數(shù)字水印的價(jià)值及應(yīng)用

1、數(shù)字水印的價(jià)值及應(yīng)用摘要介紹數(shù)字水印技術(shù)的根本概念、根本特征和分類，數(shù)字水印技術(shù)廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域，分析數(shù)字水印技術(shù)的應(yīng)用前景。關(guān)鍵詞數(shù)字水印數(shù)據(jù)平安多媒體一、引言隨著計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速開展，特別是因特網(wǎng)的普及，信息的平安保護(hù)問題日益突出。此外，多媒體技術(shù)已被廣泛應(yīng)用，數(shù)字圖像、音頻和視頻等多媒體數(shù)字產(chǎn)品愈來(lái)愈需要一種有效的版權(quán)保護(hù)方法。最近幾年，許多研究人員放棄了傳統(tǒng)密碼學(xué)的技術(shù)道路，嘗試用各種信號(hào)處理方法對(duì)聲像數(shù)據(jù)進(jìn)展隱藏加密，并將該技術(shù)用于制作多媒體的“數(shù)字水穎。二、數(shù)字水印特征及分類所謂數(shù)字水印技術(shù)，就是在被保護(hù)的數(shù)字對(duì)象如靜止圖像、視頻、音頻等中嵌入某些可以證明版權(quán)歸屬或跟蹤侵權(quán)行為

2、的信息，這些信息可能是作者的序列號(hào)、公司標(biāo)志、有意義的文本等等。水印中的隱藏信息可以抵抗各類攻擊。即使水印算法是公開的，攻擊者要?dú)У羲∪苑浅＠щy。將某種不可感知的信息如數(shù)字、序列號(hào)、文字、圖像標(biāo)志等版權(quán)信息嵌入到多媒體數(shù)據(jù)中，以起到版權(quán)保護(hù)、機(jī)密通信、數(shù)據(jù)文件的真?zhèn)舞b別和產(chǎn)品標(biāo)識(shí)等作用。在發(fā)生數(shù)字媒體侵權(quán)使用、版權(quán)爭(zhēng)議時(shí)，通過(guò)檢測(cè)媒體內(nèi)容中的數(shù)字水印，獲得數(shù)字媒體的版權(quán)信息、受權(quán)信息等，從而起到媒體知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)的目的。數(shù)字水印是信息隱藏技術(shù)的一個(gè)重要研究方向。1.數(shù)字水印特征嵌入數(shù)字作品中的信息必須具有以下根本特性才能稱為數(shù)字水?。?)不可感知性:在數(shù)字作品中嵌入數(shù)字水印不會(huì)引起明顯的降質(zhì)，

3、并且不易被發(fā)覺。2)隱藏位置的平安性:水印信息隱藏于數(shù)據(jù)而非文件頭中，文件格式的變換不應(yīng)導(dǎo)致水印數(shù)據(jù)的喪失。3)魯棒性:所謂魯棒性是指在經(jīng)歷多種無(wú)意或有意的信號(hào)處理過(guò)程后，數(shù)字水印仍能保持完好性或仍能被準(zhǔn)確鑒別?？赡艿男盘?hào)處理過(guò)程包括信道噪聲、濾波、數(shù)/模與模/數(shù)轉(zhuǎn)換、重采樣、剪切、位移、尺度變化以及有損壓縮編碼等。4)隱藏的信息量:嵌入的機(jī)密信息必須可以具有足夠多的信息。實(shí)際上，隱藏的信息與系統(tǒng)的魯棒性是矛盾的，即嵌入的機(jī)密信息越多，魯棒性就越差。2.數(shù)字水印分類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。魯棒數(shù)字水印主要用于在數(shù)字作品中標(biāo)識(shí)著作權(quán)信息，如作者、作品序號(hào)等，

