数字指纹技术的攻击方法概述

数字指纹技术的攻击方法概述

作者：SFG 出处：SFG

1引言

近年来，信息技术的迅猛发展及以其为基础的电子商务的广泛应用，使各类文字、图片、影视等作品通过网络的传播范围空前扩大，为创作者和发行商带来了新机遇。但同时，人们也很容易对以数字形式存在的产品进行非法拷贝和分发，如何对数字化产品进行版权保护已成为信息时代版权保护的核心问题之一。数字水印技术和数字指纹技术是近几年发展起来的新型数字版权保护技术。比较而言，数字水印是向数字产品中嵌入版权拥有者的一些信息，当发生争议时能够有效确认出版权归属，对相同的作品嵌入的水印信息是相同的。而数字指纹是在原产品中嵌入与用户有关的信息，产品提供者（也称发行商）能够根据该信息对非法用户进行跟踪。嵌入的内容对不同购买者是不同的，数字指纹技术具有广泛的应用环境和广阔的应用前景。数字指纹是版权保护的一种重要手段，也属于信息隐藏的一部分。它是将不同的标志性识别代码——“指纹”，利用数字水印技术嵌入到电子产品中，然后发给每个用户。发行商发现盗版行为后，就能通过提取盗版产品中的这一指纹，确定非法复制的来源，对盗版者进行起诉，从而起到版权保护的作用。

2基本概念和模型

数字指纹技术的基本模型主要由两个模块组成，一是用于向载体图像中嵌入指纹并对掩蔽图像进行分发的数字产品分发模块；另一部分是实现对非法分发者进行跟踪并审判的数字产品追踪模块。数字指纹技术的基本模型[1]见图1。

（1）数字产品分发模块。其建立在数据分发体制下，实现数字产品的指纹嵌入和数字产品的分发。该模块包括数字指纹的编码、嵌入及分发。其中，指纹的编码是对原始指纹数据进行处理，以提高数据的安全性和抗合谋能力；指纹的嵌入是以一定的规则，向载体的时域或变换域系数中引入误差，从而实现指纹信息的成功隐藏；指纹的分发是将掩蔽图像授权于注册用户。

（2）数字产品追踪模块。其建立在盗版跟踪体制下，实现盗版数字产品中的指纹提取和盗版者跟踪。该模块包括指纹的提取、译码、跟踪及审判。其中，指纹的提取是按照一定的规则，根据掩蔽载体中的误差，从中提取出指纹数据；指纹的译码是将提取出的指纹数据恢复成可理解的数字指纹信息；指纹的追踪及审判是根据数字指纹信息，依靠协议和法律对盗版者进行判定和惩罚。

3数字指纹的攻击手段

指纹攻击手段和数字指纹系统抗攻击方法是矛盾的对立统一的两个方面。不断地分析和研究指纹攻击手段，有助于我们更加深入地发现并认识指纹系统的缺点和不足之处，从而改进算法、协议及系统设计方法，进一步完善和提高系统的性能。

数字指纹系统可能受到的攻击主要分为两类：一类是单个用户对其指纹拷贝进行数字图像操作或恶意攻击，以删除指纹或将指纹变成其它用户的指纹，这样的攻击我们称之为单用户攻击，这类攻击与数字水印系统遭受的攻击相同；另一类是多个用户的合谋攻击手段，由于指纹系统为每个用户分配一个惟一的指纹，从而每个用户获得的掩蔽图像存在细微的差别，几个用户联合起来可以产生一个新的带有秘密信息的掩蔽图像，这里的秘密信息可能是一个没有参与合谋者的指纹，也可能是一个乱码。下面分别对这两类攻击进行介绍。

3.1单用户攻击

单用户攻击是指单个用户通过对其拥有的数字产品进行各种操作，以期去掉数字产品中的指纹或者将指纹转换成其它用户的指纹，这时数字指纹系统和数字水印系统所遭遇的攻击基本相同，一般来说攻击方法可以分为三类[2] [3] [4] [5]：去除攻击（Removal Attack）、同步攻击（Synchronization Attack）、协议攻击（Protocol Attack）。

（1）去除攻击。也称为稳健性攻击，其目的是从数字产品中去除掉指纹（水印），并且不影响数字产品的正常使用。这类攻击大体可分为两类：信号处理攻击和分析攻击。信号处理攻击包括一些基本的信号处理操作，如去噪、有损压缩、量化、重新调制、滤波、颜色校正等；分析攻击也称直接攻击，包括在指纹（水印）的嵌入和检测提取阶段采用特殊方法来擦除或减弱产品中的指纹（水印）。

（2）同步攻击。也称为表达攻击，它不需要利用算法来去除数字产品中指纹（水印），而是试图通过对掩蔽载体做各种修改以使得检测器失效，破坏了载体与指纹（水印）的同步性。这类攻击主要包括几何失真攻击（Geometrical Distortion Att ack）、马赛克攻击（Mosaic Attack）、抖动攻击（Jitter Attack）、Oracle攻击。其中，几何失真攻击（几何攻击）由于简单易行，是较为常见的一类攻击，主要包括旋转（Rotation）、缩放（Scaling）、平移（Translation）、剪切（cropping）、图像反转等。其中，旋转、缩放、平移简称为RST。

（3）协议攻击。它使检测器的结果错误或不明确，从而不能惟一地确定版权所有，引起版权纠纷。协议攻击主要包括解释攻击（Interpretation Attack）和拷贝攻击（Copy Attack）。解释攻击又称为死锁攻击，它通过伪造假的原始数字产品或掩蔽载体来制造混乱，从而任何人可以声明其对产品的所有权，导致版权争议。拷贝攻击是从掩蔽载体中估计出指纹或水印，并将估计的内容加入其它数字产品，破坏版权产品的合法性。

3.2合谋攻击

由于每个授权用户的数字产品都有微小的差异，部分用户可以联合起来篡改数据以达到去除指纹或陷害无辜用户的目的，我们称之为合谋攻击。合谋攻击的成功与否，不仅在于攻击后产生的新数字产品的变化程度，还在于数字指纹系统的追踪能力。研究数字指纹系统遭受合谋攻击时，一般Bone提出的嵌入假设为前提，假定各个指纹拷贝的嵌入位置相同。假设数字指纹系统的用户数为M，载体数据中供数据嵌入的N个位置上的数据值构成向量S，发行商为每个用户u(i)产生一个惟一的长度为N 的指纹W(i) ，i=1，2，...，M 。则嵌入指纹W(i) 的掩蔽载体中被修

4结束语

近五、六年来，数字指纹的研究得到了国外研究界的重视，并已获得部分成果；而在国内，据公开的资料看，数字指纹的研究尚未得到充分重视。整体看来，数字指纹的研究仍然处于起步阶段，其应用还有很大的局限性。然而，随着版权保护的不

断深入人心，数字指纹这一新型版权保护手段将会得到越来越多的重视。

我们提出以下几个在数字指纹攻击手段方面值得研究的方向：

（1）对数字指纹编码的若干理论问题的研究，包括满足某种特性（如IPP、TA）等特性的码字的有关界的问题。

（2）设计既有较好抗合谋攻击能力，又有较高实现效率的非对称指纹方案，或者在已有的具有较好抗合谋攻击能力的指纹编码方案（如文献[6] 中的编码方案）的基础上，设计能够有效实现的非对称指纹方案。

（3）和数字水印一样，在抵抗同步攻击方面，现存的数字指纹系统还有相当缺陷，在能抵抗一般攻击的基础上，设计能够抵抗同步攻击的数字指纹系统是十分必要的。

摘要：随着计算机网络、信息技术和电子商务的蓬勃发展，数字时代下的数字媒体版权保护成为一个急待解决的重要问题和热门研究课题，同时它还是信息隐藏技术发展的内在驱动力。数字指纹是信息隐藏中数字版权标识的一个主要技术，是一种重要的数字媒体版权保护手段。

