武汉理工大学
硕士学位论文
半脆弱性数字水印的研究与应用
姓名:周关
申请学位级别:硕士
专业:计算机应用技术
指导教师:徐东平
20060501
毕业设计开题报告 基于DCT的图像数字水印技术的研究
基于DCT的图像数字水印技术研究 国内外研究现状: 20世纪80年代,索尼和菲利浦公司首次提出了数字媒体版权保护的方案SCMS(Serial copy management system),数字水印技术也是在继数字隐藏技术后提出的一种数字媒体版权保护方案,发展到现在不仅仅局限于版权保护,也延伸到商务交易中的票据防伪、声像数据的隐藏标识和篡改提示、隐蔽通信及其对抗等领域。随着电子政务的广泛应用,其安全性问题也日益突出,电子政务所涉及的相当多的信息都带有机密性,除黑客攻击.病毒感染等来自网络的安全威胁外,也易受到来自系统应用的假冒用户登录、非法篡改等数据安全的威胁。我国现有的电子政务网络基础设施和系统安全解决方案大多是通过防火墙、入侵检测、漏洞扫描、网络隔离等技术和设备来保障系统的安全,这在一定程度上可以保证电子政务信息系统的安全,但仍存在着安全漏洞,我们在电子政务的建设中,除了必要的网络安全技术外,还必须重视对数字信息安全认证的问题。 数字水印技术为上述问题提供了一个有效的解决方案,是目前多媒体信息安全研究领域的一个热点。该技术采用信息处理技术把版权信息、认证信息等秘密信息,即水印,嵌入到原始数据中去,但不影响原内容的价值和使用,水印信息可以是产品的序列号、版权所有者的标志等认证信息。通过特定的算法恢复和检测被嵌水印后,可有效地分析信息失真的情况,判断信息是否被篡改,为版权所有者提供信息被盗版的有利证据。因此,一个实用的数字水印技术必须具有较强的鲁棒性、安全性和不可见性。 所谓数字水印技术,就是将代表数字媒体著作权人身份的特定信息、用户指定的标志或序列码等,按照某种方式嵌入被保护的信息中,在产生版权纠纷时,通过相应的算法提取出该数字水印,从而验证版权的归属,确保媒体著作权人的合法利益,避免非法盗版的威胁。被保护的信息是任何一种数字媒体,如软件、图像、音频、视频或一般性的电子文档等。数字水印是嵌在数字产品中的数字信号,水印的存在要以不破坏原数据的欣赏价值、使用价值为原则。
介绍了数字水印技术的基本原理 随着信息技术和计算机网络的飞速发展,人们不但可以通过互联网和CD-ROM方便快捷地获得多媒体信息,还可以得到与原始数据完全相同的复制品,由此引发的盗版问题和版权纷争已成为日益严重的社会问题。因此,数字多媒体产品的水印处理技术已经成为近年来研究的热点领域之一。 虽然数字水印技术近几年得到长足发展,但方向主要集中于静止图像。由于包括时间域掩蔽效应等特性在内的更为精确的人眼视觉模型尚未完全建立,视频水印技术的发展滞后于静止图像水印技术。另一方面,由于针对视频水印的特殊攻击形式的出现,为视频水印提出了一些区别于静止图像水印的独特要求。 本文分析了MPEG—4视频结构的特点,提出了一种基于扩展频谱的视频数字水印改进方案,并给出了应用实例。 1视频数字水印技术简介 1.1数字水印技术介绍 数字水印技术通过一定的算法将一些标志性信息直接嵌入到多媒体内容当中,但不影响原内容的价值和使用,并且不能被人的感知系统觉察或注意到。与传统的加密技术不同,数字水印技术并不能阻止盗版活动的发生,但可以判别对象是否受到保护,监视被保护数据的传播,鉴别真伪,解决
版权纠纷并为法庭提供认证证据。为了给攻击者增加去除水印的难度,目前大多数水印制作方案都采用密码学中的加密体系来加强,在水印嵌入、提取时采用一种密钥,甚至几种密钥联合使用。水印嵌入和提取的一般方法如图1所示。 1.2视频数字水印设计应考虑的几个方面 水印容量:嵌入的水印信息必须足以标识多媒体内容的购买者或所有者。不可察觉性:嵌入在视频数据中的数字水印应该不可见或不可察觉。 鲁棒性?押在不明显降低视频质量的条件下,水印很难除去。 盲检测:水印检测时不需要原始视频,因为保存所有的原始视频几乎是不可能的。 篡改提示:当多媒体内容发生改变时,通过水印提取算法,能够敏感地检测到原始数据是否被篡改。 1.3视频数字水印方案选择 通过分析现有的数字视频编解码系统,可以将目前MPEG—4视频水印的嵌入与提取方案分为以下几类,如图2所示 (1)视频水印嵌入方案一:水印直接嵌入在原始视频流中。此类方案的优点是:水印嵌入的方法较多,原则上数字图像水印方案均可应用于此。
I 半脆弱水印算法研究 摘要:随着计算机及网络技术的飞速发展,数字图片传播和拷贝变得越来越方便。对数字图片的信息安全和版权的保护也成为迫切需要解决的实际问题。数字水印技术是保护知识产权的有效方法。载有水印的图片的完整性和所有权可通过由图片中提取出的水印证明,由此可防止数字图片被盗版或被篡改。为了实现数字水印信息的安全性、鲁棒性、不可感知性以及检测的准确性,论文进行了以下工作: (1)通过对水印信息使用Arnold变换进行置乱,实现了水印信息的安全性。 (2)通过修改中高频部分数据的方法嵌入水印,实现了水印信息的鲁棒性和不可感知性。 (3)通过使用两个不相关的伪随机序列嵌入水印,大大提高了检测的准确性。 关键词:数字水印;傅立叶变换;图像处理;信息安全