4、它要求嵌入的水印可以經(jīng)受各種常用的編輯處理；脆弱數(shù)字水印主要用于完好性保護(hù)，與魯棒水印的要求相反，脆弱水印必須對(duì)信號(hào)的改動(dòng)很敏感，人們根據(jù)脆弱水印的狀態(tài)就可以判斷數(shù)據(jù)是否被篡改正。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英音頻水英視頻水英文本水印以及用于三維網(wǎng)格模型的網(wǎng)格水印等。按水印的檢測(cè)過(guò)程可以將數(shù)字水印劃分為明文水印和盲水櫻明文水印在檢測(cè)過(guò)程中需要原始數(shù)據(jù)，而盲水印的檢測(cè)只需要密鑰，不需要原始數(shù)據(jù)。一般來(lái)說(shuō)，明文水印的魯棒性比擬強(qiáng)，但其應(yīng)用受到存儲(chǔ)本錢的限制。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(wú)意義水櫻有意義水印是指水印本身也是某個(gè)數(shù)字圖像如商標(biāo)圖像或數(shù)字音頻片段的編

5、碼;無(wú)意義水印那么只對(duì)應(yīng)于一個(gè)序列號(hào)。有意義水印的優(yōu)勢(shì)在于，假如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^(guò)視覺觀察確認(rèn)是否有水櫻但對(duì)于無(wú)意義水印來(lái)說(shuō)，假如解碼后的水印序列有假設(shè)干碼元錯(cuò)誤，那么只能通過(guò)統(tǒng)計(jì)決策來(lái)確定信號(hào)中是否含有水櫻按水印的用處，我們可以將數(shù)字水印劃分為票據(jù)防偽水英版權(quán)保護(hù)水英篡改提示水印和隱蔽標(biāo)識(shí)水櫻票據(jù)防偽水印是一類比擬特殊的水印，主要用于打印票據(jù)和電子票據(jù)的防偽。一般來(lái)說(shuō)，偽幣的制造者不可能對(duì)票據(jù)圖像進(jìn)展過(guò)多的修改，所以，諸如尺度變換等信號(hào)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(cè)的要求，用于票據(jù)防偽的數(shù)字

6、水印算法不能太復(fù)雜。版權(quán)標(biāo)識(shí)水印是目前研究最多的一類數(shù)字水櫻數(shù)字作品既是商品又是知識(shí)作品，這種雙重性決定了版權(quán)標(biāo)識(shí)水印主要強(qiáng)調(diào)隱蔽性和魯棒性，而對(duì)數(shù)據(jù)量的要求相對(duì)較校篡改提示水印是一種脆弱水印，其目的是標(biāo)識(shí)宿主信號(hào)的完好性和真實(shí)性。隱蔽標(biāo)識(shí)水印的目的是將保密數(shù)據(jù)的重要標(biāo)注隱藏起來(lái)，限制非法用戶對(duì)保密數(shù)據(jù)的使用。三、數(shù)字水印的應(yīng)用領(lǐng)域1.數(shù)字作品的知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)數(shù)字作品如電腦美術(shù)、掃描圖像、數(shù)字音樂、視頻、三維動(dòng)畫的版權(quán)保護(hù)是當(dāng)前的熱點(diǎn)問題。由于數(shù)字作品的拷貝、修改非常容易，而且可以做到與原作完全一樣，所以原創(chuàng)者不得不采用一些嚴(yán)重?fù)p害作品質(zhì)量的方法來(lái)加上版權(quán)標(biāo)志，而這種明顯可見的標(biāo)志很容易被篡改。

7、“數(shù)字水穎利用數(shù)據(jù)隱藏原理使版權(quán)標(biāo)志不可見或不可聽，既不損害原作品，又到達(dá)了版權(quán)保護(hù)的目的。目前，用于版權(quán)保護(hù)的數(shù)字水印技術(shù)已經(jīng)進(jìn)入了初步實(shí)用化階段，ib公司在其“數(shù)字圖書館軟件中就提供了數(shù)字水印功能，adbe公司也在其著名的phtshp軟件中集成了digiar公司的數(shù)字水印插件。然而實(shí)事求是地說(shuō)，目前市場(chǎng)上的數(shù)字水印產(chǎn)品在技術(shù)上還不成熟，很容易被破壞或破解，間隔 真正的實(shí)用還有很長(zhǎng)的路要走。2.商務(wù)交易中的票據(jù)防偽隨著高質(zhì)量圖像輸入輸出設(shè)備的開展，特別是精度超過(guò)1200dpi的彩色噴墨、激光打印機(jī)和高精度彩色復(fù)印機(jī)的出現(xiàn)，使得貨幣、支票以及其他票據(jù)的偽造變得更加容易。另一方面，在從傳統(tǒng)商務(wù)向