关键词：数字媒体；信息隐藏；数字指纹

作为信息隐藏的一个重要分支、主要用于版权保护的数字指纹，其研究具有重要的意义。数字指纹是将不同的标志性识别代码——指纹，利用数字水印技术嵌入到数字媒体中，然后将嵌入了指纹的数字媒体分发给用户。发行商发现盗版行为后，就能通过提取盗版产品中的指纹，确定非法复制的来源，对盗版者进行起诉，从而起到版权保护的作用。

1 基本概念和模型

1.1 数字指纹的概念

通常来讲，数字指纹(Digital Fingerprinting)是指与用户和某次购买过程有关的信息。当发行商发现被非法分发行为时，可以根据该信息对进行非法分发的用户实现跟踪。

数字指纹体制主要由两部分构成，一部分是用于向拷贝中嵌入指纹并对带指纹拷贝进行分发的拷贝分发体制；另一部分是实现对非法分发者进行跟踪并审判的跟踪体制。往往上述两部分通过发行商、用户(还可能有登记中心、审判者等实体)之间的一系列协议实现，因此数字指纹体制也可以分为算法和协议两部分。其中，算法包括指纹的编码和解码、指纹的嵌入和提取以及拷贝的分发策略等内容，而协议部分则规定了各实体之间如何进行交互以实现具有各种特点的拷贝分发和跟踪体制(如实现用户的匿名性等)。

1.2指纹技术的分类

对于指纹技术的分类，可按下列特征进行：加入指纹的客体、检测的灵敏度、嵌入指纹的方法、生成的指纹，这四种分类并不相互排斥。

①基于客体的分类。基于客体的分类有两种：数字指纹(Digital Fingerprinting)和物理指纹(Physical Fingerprinting)。

②基于检测灵敏度的分类。基于对侵害的检测灵敏度，可把指纹分为：完美指纹、统计指纹和门限指纹。

③基于嵌入指纹方法的分类。基本指纹处理方法，如识别、删除、添加、修改等被作为另一种分类标准。

④基于指纹属性的分类。分为离散指纹(Discrete Fingerprinting)和连续指纹(Continuous Fingerprinting)，大部分物理指纹属于这种类型。

2数字指纹编码

由于数字指纹方案要对抗用户的合谋攻击，通常发行商会对用户的指纹进行编码，以增加该指纹方案的合谋容忍能力，这种编码称为合谋容忍编码。若一个数字指纹体制能够抵抗合谋攻击，则称该方案是合谋安全的(Collusion Secure)。指纹的合谋容忍编码通常包括两个部分：指纹的编码算法(生成带有用户指纹的拷贝)和跟踪算法(如何对非法用户进行跟踪)。指纹编码方案是指在一定假设下，将获得的与用户有关的信息按照一定的规则进行编码，生成具有一定抗攻击能力的码字的过程。跟踪方案则是指当发行商获得盗版拷贝时，运用一定的解码规则判断非法分发的过程。

好的指纹编码和跟踪算法是发行商能正确追踪到非法分发者的关键因素。每一个指纹编码方案都有相应的跟踪体制。从跟踪成功的概率来讲，指纹编码方案可以分为确定性跟踪和概率性跟踪方案。从码字的分布而言，可以分为连续指纹方案和离散指纹方案。

3数字指纹协议

数字水印技术研究主要关注一个算法在数字媒体中如何嵌入一串信息并能够完整地检测恢复。这一信息可以是发行商的名

称，也可以是任意的有特定意义的比特串。然而，仅有水印嵌入检测算法是不足以实现版权的保护，这时，需要一个完整的保护协议来规范商家和购买者之间的交易行为。既要保护商家的版权不受侵害，也要保护购买者的合法权益，于是，人们提出了数字指纹执行协议的概念。

数字指纹协议有比较大的适应性，在一定的前提下可以应用于各种类型的数字媒体。其基本思想是在分发给每个软件产品购买者的产品拷贝中加入唯一的数字指纹，当产品生产者发现侵权行为后，通过提取指纹信息来跟踪产品非法拷贝的源头对盗版者进行指控，从而达到版权保护和威慑的作用。

总之，信息隐藏及数字指纹技术作为一门新兴的边缘科学，它涉及到通信与信息理论、图像与语音处理、信号检测与估值、数据压缩技术、人类视觉与听觉系统、计算机网络与应用等多门学科知识。尽管近几年来在理论与应用中取得巨大的发展，但到目前为止尚未形成一个完整的理论体系，仍有许多问题等待解决。可以说，信息隐藏及数字指纹技术是一个充满活力但又有待开发的领域。

数字媒体技术导论-课后习题

数字媒体技术导论-习题参考答案 Chap1 P13~P14页 一填空题 1.传递信息的载体存储信息的的实体 2.感觉媒体表示媒体显示媒体存储媒体传输媒体 3.比特（bit） 4.数字化交互性趣味性集成性技术与艺术的融合 5.媒体技术 6.有损无损 7.加密技术数字水印技术 二简答题 1.略 2 . 数字媒体技术的研究领域有数字声音处理、数字图像处理、数字视频处理、数字动画处理、数字游戏设计、数字媒体压缩、数字媒体存储、数字媒体管理和保护、数字媒体传输技术等；应用开发领域主要有教育培训、电子商务、信息发布、游戏娱乐、电子出版、创意设计等。 Chap2 P34~P35页 1.模拟音频记录设备有： 机械留声机最早用来记录声音的机械式留声机； 钢丝录音机第一次用磁性记录的方式进行记录声音； 磁带录音机根据电磁感应定律把声音记录在磁带上，接着再用磁带进行还原。 模拟音频处理设备有： 话筒进行声音能量的收集； 音箱进行声音还原，将音频电流信号变换成声音信号； 模拟调音台具有多路输入，每路的声音信号可以单独被处理，如被放大，做高中低音的音质补偿，多路输出等功能。 2．第一步是采样，就是将话筒转化过来的模拟信号以某一频率进行离散化的样本采集。第二步是量化，将采集到的样本电压或电流值进行等级量化处理。 第三步是编码，将登记值变换成对应的二进制表示值（0或1），并进行存储。 3．1s内采样22 *1000次，双声道每次的数据量为16*2=32（bit），那么1min的总数据量为22*1000*32*60=42240000（bit）=42240000/1024 =41250（KB） 4. D 5. B 6. 略

指纹识别系统综述简介

指纹识别系统 1.1 指纹识别系统原理 指纹识别系统的组成原理。如图1-1所示。图中的学习模块负责采集用户指纹数据，对指纹图像进行预处理，提取这些指纹的特征，作为将来的比对模板存人数据库。而识别模块则负责采集和处理指纹图像，在提取特征后与数据库中的指纹模板进行比对，然后判断是否匹配．得出结论。整个系统的核心就是图像处理、特征提取以及指纹比对。 图1-1 1.2 指纹采集与指纹图像处理方法 目前，主要的指纹采集方法有两种：一种是光学采集器；另一种是用半导体传感器。光学采集器采集指纹是通过把手指沾上油墨后按在白纸上，然后用摄像机把图像转换为电信号。光学采集受外界干扰小、采集精度较高，但是数据量较大，因此处理时问较长。而对于半导体传感器来说，手指的温度、湿度对其测量结果有影响，但是数据量不大，处理比较方便。随着半导体技术的发展，半导体传感器的成本低、体积小、方便集成等优点逐步体现，它已逐步代替光学采集器。指纹鉴定过程的第一个阶段是指纹图像的采集阶段，也就是指纹模板的录A阶段。为了初步确定图像预处理方法，我们必须首先了解指纹传感器获得的图像的尺寸和质量。根据不同的指纹传感器，我们设计不同的方案进行图像采集，并将从各个图中提出特征点储存到数据库中，来产生“活模板”，为后面的指纹鉴定做准备。 指纹图像处理是整个指纹识别过程的核心。常见的指纹图像处理包括滤波增强、二值化、细化、提取特征点四个步骤。在采集指纹图像的过程中，由于采集环境，皮肤表面的性质，采集设备的差异等各种因素的影响，采集的图像会不同程度的受到各种噪声的干扰，从而影响了采集图像的质量。所以实际的指纹图像首先通过一个滤波增强来改善图像的质量，恢复