II The Research of Semi-fragile Watermarking Algorithm Abstract: It is more and more convenient to spread and copy digital images along with the network technology development, and it has become an urgent problem to be solved to protect the copyright and information security of digital images. Digital watermarking technology is an effective method to protect Intellectual Property. Integrity and ownership of the watermarked digital images are proved by the reliable evidences which are extracted from them as watermarks. Piracy and tamper can be avoided by watermark technology. In order to realize safety, robustness, imperceptibility of watermark and accuracy of detection, following works has been done in this paper: (1)Watermark information is processed by Arnold transformation which raises safety of the watermark. (2)Watermarks are embedded by modifying data in medium and high frequency parts of the image in FFT domain. Robustness and imperceptibility of the watermark is achieved. (3)Two irrelevant pseudo-random sequences which are used to embed watermarks into images are generated which improves accuracy of detection. Key words:Digital watermarking, Fourier transform, Image processing, Information security
数字水印的历史及国内外发展现状 一般认为,数字水印起源于古老的水印技术。这里提到的“水印”技术是指传统水印,即印在传统载体上的水印,如纸币上的水印、邮票股票上的水印等,将它们对着光照我们可以看到其中隐藏的图像。这些传统的“水印”用来证明其内容的合法性。大约700年前,纸水印便在意大利的Fabriano镇出现[1],这些纸水印是通过在纸模中加细线模板制造出来的。纸在存在细线的区域会略微薄一些,这样也会更透明一些。到了18世纪,在欧洲和美国制造的产品中,纸水印已经变得相当的实用了。水印被用作商标,记录纸张的生产日期,显示原始纸片的尺寸。大约也是这个时期,水印开始用于钱和其它文件的防伪措施。纸水印的存在既不影响美感,也不影响纸张的使用。中国是世界上最早发明造纸术的国家,也是最早使用纸币的国家。宋真宗在位时(公元998-1021年),四川民间发明了“交子”[2]。交子正面都有票人的印记,有密码画押,票面金额在使用时填写,可以兑换,也可以流通。可以说交子上的印文既包含水印技术也包含消隐技术。 事实上,正是由于纸张水印和消隐技术的特性才真正地启发了在数字环境下水印的首次使用。数字水印的产生最早可追溯到1954年,它的产生源于对数字产品的保护。在1954年,Muzak公司的埃米利.希姆布鲁克(Emil Hembrooke)为带有水印的音乐作品申请了一项专利。在这项专利中,通过间歇性地应用中心频率为1kHz的窄带陷波器,认证码就被插入到音乐中。该频率上能量的缺失表征使用了陷波滤波器,而缺失的持续时间通常被编码为点或长划,此认证码使用了莫尔斯电码。此系统被Muzak公司用到了1984年前后[3]。1961年美国专利局这样描述了该项发明: 此发明使对音乐作品进行确证成为可能,从而制定出了一个防止盗版的有效途径,这也可以比作纸币中的水印。 从那时起,人们开始发展大量的水印技术并由此展开了各种各样的应用,人们对于嵌入信号的兴趣就这样持续了35年,此期间水印被应用于广告认证和设备控制上。例如,在1979年,Szepanski[4]描述了一种机械探测模式,它可以用在文件上起到防伪效果。九年后Holt等人[5]阐述了一种在音频信号中嵌入认证码的方法。但这时的数字水印只是作为一种版权认证的工具,并没有成为一门科学。直到20世纪90年代初期,数字水印才作为一个研究课题受到了足够的重视。1993年A. Z. Tirkel等所撰写的“Electronic water mark”[6]一文中首次使用了“water mark”这一术语。这一命名标志着数字水印技术作为一门正式研究学科的诞生。后来二词合二为一就成为“watermark”,而现在一般都使用“digital watermarking”一词来表示“数字水印”。现在我们所说的“水印”一般指的都是数字水印。 数字水印技术自93年被提出以来,由于其在信息安全和经济上的重要地位,发展较为迅速,世界各国的科研机构、大学和商业集团都积极的参与或投资支持此方面的研究。