴露个人信息。例如，在2019年11月，流行的照片存储应用谷歌Photos错误地出现了一个bug分享了一些用户的私人视频与陌生人。安全专家也担心云存储公司员工故意访问用户的图片。

因此，哥伦比亚大学的研究人员想出了一个名为“安全照片”(ESP)的系统在最近的一次会议上发表．“我们想看看能否在使用现有服务的同时对数据进行加密，”ESP的开发者之一、计算机科学家Jason Nieh说，“每个人都想继续使用谷歌Photos，而不需要注册一个新的加密图像云存储服务。”之前试图在现有云服务上存储照片的同时加密照片的尝试都失败了，因为大多数云平台只能处理jpeg等标准图像文件，而且加密后的图像会以不同的文件类型保存。在某些情况下，服务将加密文件作为非图像拒绝。在其他情况下，该平台试图压缩加密文件以减少其大小。这种图像处理技术无意中损坏了图像，使它们在解密后不再可见。

为了克服这些挑战，开发人员依靠图像处理技术在像素块上工作的洞察力。他们创造了一种工具，可以保存这些方块，但可以移动它们，有效地掩盖照片。首先，ESP的算法将一张照片分成三个单独的文件，每个文件都包含图像的红、绿或蓝颜色数据。然后系统将这三个文件中的像素块打乱(例如，允许来自红色文件的一个块隐藏在绿色或蓝色文件中)。但是这个程序什么都不做在像素块，所有的图像处理都在这里进行。因此，这些文件仍然是有效的图像，但对于没有解密密钥访问它们的人来说，它们最终看起来就像颗粒状的黑白静态文件。这意味着它们仍然可以被压缩，这使得它们与许多云存储平台兼容。当授权用户通过配备解密密钥的设备访问云端时，照片就会以原始形式出现。

为了测试ESP，研究人员在Android上流行的图片库应用Simple Gallery中实现了它。在这个应用程序中，他们使用自己的系统对照片进行加密，然后将隐藏的图片存储在云服务中——在这项研究中，他们使用了谷歌Photos、Flickr和imgur——这些平台对图片进行了压缩。随后，研究人员下载了压缩文件并成功解密，表明他们的方法可以经受住图像处理。ESP团队称，该技术的一个小缺点是下载和上传时间略有增加。研究人员还没有最终确定ESP的未来计划，但他们表示，他们可能会将该程序授权给云存储公司，或者以开放访问的方式向任何人开放。

该工具在多种技术平台上工作的能力是其实用性的关键。波特兰州立大学(Portland State University)安全和隐私专家、康普茶数字隐私系统(Kombucha Digital privacy Systems)创始人查尔斯·赖特(Charles Wright)说:“我们生活在一个几乎所有我们做的事情都被少数几家公司密切监控的时代。”赖特没有参与哥伦比亚大学的这项研究。“弄清楚我们如何在不放弃我们所有隐私的情况下，保留我们所拥有的技术的所有好处，这很有价值。”

ESP还允许用户从多个设备访问他们的照片。长期以来，这一直是研究人员面临的一个挑战，因为用于加密照片的数字代码必须与用于解密照片的数字代码相同。研究人员设计了一个系统，其中每个设备都有自己独特的密钥对(这与通常的加密系统不同，在通常的加密系统中，一个密钥对被复制到多个设备上)。当用户对新设备进行身份验证时，这将以QR码的形式向已经获得授权的设备发出信号，让其与新设备共享密钥之一。之后，这两种设备都可以解密图像，让用户以普通彩色照片的方式查看文件。

不过，ESP的加密并非万无一失。赖特解释说，由于区块内的像素值本身没有加密，极端坚决的对手可以开始识别区块，并将其解码，以重建部分或全部图像(尽管这将是一项困难和耗时的任务)。除了与黑客斗争之外，注重隐私的ESP用户还可能面临他们用来存储照片的云平台的阻力。其中一些平台提供的功能依赖于查看未加密图像的能力，例如识别照片中的物体或将相关图片分组到虚拟相册中。赖特认为，如果任何加密工具变得非常流行，它将阻止这些功能的使用，因此，提供商可能会开始以各种方式打击它。哥伦比亚大学的研究团队认为，用户可以找到一个中间地带，他们可以使用ESP来隐藏特别敏感的照片，同时让他们的大部分图像不加密。

尽管存在这些困难，但Wright认为像ESP这样的工具是值得的。“试图保护用户的隐私和安全是一个令人兴奋的研究问题，正是因为它是如此具有挑战性，”他说。“这将永远是一个根本性的难题，是一场持续的艰苦战斗。”