数字电路课程设计

数字电路课程设计 一、概述 任务：通过解决一两个实际问题，巩固和加深在课程教学中所学到的知识和实验技能，基本掌握常用电子电路的一般设计方法，提高电子电路的设计和实验能力，为今后从事生产和科研工作打下一定的基础。为毕业设计和今后从事电子技术方面的工作打下基础。 设计环节：根据题目拟定性能指标，电路的预设计，实验，修改设计。 衡量设计的标准：工作稳定可靠，能达到所要求的性能指标，并留有适当的裕量；电路简单、成本低；功耗低；所采用的元器件的品种少、体积小并且货源充足；便于生产、测试和维修。 二、常用的电子电路的一般设计方法 常用的电子电路的一般设计方法是：选择总体方案，设计单元电路，选择元器件，计算参数，审图，实验（包括修改测试性能），画出总体电路图。 1．总体方案的选择 设计电路的第一步就是选择总体方案。所谓总体方案是根据所提出的任务、要求和性能指标，用具有一定功能的若干单元电路组成一个整体，来实现各项功能，满足设计题目提出的要求和技术指标。 由于符合要求的总体方案往往不止一个，应当针对任务、要求和条件，查阅有关资料，以广开思路，提出若干不同的方案，然后仔细分析每个方案的可行性和优缺点，加以比较，从中取优。在选择过程中，常用框图表示各种方案的基本原理。框图一般不必画得太详细，只要说明基本原理就可以了，但有些关键部分一定要画清楚，必要时尚需画出具体电路来加以分析。 2．单元电路的设计 在确定了总体方案、画出详细框图之后，便可进行单元电路设计。 （1）根据设计要求和已选定的总体方案的原理框图，确定对各单元电路的设计要求，必要时应详细拟定主要单元电路的性能指标，应注意各单元电路的相互配合，要尽量少用或不用电平转换之类的接口电路，以简化电路结构、降低成本。

数字媒体技术导论总结

数字媒体技术导论 1.数字媒体的概念：把通过计算机存储、处理和传播的信息媒体称为数字媒体。 2.数字音频文件格式（P35）：WAV、MIDI、CDA、MP3、MP3 pro、WMA、MP4、SACD、Quicktime、VQF、DVD Audio、MD、RA、Liquid Audio、Audible、VOC、AU、AIFF、Amiga、MAC、S48、AAC。 3.数码相机如何选购？有哪些优势？结合章节内容分析（P61）。 单反的画质更好，景深控制范围更大，对焦更快，连拍更强、可换镜头。 像素不是越高越好，变焦倍数不是越大越好，防抖机身/镜头也不是必要的。 全幅/半幅，就是感光元件CCD的尺寸，价格上，半幅有优势，尺寸重量上，半幅更轻便，镜头群上，半幅更有优势，半幅也能用全幅，而全幅不能用半幅。追求高感画质，全幅有优势，普通消费者半幅就OK。 切，扯了半天，还不是选品牌看销量比价格。 4.简述数码相机的工作原理，如果是你即将

要购买一部数码相机，你将关注它哪些方面的数据指标呢？ 当按下快门时，镜头将光线汇聚到感光器件CCD上，CCD是半导体器件，它代替了普通相机中胶卷的位置，它的功能是把光信号转变为电信号，。这样，我们就得到了对应于拍摄景物的电子图像，但是它还不能马上被送去计算机处理，还需要按照计算机的要求进行模拟信号到数字信号的转换，ADC（模数转换器）器件用来执行这项工作，接下来MPU（微处理器）对数字信号进行压缩并转化成特定的图像格式，例如，JPEG格式。最后，图像文件被储存在内置存储器中。至此，数码相机的主要工作已经完成，剩下要做的是通过LCD（液晶显示器）察看拍摄到的照片。 购买一部数码相机主要关注数据指标有： 镜头、镜头焦距、镜头口径、对焦速度、图像传感器、变焦能力、光圈、快门、开机速度和连拍能力、白平衡模式、曝光补偿、ISO、微距能力、数据传输接口、LCD显示屏、存储卡、电源等。

数字电子技术第10章节自测练习跟习题解答

自测练习 1．获得矩形脉冲的方法通常有两种：一种是（）；另一种是（）。 2．触发器有（）个稳定状态，分别是（）和（）。 3．单稳态触发器有（）个稳定状态。 4．多谐振荡器有（）个稳定状态。 1．用脉冲产生电路直接产生；对已有的信号进行整形产生。 2．2，0，1 3．1 4．0 自测练习 1．多谐振荡器（）（需要，不需要）外加触发脉冲的作用。 2．利用门电路的传输延迟时间，将（）（奇数，偶数，任意）个非门首尾相接就构成一个简单的多谐振荡器。 3．多谐振荡器的两个暂稳态之间的转换是通过（）来实现的。 f）决定。4．石英晶体振荡器的振荡频率由（）（R，C，晶体本身的谐振频率 s 5．石英晶体振荡器的两个优点是（）和（）。 1．不需要 2．奇数 3．R、C的充放电。 f。 4．晶体本身的谐振频率 s 5．频率精确，稳定性好。 自测练习 1．单稳态触发器有（）个稳定状态和（）个暂稳态。 2．单稳态触发器（需要，不需要）外加触发脉冲的作用。 3．单稳态触发器的暂稳态持续时间取决于（），而与外触发信号的宽度无关。4．为了使单稳态触发器电路正常工作，对外加触发脉冲的宽度要求是（）。 5．74LS121是（）（可重复触发，不可重复触发）单稳态触发器，74LS123是（）（可重复触发，不可重复触发）单稳态触发器。 6．使用74LS121构成单稳态触发器电路时，外接电容C ext接在（）脚和（）脚之间，外接电阻R ext接在（）脚和（）脚之间。它的输出脉宽为（）。 7．使用74LS121构成单稳态触发器电路时，若要求外加触发脉冲为上升沿触发，则该触发脉冲应输入到（）（3、4、5）脚。

8．使用74LS121构成单稳态触发器电路时，若要求外加触发脉冲为下降沿触发，则该触发脉冲应输入到（）（3、4、5）脚。 1．1，1 2．需要 3．外接RC 4．触发脉冲的宽度小于暂稳态持续时间 5．不可重复触发，可重复触发 6．10．11．11．14．0.7 RC 7．5 8．3或4 自测练习 1．施密特触发器的特点是，输入信号幅值增大时的触发阈值电压和输入信号幅值减少时的触发阈值电压（）（相同，不相同）。 2．典型施密特触发器的回差电压是（）伏。 3．利用施密特触发器可以把正弦波、三角波等波形变换成（）波形。 4．在图10-19所示电路中，如果需要产生2kHz的方波信号，其电容值为（）。 5．在图10-19所示电路中，充电时间（）（大于，小于，等于）放电时间。 6．在图10-19所示电路中，RC回路的电阻值要小于（），原因是（）。如果使用10 kΩ电阻，则发生的现象是（）。 7．使用集成电路手册查找74HC14芯片，当电源供电电压为6V时，该施密特触发器的上、下限触发阈值电压分别为（）和（）。 1．不相同 2．1V 3．矩形波 4．R=800Ω时，C为0.4375μF 5．小于 6．1KΩ；电阻值过大，电容电压将不会低于V T-；无波形。 7． 3.14V，1.89V 自测练习 1．555定时器的4脚为复位端，在正常工作时应接（）（高，低）电平。 2．555定时器的5脚悬空时，电路内部比较器C1、C2的基准电压分别是（）和（）。3．当555定时器的3脚输出高电平时，电路内部放电三极管T处于（）（导通，截止）状态。3脚输出低电平时，三极管T处于（）（导通，截止）状态。 4．TTL555定时器的电源电压为（）伏。 5．555定时器构成单稳态触发器时，稳定状态为（）（1，0），暂稳状态为（）（1，0）。6．555定时器可以配置成三种不同的应用电路，它们是（）。7．555定时器构成单稳态触发器时，要求外加触发脉冲是负脉冲，该负脉冲的幅度应满足 （）（ 1 3 I C u V >， 1 3 I CC u V <），且其宽度要满足（）条件。 8．在图10-24所示单稳态触发电路中，R＝10kΩ，C=50μF，则其输出脉冲宽度为（）。9．555定时器构成多谐振荡器时，电容电压u C将在（）和（）之间变化。