如美国财政部、美国版权工作组、美国洛斯阿莫斯国家实验室、美国海陆空研究实验室、欧洲电信联盟、德国国家信息技术研究中心、日本NTT信息与通信系统研究中心、麻省理工学院、南加利福尼亚大学、剑桥大学、瑞士洛桑联邦工学院、微软公司、朗讯贝尔实验室等都在进行这方面的研究工作。IBM公司、日立公司、NEC公司、Pioneer电子公司和Sony公司等五家公司还宣布联合研究基于信息隐藏的电子水印。 国际学术界陆续发表了许多关于数字水印技术方面的文章,几个有影响的国际会议(例如IEEE,SPIE等)及一些国际权威学术期刊(例如Signal Processing等)相继出版了有关数字水印技术的专题。1996年5月,国际第一届信息隐藏学术讨论会[10](International Information Hiding Workshop, IHW)在英国剑桥牛顿研究所召开,至今该研讨会已举办了五
基于数字水印技术的文件水印设计与 实现 Files Watermark Based on Watermarking Design and Implementation
摘要 自从互联网诞生以来,信息技术高速发展,网络应用越来越普及,信息化的社会已经呈现出越来越广阔的前景,全球迅猛发展的Internet网络给世界经济带来了新的商机,数字技术提供了与原作品同样精美的复制品,但同时使得网络作品的版权保护问题日益突出。对数字产品的版权保护追在眉睫,数字水印便应运而生,数字水印是近年来出现的数字产品版权保护技术。可携带有版权信息和认证信息,保护数字产品的合法拷贝和传播是当前国际学术界的研究热点。 本文首先介绍信息系统的现状,接着介绍数字水印相关理论,从古隐写术出发,缓缓引出数字水印技术,阐述其分类及特点,并按各种数字水印技术的特点的不同,分析比较几种主流数字水印的解决方案,讨论其中最适的应用,并通过给出一种简单的数字水印解决方案示例,更直接的阐述数字水印技术,最后提出了数字水印下一步的发展方向。 关键词:数字版权保护数字水印
Abstract Since the birth of the Internet, information technology has rapid developed and network applications is becoming increasingly popular. New commercial opportunity is emerged with Internet expanding all over the world. With the development of the digital technology, copyright protection of the digital multimedia has to be solved. Information-oriented society has been showing broad prospects, but information security issues also have been becoming increasingly prominent. One of that is the digital copyright issuesa. Copyright protection for digital products, chasing around the corner, digital watermarking is copyright protection technology for digital products in recent years. Carrying copyright informati- on and authentication information, the protection of legitimate copying and dissemination of digital products are the research focus of the international academic community. This paper first introduces the status of information systems, and then introduces digital watermarking theory, ancient steganography starting slowly leads to the digital watermarking technology on its classification and characteristics of the different characteristics of the press a variety of digital watermarking technology, analysis and camparison of kinds of mainstream digital watermarking solutions, discussion of which the most suitable applications, and by giving a simple digital watermarking solution for example, more direct exposition of digital watermarking technology, and concludes with the future direction of development of the digital watermarking. Key words: protection for digital copyright digital watermarking
