數(shù)字水印技術

1、數(shù)字水印技術目錄一、數(shù)字水印技術發(fā)展2二、數(shù)字水印技術特點21、隱蔽性22、魯棒性23、抗篡改性34、水印容量35、安全性36、低錯誤率3三、數(shù)字水印技術分類31、按特性劃分32、按附載的媒體劃分43、按檢測過程劃分44、按內(nèi)容劃分55、按用途劃分56、按隱藏位置劃分67、按透明性劃分6四、數(shù)字水印技術應用61、印刷數(shù)字水印62、打印數(shù)字水印73、屏幕數(shù)字水印84、多媒體數(shù)字水印8一、數(shù)字水印技術發(fā)展數(shù)字水?。―igitalWatermark）種應用計算機算法嵌入載體文件的保護信息。數(shù)字水印技術，是一種基于內(nèi)容的、非密碼機制的計算機信息隱藏技術。它是將一些標識信息（即數(shù)字水?。┲苯忧度霐?shù)字載體

2、當中（包括多媒體、文檔、軟件等）或是間接表示（修改特定區(qū)域的結(jié)構），且不影響原載體的使用價值，也不容易被探知和再次修改。但可以被生產(chǎn)方識別和辨認。通過這些隱藏在載體中的信息，可以達到確認內(nèi)容創(chuàng)建者、購買者、傳送隱秘信息或者判斷載體是否被篡改等目的。數(shù)字水印是保護信息安全、實現(xiàn)防偽溯源、版權保護的有效辦法，是信息隱藏技術研究領域的重要分支和研究方向。二、數(shù)字水印技術特點1、隱蔽性也稱不可感知性，即對于不可見水印處理系統(tǒng)，水印嵌入算法不應產(chǎn)生可感知的數(shù)據(jù)修改，也就是水印在通常的視覺條件下應該是不可見的，水印的存在不會影響作品的視覺效果。2、魯棒性水印必須很難去掉（希望不可能去掉），當然在理論上任何

3、水印都可以去掉，只要對水印的嵌入過程有足夠的了解，但是如果對水印的嵌入只是部分了解的話，任何破壞或消除水印的企圖都應導致載體嚴重的降質(zhì)而不可用。3、抗篡改性與抗毀壞的魯棒性不同，抗篡改性是指水印一旦嵌入到載體中，攻擊者就很難改變或偽造。魯棒性要求高的應用，通常也需要很強的抗篡改性。在版權保護中，要達到好的抗竄改性是比較困難的。4、水印容量嵌入的水印信息必須足以表示多媒體內(nèi)容的創(chuàng)建者或所有者的標志信息，或是購買者的序列號。這樣在發(fā)生版權糾紛時，創(chuàng)建者或所有者的信息用于標示數(shù)據(jù)的版權所有者，而序列號用于標示違反協(xié)議而為盜版提供多媒體數(shù)據(jù)的用戶。5、安全性應確保嵌入信息的保密性和較低的誤檢測率。水印

4、可以是任何形式的數(shù)據(jù)，比如數(shù)值、文本、圖像等。所有的水印都包含一個水印嵌入系統(tǒng)和水印恢復系統(tǒng)。6、低錯誤率即使在不受攻擊或者無信號失真的情況下，也要求不能檢測到水?。z、false-negative）以及不存在水印的情況下，檢測到水印（虛檢、false-positive）的概率必須非常小。三、數(shù)字水印技術分類1、按特性劃分按水印的特性可以將數(shù)字水印分為魯棒數(shù)字水印和脆弱數(shù)字水印兩類。魯棒水?。≧obustWatermarking莊要用于在數(shù)字作品中標識著作權信息，利用這種水印技術在多媒體內(nèi)容的數(shù)據(jù)中嵌入創(chuàng)建者、所有者的標示信息，或者嵌入購買者的標示（即序列號）。在發(fā)生版權糾紛時，創(chuàng)建者或所有