指纹识别系统(文献综述)

指纹识别方法的综述 摘 要: 对在指纹的预处理和特征提取、指纹分类、指纹的匹配过程中的方向图、滤波器、神经网络等关 键性原理和技术做了详细的说明,并对在各个过程中用到的方法做了进一步的比较,讨论了各种方法的优越性。 0 引 言 自动指纹识别是上世纪六十年代兴起的,利用计算机取代人工来进行指纹识别的一种方法。近年 来,随着计算机技术的飞速发展,低价位指纹采集仪的出现以及高可靠算法的实现,更使得自动指纹识 别技术越来越多地进入到人们的生活和工作中,自动指纹识别系统的研究和开发正在成为国内外学术 界和商业界的热点。相对于其他生物特征鉴别技术例如语音识别及虹膜识别,指纹识别具有许多独到 的优点,更重要的是它具有很高的实用性和可行性,已经被认为是一种理想的身份认证技术,有着十分 广泛的应用前景,是将来生物特征识别技术的主流。 1 指纹取像 图 1 是一个自动指纹识别系统AFIS(Automated Fingerprint Identification System) 的简单流程。 → → → ↓ ↑ ———— 将一个人的指纹采集下来输入计算机进行处理是指纹自动识别的首要步骤。指纹图像的获取主要利用设备取像,方便实用,比较适合AFIS 。利用设备取像的主要方法又利用光学设备、晶体传感器和超声波来进行。光学取像设备是根据光的全反射原理来设计的。晶体传感器取像是根据谷线和脊线皮肤与传感器之间距离不同而产生的电容不同来设计的。超声波设备取像也是采用光波来取像,但由于超声波波长较短,抗干扰能力较强,所以成像的质量非常好。 2 图像的预处理与特征提取 无论采取哪种方法提取指纹,总会给指纹图像带来各种噪声。预处理的目的就是去除图像中的噪 音,把它变成一幅清晰的点线图,以便于提取正确的指纹特征。预处理是指纹自动识别过程的第一步, 它的好坏直接影响着指纹识别的效果。常用的预处理与特征提取( Image Preprocessing and Feature Ex 2 t raction) 方法的主要步骤包括方向图计算、图像滤波、二值化、细化、提取特征和后处理。当然这些步骤 可以根据系统和应用的具体情况再进行适当变化。文献[ 1 ]提出了基于脊线跟踪的方法能够指纹取像 图像预处理 特征提取 指纹识别 数据库管理

数字媒体技术导论试卷3 参考答案(丁向民)

盐城师范学院考试试卷3 **** - **** 学年第*学期 信息科学与技术学院数字媒体技术专业 《数字媒体技术导论》试卷 班级学号姓名 一、单选题（本大题30小题，每题1分，共30分） 1、当前大范围使用的电子计算机所采用的电子元器件是。 A. 电子管 B. 晶体管 C.中小规模集成电路 D.大规模集成电路 2、有一小型企业共有员工200人，现公司要开发一个员工管理系统，欲为每个员工分配 一个唯一的二进制ID，则该公司应该设计的二进制ID长度至少为位。 A. 2 B. 4 C. 8 D. 16 3、二进制运算：∧= 。 A. B. C. D. 4、码是英文字符采用国际通用信息交换标准代码。 A. ASCII B. CRC C. BCD D. 机内码 5、冯·诺依曼提出的计算机设计思想奠定见了现代计算机的理论基础，其中以下不是他 提出的是。 A. 计算机应有运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备5大部分组成 B. 二进制是计算机的基本语言 C. 程序预先存入存储器中，使计算机能自动地从存储器中取出程序指令并执行 D. 总线是构成计算机系统的骨架 6、字长是CPU的一个重要指标，如果一台计算机的字长是32位，这意味着。 A、能处理的数值最大为32位十进制数 B、能处理的字符串最多由4个英文字母组成 C、在CPU中作为一个整体加以转送处理的代码为32位 D、CPU运算的最大结果为2的32次方 7、内存按工作方式不同可分为RAM和ROM，则以下说法不正确的是。 A、RAM又可分为DRAM和SRAM B、RAM可随机读取和写入数据 C、ROM只能读出数据，不能写入数据 D、RAM能长期保存信息 8、主板上的北桥芯片是主板芯片组的重要组成部分，它所起的作用也很多，以下不是 北桥芯片所负责的是。 A、AGP数据传输 B、与CPU的联系 C、与外部设备的联系 D、与内存的数据传输 9、下列设备中，不能作为微机的输出设备。 A、打印机 B、显示器 C、鼠标 D、多媒体音响 10、下列描述中，正确的是。 A、激光打印机是击打式打印机 B、光盘驱动器是存储器 C、计算机运算速度可用每秒钟执行的指令条数来表示 D、操作系统是一种应用软件 11、图中标注的1、2、3接口分别为： A、串口、并口、VGA B、串口、COM、VGA C、COM、并口、USB D、PS/2、串口、COM 12、配置高速缓冲存储器(Cache) 是为了解决。 A. 内存与辅助存储器之间速度不匹配问题 B. CPU与辅助存储器之间速度不匹配问题 C. CPU与内存储器之间速度不匹配问题

数字媒体技术导论试卷参考答案丁向民

盐城师范学院考试 试卷 3 **** - **** 学年第*学期 信息科学与技术学院数 字媒体技术专业 《数字媒体技术导论》试卷 班级 学号姓名 一、单选题（本大题30小题，每题1 分，共30分） 1、当前大范围使用的电子计算机所采 用的电子元器件是。 A. 电子管 B. 晶体管 C. 中小规模集成电路 D.大 规模集成电路 2、有一小型企业共有员工200人，现 公司要开发一个员工管理系统，欲 为每个员工分配一个唯一的二进 制ID，则该公司应该设计的二进制 ID长度至少为位。 A. 2 B. 4 C. 8 D. 16 3、二进制运算：∧= 。 A. B. C. D. 4、码是英文字符采用国际通用 信息交换标准代码。 A. ASCII B. CRC C. BCD D. 机内码5、冯·诺依曼提出的计算机设计思想 奠定见了现代计算机的理论基础， 其中以下不是他提出的是。 A. 计算机应有运算器、控制器、 存储器、输入设备和输出设备 5大部分组成 B. 二进制是计算机的基本语言 C. 程序预先存入存储器中，使计 算机能自动地从存储器中取出 程序指令并执行 D. 总线是构成计算机系统的骨架 6、字长是CPU的一个重要指标，如果 一台计算机的字长是32位，这意 味着。 A、能处理的数值最大为32位十 进制数 B、能处理的字符串最多由4个英 文字母组成 C、在CPU中作为一个整体加以转 送处理的代码为32位 D、CPU运算的最大结果为2的32 次方 7、内存按工作方式不同可分为RAM和 ROM，则以下说法不正确的 是。 A、RAM又可分为DRAM和SRAM B、RAM可随机读取和写入数据 C、ROM只能读出数据，不能写入 数据 D、RAM能长期保存信息

数字电路简介,课件.