本科生毕业论文(设计) 题目数字水印在防伪印刷中的应用 姓名学号 院系印刷学院 专业印刷工程 指导教师职称讲师 2014 年5 月31 日 曲阜师范大学教务处制
目录 摘要 (1) 关键词 (1) Abstract (1) Key words (1) 引言 (1) 1 数字水印技术 (1) 1.1数字水印的基本模型 (2) 1.2 数字水印的分类 (3) 1.3 数字水印特征 (4) 1.4 数字水印的应用领域 (4) 2 防伪印刷 (5) 2.1 防伪印刷技术 (5) 2.2 防伪印刷技术的分类 (5) 2.3 常见印刷品的防伪方法 (5) 2.3.1 雕刻凹版印刷与防伪 (5) 2.3.2 防伪标识 (5) 2.3.3 防伪水印纸 (6) 2.3.4 防伪纸张 (6) 2.3.5 防伪油墨 (6) 2.3.6 条形码防伪技术 (6) 2.3.7 电码防伪标识及电话识别系统 (6) 3 数字水印在防伪印刷中的应用 (6) 3.1 数字水印应用在印刷防伪中的原理及方法 (7) 3.1.1 数字水印应用在印刷防伪中的原理 (7) 3.1.2 数字水印应用在印刷防伪中的方法 (7) 3.2 数字水印应用于防伪印刷的几种算法 (7) 3.3 数字水印应用于防伪的特点分析 (8) 3.4 数字水印在印刷防伪中的应用实例 (8) 4 总结 (9) 致谢 (10) 参考文献 (10)
数字水印在防伪印刷中的应用 印刷工程苑蒙 指导教师焦春燕 摘要:通过对印刷品防伪应用现状的分析,简单介绍了印刷品防伪分类及方法。与其它印刷品防伪技术相比较,数字水印技术应用于印刷品防伪方面成本低、实现简单,是一项对传统印刷品防伪技术的有意义的发展和改进。因此此篇论文主要从数字水印技术的防伪原理、一般模型和分类等方面研究了数字水印技术,给出了印刷品防伪中数字水印的嵌入、检测和提取模型。并结合印刷的防伪要求提出了几种应用于印刷防伪的数字水印防伪技术实例。最后分析了印刷中数字水印防伪存在的问题,并对其应用前景做出展望。 关键词:数字水印印刷防伪水印算法 Implications of Watermark Technology in the Field of Print-materials Security Student Majoring in Graphic Arts Yuan Meng Tutor Jiao Chunyan Abstract: Through analyzing the current situation of printing anti-counterfeiting application, simple introduces the traditional print anti-fake method,Compared to other frogery prevention techniques, the porposed techniques can decrease the cost of production and be completed easily. It is a significative try to introduce digital watermark technique in presswork forgery prevention field. Mainly from the security principles, general model and classification of digital watermarking technology studying and giving digital watermark embedding, detecting and extracting model in the anti-counterfeiting. Combining with the anti-counterfeiting printing requirements put forward several examples of digital watermark applied to anti-counterfeiting printing, and analyzed the problems existing in the digital watermark applied to anti-counterfeiting printing, and prospects of its application to make paper. Key words: digital watermarking; anti-counterfeiting printing; watermarking algorithms 引言近年来,信息技术发展越来越迅速,高性能的扫描仪和高精度激光打印机已得到广泛的应用,票据、证件、货币以及产品外包装等印刷品的篡改和伪造变得非常容易。我国市场上假冒伪劣商品泛滥,严重侵害了生产者和消费者的利益。据中国防伪技术协会预测,在未来几年,防伪产品的市场每年会超过300亿元[1]。印刷品防伪问题的重要性不言而喻。传统的印刷防伪技术容易被伪造者掌握,而且成本高。数字水印作为一种优越性的技术迎合了时代的需要,在解决数字产品的侵权问题方面提供了一种有效的解决途径,已成为一个热门的研究课题。 1数字水印技术 数字水印是指用信号处理的方式在数字载体中嵌入一个可感知或不可感知的难以去除的标识信息或是通过修改特定的区域、结构等位置进行间接表示,在不影响原有对象可用性,不容易被察觉的前提下来确定数字产品的所有权或检验数字内容的原始性。迄今为止是惟一可以跨媒体应用的信息安全与防伪技术嵌入的水印信息要通过专门的软件和设备提取检测出来[2]。它充分弥补了数字标签技术、数字签名技术以及加密-解密技术等技术的不足。成为当今解决数字产品知识产权问题的最有效和最有潜力的技术,