5、者的信息用于標示數(shù)據(jù)的版權所有者，而序列號用于追蹤違反協(xié)議而為盜版提供多媒體數(shù)據(jù)的用戶。用于版權保護的數(shù)字水印要求有很強的魯棒性和安全性，除了要求在一般圖像處理（如：濾波、加噪聲、替換、壓縮等）中生存外，還需能抵抗一些惡意攻擊。脆弱水?。‵ragileWatermarking），與魯棒水印的要求相反，脆弱數(shù)字水印主要用于完整性保護和認證，這種水印同樣是在內(nèi)容數(shù)據(jù)中嵌入不可見的信息。當內(nèi)容發(fā)生改變時，這些水印信息會發(fā)生相應的改變，從而可以鑒定原始數(shù)據(jù)是否被篡改。根據(jù)脆弱水印的應用范圍，脆弱水印又可分為選擇性和非選擇性脆弱水印。非選擇性脆弱水印能夠鑒別出比特位的任意變化，選擇性脆弱水印能夠根據(jù)應用

6、范圍選擇對某些變化敏感。例如，圖像的選擇性脆弱水印可以實現(xiàn)對同一幅圖像的不同格式轉(zhuǎn)換不敏感，而對圖像內(nèi)容本身的處理（如：濾波、加噪聲、替換、壓縮等）又有較強的敏感性，即：既允許一定程度的失真，又要能將特定的失真情況探測出來。按附載的媒體劃分按水印所附載的媒體，我們可以將數(shù)字水印劃分為圖像水印、音頻水印、視頻水印、文本水印以及用于三維網(wǎng)格模型的網(wǎng)格水印等。隨著數(shù)字技術的發(fā)展，會有更多種類的數(shù)字媒體出現(xiàn)，同時也會產(chǎn)生相應的水印技術。3、按檢測過程劃分按水印的檢測過程可以將數(shù)字水印劃分為盲水印和非盲水印。非盲水印在檢測過程中需要原始數(shù)據(jù)或者預留信息，而盲水印的檢測不需要任何原始數(shù)據(jù)和輔助信息。一般來

7、說，非盲水印的魯棒性比較強，但其應用需要原始數(shù)據(jù)的輔助而受到限制。盲水印的實用性強，應用范圍廣。非盲水印中，新出現(xiàn)的半盲水印能夠以少量的存儲代價換來更低的誤檢率、漏檢率，提高水印算法的性能。目前學術界研究的數(shù)字水印大多數(shù)是盲水印或者半盲水印。4、按內(nèi)容劃分按數(shù)字水印的內(nèi)容可以將水印劃分為有意義水印和無意義水印。有意義水印是指水印本身也是某個數(shù)字圖像（如商標圖像）或數(shù)字音頻片段的編碼；無意義水印則只對應于一個序列。有意義水印的優(yōu)勢在于，如果由于受到攻擊或其他原因致使解碼后的水印破損，人們?nèi)匀豢梢酝ㄟ^視覺觀察確認是否有水印。但對于無意義水印來說，如果解碼后的水印序列有若干碼元錯誤，則只能通過統(tǒng)計決

8、策來確定信號中是否含有水印。5、按用途劃分不同的應用需求造就了不同的水印技術。按水印的用途，我們可以將數(shù)字水印劃分為票證防偽水印、版權保護水印、篡改提示水印和隱蔽標識水印。票證防偽水印是一類比較特殊的水印，主要用于打印票據(jù)和電子票據(jù)、各種證件的防偽。一般來說，偽幣的制造者不可能對票據(jù)圖像進行過多的修改，所以，諸如尺度變換等信號編輯操作是不用考慮的。但另一方面，人們必須考慮票據(jù)破損、圖案模糊等情形，而且考慮到快速檢測的要求，用于票證防偽的數(shù)字水印算法不能太復雜。版權標識水印是目前研究最多的一類數(shù)字水印。數(shù)字作品既是商品又是知識作品，這種雙重性決定了版權標識水印主要強調(diào)隱蔽性和魯棒性，而對數(shù)據(jù)量的