第11章数字电路 11.1 数字电路的基本知识 11.2 逻辑门电路 11.3 触发器 11.4 计数器 11.5 寄存器 11.6 译码器与显示器件 11.7 集成555定时器及应用11.8 数/模与模/数转换器的概念

11.1 数字电路的基本知识 11.1.1 数字电路概述 电信号分为模拟信号与数字信号两类。 模拟信号：时间上和幅 度上都是连续变化的信号。 数字信号：时间和幅度 上都是离散的信号。 模拟电路：处理模拟信号的电路； 数字电路：研究数字信号的产生、变换、传输、储存、控制、运算等的电路。 数字电路的输出与输入间有一定的逻辑关系，因此数字电路也称为逻辑电路。

数字电路分类 组合逻辑电路：电路任意时刻的输出信号仅取决于该时刻的输入信号，与信号作用前电路原来的状态无关。 时序逻辑电路：电路任意时刻的输出信号不仅取决于该时刻的输入信号，而且还取决于信号作用前电路原来的状态。 即，时序逻辑电路具有记忆。 数字电路的特点 信号为二值量信号。可用电平的高低或脉冲的有无来表示，因此基本单元电路结构简单、抗干扰能力强。

11.1.2 数制和码制 1. 数制 常用的数值有十进制和二进制。 人们日常生活中使用十进制；数字电路中使用二进制。 (1) 十进制 有 0 ~ 9 十个数码，基数为十，“逢十进一”；低位到高位各位的“权”依次为 100、101、102 、···； [例]：[1851]10 = 1×103 + 8×102 + 5×101 + 1×100 任意一个十进制数可展开为： ∑= 1 10 -i i K D

(2) 二进制 有 0 、1 两个数码，基数为二，“逢二进一”；低位到高位各位的“权”依次为 20、21、22 、··· 例：[1001]2 = 1 ? 23 + 0 ? 22 + 0 ? 21 + 1 ? 20 任意一个二进制正整数可展开为： ∑ =1 -2i i K D (3) 二-十进制数的相互转换 二进制数转换为十进制数：按权展开后相加。 例：[1001]2 = 1 ? 23 + 0 ? 22 + 0 ? 21 + 1 ? 20 = 8 + 0 + 0 + 1 = [ 9 ]10 十进制数转换为二进制数：除 2 取余，倒排列。 例：[13]10 = 13 2 2 2 2 6 ······ 余1 ······ 余0 3 1 0 ······ 余1 · ····· 余1 [1101 ]2

《数字媒体技术》备课教案

《数字媒体技术导论》教案 课程名称：数字媒体技术 教学章节：第1章数字媒体技术概论 教学目的：了解媒体、数字媒体的内涵及特性，了解数字媒体研究及应用开发的概况。 教学重点：了解媒体的概念、特性及分类。掌握数字媒体的定义、传播模式及其特性。指导数字媒体技术的研究及应用开发领域。 教学难点：数字媒体特性及传播模式 教学器具：教学课件。 教学课时：2学时 授课教师：孙清伟 教学内容： 章节概要： 第一章数字媒体技术概论 1.1 媒体及特性 1.1.1媒体概念 1.1.2媒体特性 1.2 数字媒体及特性 1.2.1数字媒体概念 1.2.2数字媒体特性 1.2.3数字媒体传播模式 1.3 数字媒体技术的研究领域 1.3.1数字媒体内容产业 1.3.2数字媒体技术发展趋势 1.3.3数字媒体技术研究领域 1.3.4数字媒体应用领域 主要内容

媒体概念及特性 数字媒体及特性 媒 体 媒体特性 媒体分类 数字媒体 数字媒体特性 数字媒体的研究领域 数字媒体内容产业 数字媒体技术发展趋势 数字媒体技术研究领域 数字媒体传播模式 数字媒体应用 1.1 媒体及特性 ? 媒体，有时候也被称媒介或媒质。 ? 媒体包括多种含义。 ? 媒体是一种工具，包括信息和信息载体两个基本要素。 ? 一张光盘不能称为媒体，只有记录了信息，并可进行信息传播时才称为媒体。 1.1.1媒体概念 媒体的英文单词是medium ，源于拉丁文的medius ，其含义是中介、中间的意思，常用复数形式media 。同时，媒体又是信息交流和传播的载体。 媒体包括两层含义： （1）传递信息的载体，称为媒介，是由人类发明创造的记录和表述信息的抽象载体，也称为逻辑载体，如文字、符号、图形、编码等。 （2）存储信息的实体，称为媒质，如纸、磁盘、光盘、磁带、半导体存储器等。载体包括实物载体、或由人类发明创造的承载信息的实体，也称为物理媒体。 媒体分类

数字电路知识点汇总

数字电路知识点汇总 数字电路知识点汇总（东南大学） 第1章数字逻辑概论一、进位计数制1.十进制与二进制数的转换2.二进制数与十进制数的转换3.二进制数与16进制数的转换二、基本逻辑门电路第2章逻辑代数表示逻辑函数的方法，归纳起来有：真值表，函数表达式，卡诺图，逻辑图及波形图等几种。 一、逻辑代数的基本公式和常用公式1）常量与变量的关系Ａ+0＝Ａ与ＡＡＡ+1＝1与 ＝1与＝0 2）与普通代数相运算规律a.交换律：Ａ+Ｂ＝Ｂ+Ａ b.结合律：（Ａ+Ｂ）+Ｃ＝Ａ+（Ｂ+Ｃ） c.分配律：＝） 3）逻辑函数的特殊规律a.同一律：Ａ+Ａ+Ａb.摩根定律：，b.关于否定的性质Ａ＝二、逻辑函数的基本规则代入规则在任何一个逻辑等式中，如果将等式两边同时出现某一变量Ａ的地方，都用一个函数Ｌ表示，则等式仍然成立，这个规则称为代入规则例如：可令Ｌ＝则上式变成＝三、逻辑函数的：——公式化简法公式化简法就是利用逻辑函数的基本公式和常用公式化简逻辑函数，通常，我们将逻辑函数化简为最简的与—或表达式 1）合并项法： 利用Ａ+或,将二项合并为一项，合并时可消去一个变量例如：Ｌ＝2）吸收法利用公式，消去多余的积项，根据代入规则可以是任何一个复杂的逻辑式例如化简函数Ｌ＝解：先用摩根定理展开：＝再用吸收法 Ｌ＝ ＝ ＝ ＝ ＝3）消去法利用消去多余的因子例如，化简函数Ｌ＝解：Ｌ＝ ＝＝＝= = = 4)配项法利用公式将某一项乘以（），即乘以1，然后将其折成几项，再与其它项合并。