数字水印技术研究
数字水印技术研究 摘要 伴随着计算机网络的发展,信息媒体的数字化为信息的存取提供了巨大的便利,显著提高了信息表达的效率和准确性。但是同时也带了了一些负面影响,一些别有企图的个人和团体在没有得到原作者的同意的情况下复制和传播有版权的数据文件或作品。所提数字媒体的信息安全、知识产权保护和认证等问题变得日益突出,变成一个急需解决的议题。密码技术是信息安全技术领域的的主要传统技术之一,但是此方法有缺点:一是加密后的文件因不可理解性从而妨碍信息的传播。而是一旦被解密后,文件就不再受保护。所以需要一种代替技术或者是对密码学进行补充的技术,这是,数字水印技术被提出了。 数字水印技术是一种可以在开放网络环境下保护版权和认证来源及数据完整性的新兴技术,原作者的创作信息和个人标致通过数字水印系统以人所不可感知的水印形式嵌入在多媒体中,从而使人们无法从表面上感知水印,只有专用检测器或软件才可以检测出隐藏的数字水印。水印的存在要以不破坏原本数据的欣赏价值、实用价值
1数字水印的特点 (5) 2.2按水印所附载的媒体划分 (7) 2.3按检测过程划分 (8) 2.4按内容划分 (8) 2.5按用途划分 (9) 2.6按水印隐藏的位置划分 (9) 3数字水印的特性 (10) 3.1隐蔽性 (10) 3.2鲁棒性 (10) 3.3抗窜改性 (11) 3.4水印容量 (11) 3.5安全性 (11) 3.6低错误率 (12) 4典型数字水印算法 (12) 4.1空域算法 (12) 4.2PATCHWORK算法 (12) 4.3变换域算法 (13)
4.3.1基于离散余弦变换的数字水印 (14) 4.3.2基于离散小波变换的数字水印 (16) 4.4压缩域算法 (17) 4.5NEC算法 (19) 4.6生理模型算法 (19) 5数字水印应用领域 (20) 5.1数字作品的知识产权保护 (21) 5.2商务交易中的票据防伪 (22) 5.3证件真伪鉴别 (22) 5.4声像数据的隐藏标识和篡改提示 (23) 5.5隐蔽通信及其对抗 (23) 1数字水印的特点 作为数字水印技术基本上具有下面几个方面的特点: 1.1安全性:数字水印的信息应是安全的,难以篡改或伪造,同时,应当有较低的误检测率,当原内容发生变化时,数字水印应当发生变化,从而可以检测原始数据的变更;当然数字水印同样对重复添加有很强的抵抗性。
1. 引言 1.1 数字水印技术提出的背景 二十一世纪是数字时代,通信技术的迅速发展和计算机网络的普遍运用,使人们可以通过互联网收发信息,可以随时上传自己创作的数字图象、音乐、视频等作品,可以进行学术交流。 然而,也正是由于网络的这种便捷性、传播迅速的优点使其很容易被非法拷贝,导致数字产品的版权、完整性、有效性得不到保证,严重损害了创作者的利益。而一些具有特殊意义的数字信息,如涉及司法诉讼、政府机要等信息,更是遭到了不法分子地恶意攻击和随意篡改等,这一系列问题给当今科学家带来了巨大挑战。 基于以上类似问题,数字水印技术可以说是信息时代的特有产物,是一种可以在开放网络环境下保护版权和认证来源及保障信息完整性的新型技术,在音频、图像、视频制品中迅速得到广泛的研究和发展。 1.2 数字水印的基本特点 数字水印是加在数字图象、音频或视频中的微弱信号,这个信号是人们能够建立产品所有权、辨认购买者或提供数字产品的一些额外信息。具体说来,它们都具有以下共同的特征: 1. 不可感知性 对于数字水印的嵌入,应该对观察者没有视觉障碍,理想情况应该是水印图像与原始图像没有丝毫差别。 2. 鲁棒性 鲁棒性是指一个数字水印能够承受攻击的能力,一般来说数字水印方法是针对特定的攻击进行设计。 3. 安全性 水印技术的安全性是其最重要的特性,由于它的商业性,其算法必须公开,算法的安全性完全取决于密钥,而不对算法进行保密。 4. 计算复杂度 不同应用中,对于水印的嵌入算法和提取算法的计算复杂度要求是不同的,复杂度直接与水印系统的实时性相关。 5. 水印容量