9、要求相對較小。篡改提示水印是一種脆弱水印，其目的是標識原文件信號的完整性和真實性。隱蔽標識水印的目的是將保密數(shù)據(jù)的重要標注隱藏起來，限制非法用戶對保密數(shù)據(jù)的使用。6、按隱藏位置劃分按數(shù)字水印的隱藏位置，我們可以將其劃分為時（空）域數(shù)字水印、頻域數(shù)字水印、時/頻域數(shù)字水印和時間/尺度域數(shù)字水印。時（空）域數(shù)字水印是直接在信號空間上疊加水印信息，而頻域數(shù)字水印、時/頻域數(shù)字水印和時間/尺度域數(shù)字水印則分別是在DCT變換域、時/頻變換域和小波變換域上隱藏水印。隨著數(shù)字水印技術的發(fā)展，各種水印算法層出不窮，水印的隱藏位置也不再局限于上述四種。應該說，只要構成一種信號變換，就有可能在其變換空間上隱藏水印

10、。7、按透明性劃分按數(shù)字水印是否透明的性質(zhì)，可分為可見水印和不可見水印兩種?？梢娝【褪侨搜勰芸匆姷乃?，比如照片上標記的拍照的日期或者電視頻道上的標識等。不可見水印就是人類視覺系統(tǒng)難以感知的，也是當前數(shù)字水印領域關注比較多的。1、印刷數(shù)字水印一種特殊的數(shù)字水印技術，采用印刷機印刷輸出，是向用于印刷輸出的印刷品設計圖內(nèi)容中嵌入文字或圖像信息，用于防偽溯源與版權保護的技術。技術特點：個性化可根據(jù)客戶需求，設定水印內(nèi)容和類型；易識別能實現(xiàn)人工或通用設備快速、客觀、準確的現(xiàn)場和遠程識別；易實施不改變印刷設備，工藝流程，耗材和印刷效果；兼容性強可兼容各類系統(tǒng);防偽性能強無成功攻擊記錄，可達到防偽的惟一

11、性和不可仿制性。 代表產(chǎn)品：防偽標簽、防偽包裝、防偽證書、防偽票據(jù)等；主要解決防偽溯源的問題。 主要應用群體：省部級政府部門、大中企業(yè)、各大院校、煙酒廠商、出版社、特殊工藝商品廠商。2、打印數(shù)字水印打印紙質(zhì)文檔通過打印數(shù)字水印系統(tǒng)可隱藏任意自定義動態(tài)數(shù)字水印信息；其信息不能用肉眼辨識，只能通過特殊的數(shù)字水印手機APP或掃描儀加專用提取軟件實現(xiàn)現(xiàn)場和遠程提取、識別認證；數(shù)字水印可分為可見與不可見、離散與非離散數(shù)字水?。恢С炙衅放茋娔?、激光打印機；防偽溯源性能極強。技術特點防偽造換頁一一防止對文件內(nèi)頁造假（包括復印修改、掃描PS）調(diào)換；防篡改防止對文件內(nèi)容的非法修改（包括復印修改、掃描PS）；易

12、識別一一若有偽造換頁、內(nèi)容篡改，能實現(xiàn)人工或通用設備快速、客觀、準確現(xiàn)場或遠程識別；使用方便支持彩色激光、噴墨打印，支持數(shù)字印章生成和省略蓋騎縫章的非安全與繁瑣程序；兼容性強支持多種系統(tǒng)集成的模塊、子系統(tǒng)或獨立軟件；支持不同品牌、不同類型打印機、掃描儀兼容；支持多種印刷模式。 代表產(chǎn)品：文印防偽溯源系統(tǒng)、證卡打印防偽系統(tǒng)、數(shù)字印刷防偽系統(tǒng)等；主要解決防偽溯源和信息問題。主要應用群體：政府部門、大中企業(yè)、檔案館。3、屏幕數(shù)字水印是一種以數(shù)字屏幕為載體的數(shù)字水印。其主要強調(diào)隱蔽性和魯棒性。解決了屏幕數(shù)字水印跟蹤信息的嵌入和動態(tài)標識等。水印不影響視覺效果，不影響編輯。技術特點應用范圍廣涉及多種屏幕和媒體文件的信息跟蹤；易識別能實現(xiàn)快速、客觀、準確的現(xiàn)場和遠程識讀；隱蔽性好不影響正常編輯和使用；強兼容性可兼容各類系統(tǒng)。 代表產(chǎn)品：電腦屏幕信息跟蹤系統(tǒng)、智能手機平板電腦屏幕信息跟蹤系統(tǒng)；主要解決信息