例如：化简函数Ｌ＝解：Ｌ＝ ＝ ＝ ＝ ＝ ＝2.应用举例将下列函数化简成最简的与－或表达式1）Ｌ＝2) L= 3) L= 解：1）Ｌ＝ ＝= = = = = 2) L= = = = = 3) L= = = ＝= ＝四、逻辑函数的化简—卡诺图化简法：卡诺图是由真值表转换而来的，在变量卡诺图中，变量的取值顺序是按循环码进行排列的，在与—或表达式的基础上，画卡诺图的步骤是： 1.画出给定逻辑函数的卡诺图，若给定函数有个变量，表示卡诺图矩形小方块有个。 2.在图中标出给定逻辑函数所包含的全部最小项，并在最小项内填1，剩余小方块填 0. 用卡诺图化简逻辑函数的基本步骤： 1.画出给定逻辑函数的卡诺图 2.合并逻辑函数的最小项 3.选择乘积项，写出最简与—或表达式选择乘积项的原则： ①它们在卡诺图的位置必须包括函数的所有最小项②选择的乘积项总数应该最少 ③每个乘积项所包含的因子也应该是最少的例1.用卡诺图化简函数Ｌ＝解：1.画出给定的卡诺图2.选择乘积项：Ｌ＝例2.用卡诺图化简Ｌ＝解：1.画出给定4变量函数的卡诺图 2.选择乘积项设到最简与—或表达式Ｌ＝例 3.用卡诺图化简逻辑函数Ｌ＝解：1.画出4变量卡诺图 2.选择乘积项，设到最简与—或表达式 Ｌ＝第3章逻辑门电路门电路是构成各种复杂集成电路的基础，本章着重理解TTL和CMOS两类集成电路的外部特性：输出与输入的逻辑关系，电压传输特性。 1. TTL与CMOS的电压传输特性开门电平—保证输出为额定低电平时所允许的最小输入高电平值在标准输入逻辑时，＝1.8Ｖ关门—保证输出额定高电平90%的情况下，允许的最大输入低电平值，在标准输入逻辑时，＝0.8Ｖ—为逻辑0的输入电压典型值＝0.3Ｖ—为逻辑１的输入电压典型值＝3.0Ｖ—为逻辑１的输出电压典型值

数字媒体技术导论习题

第一章数字媒体技术概论 一、填空题 1、对于媒体的含义，可以从_______和________两个畴理解。传递 信息的载体、存储信息的实体 2、国际电信联盟定义了五种媒体，它们分别是_______、_______、 _______、_______和________。感觉媒体，表示媒体，显示媒体，存储媒体，传输媒体。 3、计算机记录和传播的信息媒体的一个共同的重要特点就是信息的 最小单元是_______。比特 4、数字媒体的特点有_______、_______、_______、_______和 ________。数字化，交互性，趣味性，集成性，技术与艺术的融合 5、数字媒体概念 第二章数字音频技术基础 一、单项选择 1、声音的数字化过程不包括（）。A A．解码B．采样C．编码D．量化 2、下列文件格式属于音频格式的是（）。B A．ASF B．WAV C．MOV D．RMVB 3、下列采集的波形声音质量最好的是（）。B A．单声道、16位量化、22.05kHz采样频率

B．双声道、16位量化、44.1kHz采样频率 C．单声道、8位量化、22.05kHz采样频率 D．双声道、8位量化、44.1kHz采样频率 4、下列软件不是音频专业处理软件的是（）。C A．Cool Edit B．Adobe Audition C．Auto CAD D．Vegas Audio 5、以下的采样频率中，（）是目前声卡所支持的。D A．100kHz B．20kHz C．22.5kHz D．48kHz 6、在PC中播放音频文件必须安装下列（）设备。C A．网络适配卡器 B．视频卡C．声卡 D．光驱 7、模拟音频处理设备不包括（）。D A．音箱B．话筒C．模拟调音台D．声卡 二、填空题 2、按照声音的来源及作用，可分为______、_______和________。 人声、乐音、响音 3、人耳可感受声音频率的围为20-20000Hz。声音高于20000Hz为 _______，低于20Hz为_______。超声波、次声波 4、话筒的主要功能就是________。进行声音能量的收集 5、音箱的主要功能就是________，将音频电流信号变换成声音信号。 还原声音 6、一般而言，音频数字化通常经过三个阶段，即______、_______、 _______。采样、量化、编码

数字媒体技术导论试卷参考答案丁向民

盐城师范学院考试 试卷3 ****-****学年第*学期 信息科学与技术学院数字媒 体技术专业 《数字媒体技术导论》试卷 班级学号姓名 一、单选题（本大题30小题，每题1分，共30分） 1、当前大范围使用的电子计算机所采 用的电子元器件是。 A.电子管 B.晶体管 C.中小规模集 成电路D.大规模集成电路 2、有一小型企业共有员工200人，现 公司要开发一个员工管理系统，欲为每个员工分配一个唯一的二进制ID，则该公司应该设计的二进制ID长度至少为位。 A.2 B.4 C.8 D.16 3、二进制运算：∧=。 A.B. C.D. 4、码是英文字符采用国际通用信息交 换标准代码。 A.ASCII B.CRC C.BCD D.机内码 5、冯·诺依曼提出的计算机设计思想 奠定见了现代计算机的理论基础，其中以下不是他提出的是。 A.计算机应有运算器、控制器、 存储器、输入设备和输出设备 5大部分组成 B.二进制是计算机的基本语言 C.程序预先存入存储器中，使计 算机能自动地从存储器中取出 程序指令并执行 D.总线是构成计算机系统的骨架 6、字长是CPU的一个重要指标，如果 一台计算机的字长是32位，这意味着。 A、能处理的数值最大为32位十进制 数 B、能处理的字符串最多由4个英文字 母组成 C、在CPU中作为一个整体加以转送处 理的代码为32位 D、CPU运算的最大结果为2的32次方 7、内存按工作方式不同可分为RAM和 ROM，则以下说法不正确的是。A、RAM又可分为DRAM和SRAMB、RAM 可随机读取和写入数据 C、ROM只能读出数据，不能写入数据 D、RAM能长期保存信息 8、主板上的北桥芯片是主板芯片组的 重要组成部分，它所起的作用也很多，以下不是北桥芯片所负责的是。 A、AGP数据传输 B、与CPU的联系 C、与外部设备的联系 D、与内存的数 据传输 9、下列设备中，不能作为微机的输出 设备。

数字指纹技术

数字加密技术 1、引言 近年来，信息技术的迅猛发展及以其为基础的电子商务的广泛应用，使各类文字、图片、影视等作品通过网络的传播范围空前扩大，为创作者和发行商带来了新机遇。但同时，人们也很容易对以数字形式存在的产品进行非法拷贝和分发，如何对数字化产品进行版权保护已成为信息时代版权保护的核心问题之一。数字水印技术和数字指纹技术是近几年发展起来的新型数字版权保护技术。比较而言，数字水印是向数字产品中嵌入版权拥有者的一些信息，当发生争议时能够有效确认出版权归属，对相同的作品嵌入的水印信息是相同的。而数字指纹是在原产品中嵌入与用户有关的信息，产品提供者(也称发行商)能够根据该信息对非法用户进行跟踪。嵌入的内容对不同购买者是不同的，数字指纹技术具有广泛的应用环境和广阔的应用前景。 数字指纹是版权保护的一种重要手段，也属于信息隐藏的一部分。它是将不同的标志性识别代码——“指纹”，利用数字水印技术嵌入到电子产品中，然后发给每个用户。发行商发现盗版行为后，就能通过提取盗版产品中的这一指纹，确定非法复制的来源，对盗版者进行起诉，从而起到版权保护的作用。 2、基本概念和模型 数字指纹技术的基本模型主要由两个模块组成，一是用于向载体图像中嵌入指纹并对掩蔽图像进行分发的数字产品分发模块;另一部分是实现对非法分发者进行跟踪并审判的数字产品追踪模块。数字指纹技术的基本模型[1]见图1。

图1 数字指纹技术的基本模型 (1)数字产品分发模块。其建立在数据分发体制下，实现数字产品的指纹嵌入和数字产品的分发。该模块包括数字指纹的编码、嵌入及分发。其中，指纹的编码是对原始指纹数据进行处理，以提高数据的安全性和抗合谋能力;指纹的嵌入是以一定的规则，向载体的时域或变换域系数中引入误差，从而实现指纹信息的成功隐藏;指纹的分发是将掩蔽图像授权于注册用户。 (2)数字产品追踪模块。其建立在盗版跟踪体制下，实现盗版数字产品中的指纹提取和盗版者跟踪。该模块包括指纹的提取、译码、跟踪及审判。其中，指纹的提取是按照一定的规则，根据掩蔽载体中的误差，从中提取出指纹数据;指纹的译码是将提取出的指纹数据恢复成可理解的数字指纹信息;指纹的追踪及审判是根据数字指纹信息，依靠协议和法律对盗版者进行判定和惩罚。 3、数字指纹的攻击手段 指纹攻击手段和数字指纹系统抗攻击方法是矛盾的对立统一的两个方面。不断地分析和研究指纹攻击手段，有助于我们更加深入地发现并认识指纹系统的缺点和不足之处，从而改进算法、协议及系统设计方法，进一步完善和提高系统的