水印容量是指载体数据字中可嵌入水印信息位的多少,可以从几兆到几个比特不等。 1.3 数字水印的应用]1[ 数字水印是以不可感知的方式嵌入到数字信息中的,总体来说它有以下应用:数字产品产权保护 这是数字水印最广泛的应用,将秘密的数字信号嵌入到有价值的数字文件中,这些数字信号是产权的标识,在不破坏数字文件的情况下不能被盗版者出去,起到了保护产权的作用。 1. 数据库标识 有时一些文件中提示数据的标识信息往往比文件本身更重要或者一些音像文件需要将说明注释(如字幕等)与音像本身结合起来,这就可以通过数字水印技术加以解决。 2. 文件内容鉴定 水印技术在鉴定数据建立者和鉴别数据内容有着特殊的运用,目的是检测数据是否被修改过或是否经过特殊的处理。 3. 系统升级 日常生活中常常涉及到旧装系统升级情况,这可以通过将“增强层”嵌入到所发送的数据中来给传统的信号发射系统升级。 4. 商务交易中的票据防伪 随着高质量图像输入输出设备的发展,使得货币、支票以及其他票据的伪造变得更加容易。目前,美国、日本以及荷兰都已开始研究用于票据防伪的数字水印技术。 5. 媒体侦破 这一运用的目的是提取对原始信号进行处理过的信息。例如,鉴定方法可以发现一幅图像被篡改过,但无法发现是怎样篡改的。媒体侦破技术就可以指出图像的哪部分被篡改了,指出被插入到原图像中的新对象等等。 1.4 数字水印技术的研究动态 随着多媒体技术和因特网技术的迅猛发展,一系列有关产权保护和信息安全的问题等亟待人们解决。数字水印技术便是二十世纪九十年代初出现的为解决这些问题的一门崭新的技术,也是近几十年来国内外专家和学者研究的一大热点。
数字水印算法列举 湖南科技大学计算机科学与工程学院 ①基于LSB 的数字水印方案(空间域、不可逆、不可见和盲检测) 嵌入步骤: (1)先把水印信息转化为二进制比特流I。 (2)根据I的长度生成密钥K,并且严格保存。密钥K是对图像载体像素位置的一个映射。 (3)把I中的每一位依次根据密钥K,置换掉原始载体图像中相应位置的像素最后一位。提取步骤: (1)根据严格保存的密钥K遍历嵌入了水印的图像中的相应像素,提取出最后一位。 (2)将提取出来的每一位重新组合成水印信息。 ②基于差分扩展的数字水印方案(变换域、可逆、不可见和盲检测) 嵌入步骤: (1)将图像M分成像素点对(x,y),将水印信息转化为二进制比特流,比特流的每一位用m 表示。 (2)根据水印信息比特流的长度随机生成信息的嵌入位置k作为密钥信息严格保存。(3)对图像M计算均值l和差值h:?????-=+=y x h y x floor l 2((floor表示向下取整) (4)将水印比特信息m以差值扩展的方法嵌入到差值h中:m h h +?='2(5)将得到的h '代入(3)中,得到新的图像像素对,形成嵌入秘密信息后的图像C。提取步骤: (1)将图像C分成像素点对(x,y),读入密钥信息K。 (2)将图像C依旧按照嵌入步骤中的(3)式计算均值l和差值h。 (3)根据密钥k找到相应位置,提取差值h的最后一位比特信息m,再将差值h进行变换得到1>>='h h 。 (4)将提取到的比特信息m进行组合可以恢复水印信息,将得到的h '代入嵌入步骤的(3)中计算新的图像像素对可以恢复原始图像载体M。 ③基于直方图修改的数字水印算法(空间域、可逆、不可见和盲检测) 嵌入步骤:(1)找到直方图的零点z和峰值点p,将z v p <<的像素值v自加1。 (2)漂移后的直方图v=p处即为嵌入水印的位置,将水印信息转化为二进制流并记为k,按顺序嵌入,即k v v +=';(3)得到的由像素值v '组成的图像就是嵌入秘密信息后的图像。同时p、z以密钥的形式保存。 提取步骤: (1)读取密钥,得到p、z的值。 (2)遍历图像的每个像素,当像素v=p时,提取信息0并保持数据不变;当v=p+1时,提取信息1并将数据减1。 (3)当v
z时,数据保持不变;当p-1 2010,46(26)1引言 矢量数字地图具有高精度、自动化处理以及无损缩放等传统纸质地图无法比拟的优点,并且易于存储、易于发布,然而,数字化存储的地图数据是极易被编辑篡改的,并造成严重的后果。比如用于军事目的的地图和海图显然不容篡改,即便是一般的航海用图,由于有可能作为判断事故责任的法律依据,为保证其效力,也是不容随意改动的[1]。因此,在很多场合,需要对地图数据的完整性(也称真实性)进行验证,明确地知道数字地图是否被修改过,甚至还希望知道数字地图数据的哪些部分被篡改了。 2数字水印技术 数据完整性是指数据本身的真实性,即数据是否经过篡改。目前,数字媒体内容完整性认证方案主要有两种:一种是通过传统的密码学认证方法,另一种则是利用数字水印技术。 传统的密码学认证方法用来验证数据的完整性,已经发展得非常成熟。它把所有的数据当作二进制比特流,然后计算该比特流的哈希散列值并产生消息认证码,或者用非对称 密码加密哈希值而产生数字签名,最后把它附加在原来消息的末尾并一起传送出去。在传输过程中,任何比特的改变都可能导致认证失败。传统的密码学认证方法有安全性较高的优点,但它无法确定窜改的位置和程度,另外,消息认证码或数字签名与原始数字媒体捆绑在一起存储或传输,由于消息认证码或数字签名独立于数字媒体数据而存在,因此其很容易被删除。 所谓数字水印技术就是在数字媒体中嵌入一些特定的信息,以达到确认内容创建者、购买者或认证内容是否真实完整的目的。就用途而言,数字水印一般可分为:用于版权保护的鲁棒数字水印和用于防篡改的脆弱数字水印。鲁棒数字水印必须很难去掉,能抵抗普通数据处理或恶意篡改,而脆弱数字水印则具有对数字媒体少许的改动就会导致提取的水印与原始水印不同的特性,利用这一特性可以鉴定数字媒体是否被篡改,从而辨别真伪。因此,脆弱数字水印可被用于数字媒体的认证和完整性保护。