指纹识别技术综述(扫盲篇)

指纹识别技术综述（扫盲篇） 1、产品构成 对指纹识别技术，目前除了一部分真正的研发人员之外，大部分涉业者或者兴趣者都希望有个清晰的了解。在此，先从指纹识别产品的构成说起，也就是由产品构成再展开对技术构成的分析。 指纹识别产品是由基础构件、中间构件和上层构件组成的，基础构件是指一个完整的指纹识别（不是指纹采集）产品，包括硬件和软件，都必须具备的基础部分。中间构件，简称中间件，是向上支持各类软件系统或者硬件设备，实现指纹注册和认证功能的独立部分。上层构件，是指在基础构件之上，自己实现中间件或者利用中间件建立起来的执行应用的部分，也可以称为应用构件。 指纹产品基础构件包括：指纹传感器（指纹Sensor）、指纹传感器驱动程序（Driver）、指纹传感器底层接口程序（底层SDK），以及指纹算法程序。其中前三个都是作为一个整体对待，笼统的称为指纹SENSOR。指纹基础构件的这四个部分，对于任何一类的指纹识别产品都是不可缺少的，所以称之为基础构件。 指纹产品中间构件，或者叫指纹应用中间件，它专门完成指纹注册和认证功能，所以它一定包含指纹识别算法。它屏蔽了应用层对设备层（基础构件中的SENSOR以及DRIVER）的直接访问。它既可以表现为软件控件（ocx），也可表现为硬件模块，也就是俗称的指纹脱机模块。 指纹产品上层构件，它是用户需求的实现部分，其形态不定，可以是一个完整的指纹应用软件产品，如指纹文件保护系统、计算机登录指纹保护系统。也可是指纹考勤机、指纹保险柜等这类嵌入式硬件产品。 在了解了指纹识别产品的构成要件之后，我们再一层层采用解析的方法来分析每个构件中的技术成份。 2、指纹产品基础构件 2.1、基础构件之指纹SENSOR 从基础构件层来看，其中的指纹SENSOR，是指纹图像自动采集和生成部分，是整个指纹识别产品的数据输入端。绝大多数指纹SENSOR通过光学扫描、晶体热敏、晶体电容等三种主要传感原理采集指纹图像。衡量一个指纹SENSOR的质量好坏或者使用的技术的高低，从其使用的采集原理上并不能得出结论，而是主要从以下几个方面

数字指纹技术的攻击方法概述

数字指纹技术的攻击方法概述 作者：SFG 出处：SFG 1引言 近年来，信息技术的迅猛发展及以其为基础的电子商务的广泛应用，使各类文字、图片、影视等作品通过网络的传播范围空前扩大，为创作者和发行商带来了新机遇。但同时，人们也很容易对以数字形式存在的产品进行非法拷贝和分发，如何对数字化产品进行版权保护已成为信息时代版权保护的核心问题之一。数字水印技术和数字指纹技术是近几年发展起来的新型数字版权保护技术。比较而言，数字水印是向数字产品中嵌入版权拥有者的一些信息，当发生争议时能够有效确认出版权归属，对相同的作品嵌入的水印信息是相同的。而数字指纹是在原产品中嵌入与用户有关的信息，产品提供者（也称发行商）能够根据该信息对非法用户进行跟踪。嵌入的内容对不同购买者是不同的，数字指纹技术具有广泛的应用环境和广阔的应用前景。数字指纹是版权保护的一种重要手段，也属于信息隐藏的一部分。它是将不同的标志性识别代码——“指纹”，利用数字水印技术嵌入到电子产品中，然后发给每个用户。发行商发现盗版行为后，就能通过提取盗版产品中的这一指纹，确定非法复制的来源，对盗版者进行起诉，从而起到版权保护的作用。 2基本概念和模型 数字指纹技术的基本模型主要由两个模块组成，一是用于向载体图像中嵌入指纹并对掩蔽图像进行分发的数字产品分发模块；另一部分是实现对非法分发者进行跟踪并审判的数字产品追踪模块。数字指纹技术的基本模型[1]见图1。

（1）数字产品分发模块。其建立在数据分发体制下，实现数字产品的指纹嵌入和数字产品的分发。该模块包括数字指纹的编码、嵌入及分发。其中，指纹的编码是对原始指纹数据进行处理，以提高数据的安全性和抗合谋能力；指纹的嵌入是以一定的规则，向载体的时域或变换域系数中引入误差，从而实现指纹信息的成功隐藏；指纹的分发是将掩蔽图像授权于注册用户。 （2）数字产品追踪模块。其建立在盗版跟踪体制下，实现盗版数字产品中的指纹提取和盗版者跟踪。该模块包括指纹的提取、译码、跟踪及审判。其中，指纹的提取是按照一定的规则，根据掩蔽载体中的误差，从中提取出指纹数据；指纹的译码是将提取出的指纹数据恢复成可理解的数字指纹信息；指纹的追踪及审判是根据数字指纹信息，依靠协议和法律对盗版者进行判定和惩罚。 3数字指纹的攻击手段 指纹攻击手段和数字指纹系统抗攻击方法是矛盾的对立统一的两个方面。不断地分析和研究指纹攻击手段，有助于我们更加深入地发现并认识指纹系统的缺点和不足之处，从而改进算法、协议及系统设计方法，进一步完善和提高系统的性能。 数字指纹系统可能受到的攻击主要分为两类：一类是单个用户对其指纹拷贝进行数字图像操作或恶意攻击，以删除指纹或将指纹变成其它用户的指纹，这样的攻击我们称之为单用户攻击，这类攻击与数字水印系统遭受的攻击相同；另一类是多个用户的合谋攻击手段，由于指纹系统为每个用户分配一个惟一的指纹，从而每个用户获得的掩蔽图像存在细微的差别，几个用户联合起来可以产生一个新的带有秘密信息的掩蔽图像，这里的秘密信息可能是一个没有参与合谋者的指纹，也可能是一个乱码。下面分别对这两类攻击进行介绍。 3.1单用户攻击 单用户攻击是指单个用户通过对其拥有的数字产品进行各种操作，以期去掉数字产品中的指纹或者将指纹转换成其它用户的指纹，这时数字指纹系统和数字水印系统所遭遇的攻击基本相同，一般来说攻击方法可以分为三类[2] [3] [4] [5]：去除攻击（Removal Attack）、同步攻击（Synchronization Attack）、协议攻击（Protocol Attack）。 （1）去除攻击。也称为稳健性攻击，其目的是从数字产品中去除掉指纹（水印），并且不影响数字产品的正常使用。这类攻击大体可分为两类：信号处理攻击和分析攻击。信号处理攻击包括一些基本的信号处理操作，如去噪、有损压缩、量化、重新调制、滤波、颜色校正等；分析攻击也称直接攻击，包括在指纹（水印）的嵌入和检测提取阶段采用特殊方法来擦除或减弱产品中的指纹（水印）。 （2）同步攻击。也称为表达攻击，它不需要利用算法来去除数字产品中指纹（水印），而是试图通过对掩蔽载体做各种修改以使得检测器失效，破坏了载体与指纹（水印）的同步性。这类攻击主要包括几何失真攻击（Geometrical Distortion Att ack）、马赛克攻击（Mosaic Attack）、抖动攻击（Jitter Attack）、Oracle攻击。其中，几何失真攻击（几何攻击）由于简单易行，是较为常见的一类攻击，主要包括旋转（Rotation）、缩放（Scaling）、平移（Translation）、剪切（cropping）、图像反转等。其中，旋转、缩放、平移简称为RST。 （3）协议攻击。它使检测器的结果错误或不明确，从而不能惟一地确定版权所有，引起版权纠纷。协议攻击主要包括解释攻击（Interpretation Attack）和拷贝攻击（Copy Attack）。解释攻击又称为死锁攻击，它通过伪造假的原始数字产品或掩蔽载体来制造混乱，从而任何人可以声明其对产品的所有权，导致版权争议。拷贝攻击是从掩蔽载体中估计出指纹或水印，并将估计的内容加入其它数字产品，破坏版权产品的合法性。 3.2合谋攻击 由于每个授权用户的数字产品都有微小的差异，部分用户可以联合起来篡改数据以达到去除指纹或陷害无辜用户的目的，我们称之为合谋攻击。合谋攻击的成功与否，不仅在于攻击后产生的新数字产品的变化程度，还在于数字指纹系统的追踪能力。研究数字指纹系统遭受合谋攻击时，一般Bone提出的嵌入假设为前提，假定各个指纹拷贝的嵌入位置相同。假设数字指纹系统的用户数为M，载体数据中供数据嵌入的N个位置上的数据值构成向量S，发行商为每个用户u(i)产生一个惟一的长度为N 的指纹W(i) ，i=1，2，...，M 。则嵌入指纹W(i) 的掩蔽载体中被修