脆弱数字水印用于认证和完整性保护,其优点是不需要在原始数字媒体后额外地附加认证信息,水印可以离散地分布到数字媒体的各个部分,提高了攻击难 用于矢量地图完整性验证的脆弱数字水印算法 郑良斌,贾玉禄,王群 ZHENG Liang-bin ,JIA Yu-lu ,WANG Qun 中国地质大学,北京100083 China University of Geosciences ,Beijing 100083,China E-mail :zlb@https://www.wendangku.net/doc/0f17360585.html, ZHENG Liang-bin ,JIA Yu-lu ,WANG Qun.Fragile digital watermark used to verify integrity of vector https://www.wendangku.net/doc/0f17360585.html,puter Engineering and Applications ,2010,46(26):99-101. Abstract :The method of integrity authentication for vector maps are described at fist ,then digital watermarking for vector digital are introduced.Finally ,a fragile watermarking algorithm for vector maps is proposed ,which is based on that the vec-tor map is divided into a series of smaller subareas ,and watermarking information is embedded in this subareas.The extrac-tion procedure not only verifies integrity of the watermarked vector map ,but also locates modification.The watermarked vec-tor map can be used for its data that has been modified slightly ,and the original vector map can be restored by extraction procedure for special application. Key words :vector map ;fragile watermarking ;integrity 摘 要:分析了矢量地图内容完整性认证的常用方法及矢量地图数字水印研究现状,提出将矢量地图分块,以数据块为计算单 位,将水印信息嵌入在矢量地图数据中,不仅能验证矢量地图的完整性,还能将篡改的定位能力精确到数据块,嵌入了水印信息的矢量地图仍有使用价值,在对数据精度要求极高的情况下,可以通过数据完整性验证提取出原始矢量地图数据,更好地满足一些特殊应用的需求。 关键词:矢量地图;脆弱数字水印;完整性DOI :10.3778/j.issn.1002-8331.2010.26.031 文章编号:1002-8331(2010)26-0099-03 文献标识码:A 中图分类号:TP393 基金项目:教育部科学技术研究重点项目(No.107129)。 作者简介:郑良斌(1972-),男,讲师,博士研究生,主要研究领域为空间数据共享及集成技术、信息安全;王群(1955-),男,教授,博士生导师。收稿日期:2009-02-25 修回日期:2009-04-01 Computer Engineering and Applications 计算机工程与应用 99 数字水印研究现状 摘要: 数字水印技术是一种新兴的信息隐藏技术,其具有隐蔽性、鲁棒性、可证明性和脆弱性。本文对数字水印技术进行具体了解,介绍了数字水印的特性,典型算法,数字水印的攻击方式和数字水印的应用领域。 关键字:数字水印信息隐藏数字水印攻击版权保护 1.介绍 数字水印(Digital Watermarking)技术是将一些标识信息(即数字水印)直接嵌入数字载体当中(包括多媒体、文档、软件等)或是间接表示修改特定区域的结构,不影响原载体的使用价值,不容易被探知和再次修改。数字水印可以被生产方识别辨认。通过这些隐藏在载体中的信息,可以达到确认内容创建者和购买者、传送隐秘信息或者判断载体是否被篡改等目的。数字水印是实现版权保护的有效办法,是信息隐藏技术的一个重要研究方向。 2.数字水印的特性 2.1 隐蔽性 在数字作品中嵌入数字水印后,不会引起明显的质量下降,也不易被发现,即便采用统计的方法也不能提取或证明水印的存在。在图像中嵌入水印,在视觉上是不可见的,不会影响图像的质量。 2.2 鲁棒性 嵌入数字水印后的原始数据在经历一系列有意无意的数据处理(如:A/D和D/A转换、重采样、滤波、有失真压缩、图像旋转、剪切、缩放、平移等)后出现失真时,水印仍能保持完整性和准确的可鉴别性;如果只知道部分数字水印信息而又试图去除或破坏数字水印则会导致原始数据严重降质而不能被使用。数字水印的这一特性在版权保护方面具有重要作用。 2.3 可证明性 数字水印可以使已经注册用户的号码、产品标识或者其他有意义的图文等嵌入到宿主数据中,需要时将其提取出来,判断数据是否受到保护,并监视被保护的数据的传播及非法复制,进行真伪鉴别,为受到保护的产品的归属提供可靠的证明,从而避免所有权的纠纷,保护合法的利益。 数字图像处理论文 姓名:郑婷婷 专业:电子通信工程 2011年 6 月 12 日 数字水印技术:概念、应用及现状 一、引言 随着信息时代的到来,特别是Internet的普及,信息的安全保护问题日益突出。