指纹识别系统(文献综述)

指纹识别方法的综述 摘要 : 对在指纹的预处理和特征提取、指纹分类、指纹的匹配过程中的方向图、滤波器、神经网络等关 键性原理和技术做了详细的说明, 并对在各个过程中用到的方法做了进一步的比较, 讨论了各种方法的优越性。 0引言 自动指纹识别是上世纪六十年代兴起的,利用计算机取代人工来进行指纹识别的一种方法。 近年 来, 随着计算机技术的飞速发展,低价位指纹采集仪的出现以及高可靠算法的实现,更使得自动指纹识 别技术越来越多地进入到人们的生活和工作中, 自动指纹识别系统的研究和开发正在成为国 内外学术 界和商业界的热点。相对于其他生物特征鉴别技术例如语音识别及虹膜识别, 指纹识别具有许多独到 的优点 ,更重要的是它具有很高的实用性和可行性,已经被认为是一种理想的身份认证技术 有着十分 广泛的应用前景, 是将来生物特征识别技术的主流。 , 1指纹取像 图1 是一个自动指纹识别系统 AFIS(Automated Fingerprint Identification System)的简单流程。 指纹取像→ 图像预处理 → 特征提取 → 指纹识别 ↓↑ 数据库管理———— 将一个人的指纹采集下来输入计算机进行处理是指纹自动识别的首要步骤。指纹图像的获取主要利用设备取像,方便实用 , 比较适合 AFIS 。利用设备取像的主要方法又利用光学设备、晶 体传感器和超声波来进行。光学取像设备是根据光的全反射原理来设计的。晶体传感器取像是根据谷线和脊线皮肤与传感器之间距离不同而产生的电容不同来设计的。超声波设备取像也是采用光波来取像,但由于超声波波长较短,抗干扰能力较强,所以成像的质量非常好。 2图像的预处理与特征提取 无论采取哪种方法提取指纹 ,总会给指纹图像带来各种噪声。预处理的目的就是去除图像中的 噪 音,把它变成一幅清晰的点线图 ,以便于提取正确的指纹特征。预处理是指纹自动识别过程的第 一步 , 它的好坏直接影响着指纹识别的效果。常用的预处理与特征提取( Image Preprocessing and Feature Ex2 t raction) 方法的主要步骤包括方向图计算、图像滤波、二值化、细化、提取特征和后处理。 当然这些步骤 可以根据系统和应用的具体情况再进行适当变化。文献[ 1 ] 提出了基于脊线跟踪的方法能够

指纹识别技术综述

指纹识别技术综述 1、产品构成 对指纹识别技术，目前除了一部分真正的研发人员之外，大部分涉业者或者兴趣者都希望有个清晰的了解。在此，先从指纹识别产品的构成说起，也就是由产品构成再展开对技术构成的分析。 指纹识别产品是由基础构件、中间构件和上层构件组成的，基础构件是指一个完整的指纹识别（不是指纹采集）产品，包括硬件和软件，都必须具备的基础部分。中间构件，简称中间件，是向上支持各类软件系统或者硬件设备，实现指纹注册和认证功能的独立部分。上层构件，是指在基础构件之上，自己实现中间件或者利用中间件建立起来的执行应用的部分，也可以称为应用构件。 指纹产品基础构件包括：指纹传感器（指纹Sensor）、指纹传感器驱动程序（Driver）、指纹传感器底层接口程序（底层SDK），以及指纹算法程序。其中前三个都是作为一个整体对待，笼统的称为指纹SENSOR。指纹基础构件的这四个部分，对于任何一类的指纹识别产品都是不可缺少的，所以称之为基础构件。 指纹产品中间构件，或者叫指纹应用中间件，它专门完成指纹注册和认证功能，所以它一定包含指纹识别算法。它屏蔽了应用层对设备层（基础构件中的SENSOR以及DRIV ER）的直接访问。它既可以表现为软件控件（ocx），也可表现为硬件模块，也就是俗称的指纹脱机模块。 指纹产品上层构件，它是用户需求的实现部分，其形态不定，可以是一个完整的指纹应用软件产品，如指纹文件保护系统、计算机登录指纹保护系统。也可是指纹考勤机、指纹保险柜等这类嵌入式硬件产品。 在了解了指纹识别产品的构成要件之后，我们再一层层采用解析的方法来分析每个构件中的技术成份。

2、指纹产品基础构件 2.1、基础构件之指纹SENSOR 从基础构件层来看，其中的指纹SENSOR，是指纹图像自动采集和生成部分，是整个指纹识别产品的数据输入端。绝大多数指纹SENSOR通过光学扫描、晶体热敏、晶体电容等三种主要传感原理采集指纹图像。衡量一个指纹SENSOR的质量好坏或者使用的技术的高低，从其使用的采集原理上并不能得出结论，而是主要从以下几个方面来衡量。 （1）成像质量。成像质量是衡量指纹SENSOR（指纹传感器）质量的首要标准。 成像质量主要表现为对指纹图像的还原能力，以及去噪能力。 （2）手指适应能力。由于不同手指指纹的纹路深浅不同、干湿不同，污渍程度不同。要能够对所有情况进行有效兼容，是指纹SENSOR的适用能力的表现。 有时候手指适用能力被归到成像质量中考虑。 （3）采集速度。采集速度表现为从手指放到SENSOR触面后多长时间内完成一次指纹采集的时间，或者单位时间如1S可以采集的次数。速度的快慢直接影 响到用户的使用体验。 （4）电气特性。电气特性是从产品化的角度来看，指纹SENSOR是否真正可用于某种产品。电气特性主要关注三个参数，工作电压，功耗和ESD（防静电能 力）。如把指纹SENSOR应用到手机上，必然要考虑手机的现在供电方式能 否满足增加了指纹SENOSR后的电压和功耗要求。不过大部分指纹SENOS R的电压都在3.6V以下（含）。 （5）硬件接口能力。接口能力也是从产品化的角度来衡量的。接口能力直接影响着指纹SENSOR所获得的指纹图像数据的传送方式，影响着与指纹处理模块 之间的通讯方式和通讯速度。比如已具备USB接口能力的指纹SENSOR，可 以直接与USB HUB相连。而没有USB接口的，就需要通过USB控制器来实 现，给产品化增加一道技术门槛。