当前的信息安全技术基本上都以密码学理论为基础,即将文件加密成密文,使非法用户不能解读。但随着计算机处理能力的快速提高,这种通过不断增加密钥长度来提高系统密级的方法变得越来越不安全。 另一方面,多媒体技术已被广泛应用,需要进行加密、认证和版权保护的声像数据也越来越多。数字化的声像数据从本质上说就是数字信号,如果对这类数据也采用密码加密方式,则其本身的信号属性就被忽略了。最近几年,许多研究人员放弃了传统密码学的技术路线,尝试用各种信号处理方法对声像数据进行隐藏加密,并将该技术用于制作多媒体的“数字水印”。 二、数字时代的密写术—数字水印 数字水印(Digital Watermark)技术是指用信号处理的方法在数字化的多媒体数据中嵌入隐蔽的标记,这种标记通常是不可见的,只有通过专用的检测器或阅读器才能提取。数字水印是信息隐藏技术的一个重要研究方向。 嵌入数字作品中的信息必须具有以下基本特性才能称 为数字水印:1、隐蔽性:在数字作品中嵌入数字水印不会引起明显的降质,并且不易被察觉。2、隐藏位臵的安全性:水印信息隐藏于数据而非文件头中,文件格式的变换不应导致水印数据的丢失。3、鲁棒性:所谓鲁棒性是指在经历多种无意或有意的信号处理过程后,数字水印仍能保持完整性或仍能被准确鉴别。 数字水印技术的基本思想源于古代的密写术。人类早期使用的保密通信手段大多数属于密写而不是密码。然而,与密码技术相比,密写术始终没有发展成为一门独立的学科,究其原因,主要是因为密写术缺乏必要的理论基础。如今,数字化技术的发展为古老的密写术注入了新的活力,也带来了新的机会。尤其是近年来信息隐藏技术理论框架研究的兴起,更给密写术成为一门严谨的科学带来了希望。毫无疑问,密写技术将在数字时代得以复兴。 三、数字水印的分类 数字水印技术可以从不同的角度进行划分。 1.按特性划分 按水印的特性可以将数字水印分为鲁棒数字水印和脆弱数字水印两类。鲁棒数字水印主要用于在数字作品中标识著作权信息,如作者、作品序号等,它要求嵌入的水印能够 数字水印技术研究 摘要:数字水印技术作为信息安全、版权保护和信息认证的有力工具,已得到了广泛的关注和发展。本文介绍数字水印技术的原理与模型,分析水印技术的典型算法,阐述数字水印技术的应用与研究及其发展前景。 关键词:数字水印;信息安全;版权保护;稳健性 一、引言 随着计算机网络技术和通讯技术的发展,为数字化的媒体信息(文本、图像、音频、视频等)的存取、交换提供了极大的便利。迅速兴起的Internet以电子印刷出版、数字图书馆、网络视频和音频、电子商务等新的服务和运作方式为商业、科研、娱乐等带来了许多机会。随之而来的副作用是盗版者大量地复制及传播未经授权的数字产品内容,出于利益的考虑,数字产品的版权所有者迫切需要解决知识产权保护的问题。有数据显示,美国电影行业协会(MPAA)估计,盗版使美国电影业的年收入减少了25亿美元,美国唱片工业协会(RIAA)则估计全球每年因盗版而造成的损失高达50亿美元。 传统的版权保护系统多采用密码技术,依靠密码学技术对数字产品进行加密,只有合法用户(或授权用户)才拥有密钥,从而保证数字产品的安全。但是,这一方案存在一个重要问题,所加密的数字产品在解密后,没有有效的手段来保证其产品不被非法拷贝、再次传播和盗用,为了防止这种情况的发生,人们提出了新兴的概念——数字水印(digital watermarking)。数字水印技术是目前信息安全技术领域的一个新方向,是作为传统版权保护系统的有效补充手段,是一种可以在开放的网络环境下保护版权和认证来源及完整性的新技术,是信息安全和版权保护的最后一道防线,引起了人们的高度重视,许多大学和国际科研机构正投身于研究之中,已成为信息安全领域的一个研究热点。 二、数字水印技术原理 1、数字水印的定义和基本特点: 数字水印是指永久镶嵌在其他数据(宿主数据)中的具有可鉴别性的数字信号或模式,并且不影响宿主数据的可用性[1]。而水印信号是一种特制的数字标记,一般包含版权所有者的标记或代码,以及能证实用户合法拥有数据的用户代码等基木信息,将它嵌入到数字图像、声音、视频等数字产品中,由此来确定版权拥有者、认证数字内容来源的真实性、识别购买者、提供关于数字内容的其他附加信息、确认所有权认证和跟踪侵权行为。 数字水印有以下特点:1)不可见性,也称透明性,指的是利用人类视觉系统HVS (Human Visual System)或人类听觉系统HAS (Human Audio System)属性,嵌入水印后图像无明显降质现象且水印在视觉或听觉上不可感知;2)稳健性,也称健壮性或鲁棒性,指数字水印应有抵御图像压缩、滤波、量化与增强、几何失真等外界攻击的能力;3)可证明性,即水印应能为受到版权保护的信息产品的归属或来源提供完全和可靠的证据,水印算法识别被嵌入到保护对象中的所有者的有关信息,并在需要的时候将其提取出来,并能够监视被保护对象的传播、真伪鉴别以及非法拷贝控制等;4)安全性,主要指水印不易被复制和伪造,能抵抗非法拦截和破解,即使受到非法攻击,仍能以极低的误差率进行检测和识别。其中,鲁棒性和不可见性是数字水印系统的两个重要特性,且是一对矛盾的特性,在算法设计上常常需要折衷考虑这两个方而特性的要求。 2、数字水印系统的理论模型 通用的数字水印系统包含两个基本的模块,即一个水印嵌入和一个水印提取(也称为水印检测系统),数字水印嵌入的一般过程基本框架如图1所示[2]。用于矢量地图完整性验证的脆弱数字水印算法
数字水印研究现状
数字水印技术研究与报告分析
数字水印技术研究