8、電子商務(wù)轉(zhuǎn)化的過(guò)程中，會(huì)出現(xiàn)大量過(guò)度性的電子文件，如各種紙質(zhì)票據(jù)的掃描圖像等。即使在網(wǎng)絡(luò)平安技術(shù)成熟以后，各種電子票據(jù)也還需要一些非密碼的認(rèn)證方式。數(shù)字水印技術(shù)可以為各種票據(jù)提供不可見的認(rèn)證標(biāo)志，從而大大增加了偽造的難度。3.證件真?zhèn)舞b別信息隱藏技術(shù)可以應(yīng)用的范圍很廣，作為證件來(lái)講，每個(gè)人需要不只一個(gè)證件，證明個(gè)人身份的有：身份證、護(hù)照、駕駛證、出入證等；證明某種才能的有：各種學(xué)歷證書、資格證書等。國(guó)內(nèi)目前在證件防偽領(lǐng)域面臨宏大的商機(jī)，由于缺少有效的措施，使得“造假、“買假、“用假成風(fēng)，已經(jīng)嚴(yán)重地干擾了正常的經(jīng)濟(jì)秩序，對(duì)國(guó)家的形象也有不良影響。通過(guò)水印技術(shù)可以確認(rèn)該證件的真?zhèn)?，使得該證件無(wú)法仿

9、制和復(fù)制。4.聲像數(shù)據(jù)的隱藏標(biāo)識(shí)和篡改提示數(shù)據(jù)的標(biāo)識(shí)信息往往比數(shù)據(jù)本身更具有保密價(jià)值，如遙感圖像的拍攝日期、經(jīng)/緯度等。沒有標(biāo)識(shí)信息的數(shù)據(jù)有時(shí)甚至無(wú)法使用，但直接將這些重要信息標(biāo)記在原始文件上又很危險(xiǎn)。數(shù)字水印技術(shù)提供了一種隱藏標(biāo)識(shí)的方法，標(biāo)識(shí)信息在原始文件上是看不到的，只有通過(guò)特殊的閱讀程序才可以讀齲這種方法已經(jīng)被國(guó)外一些公開的遙感圖像數(shù)據(jù)庫(kù)所采用。此外，數(shù)據(jù)的篡改提示也是一項(xiàng)很重要的工作?，F(xiàn)有的信號(hào)拼接和鑲嵌技術(shù)可以做到“移花接木而不為人知，因此，如何防范對(duì)圖像、錄音、錄像數(shù)據(jù)的篡改攻擊是重要的研究課題。基于數(shù)字水印的篡改提示是解決這一問題的理想技術(shù)途徑，通過(guò)隱藏水印的狀態(tài)可以判斷聲像信號(hào)

10、是否被篡改。5.隱蔽通信及其對(duì)抗數(shù)字水印所依賴的信息隱藏技術(shù)不僅提供了非密碼的平安途徑，更引發(fā)了信息戰(zhàn)尤其是網(wǎng)絡(luò)情報(bào)戰(zhàn)的革命，產(chǎn)生了一系列新穎的作戰(zhàn)方式，引起了許多國(guó)家的重視。網(wǎng)絡(luò)情報(bào)戰(zhàn)是信息戰(zhàn)的重要組成局部，其核心內(nèi)容是利用公用網(wǎng)絡(luò)進(jìn)展保密數(shù)據(jù)傳送。迄今為止，學(xué)術(shù)界在這方面的研究思路一直未能打破“文件加密的思維形式，然而，經(jīng)過(guò)加密的文件往往是混亂無(wú)序的，容易引起攻擊者的注意。網(wǎng)絡(luò)多媒體技術(shù)的廣泛應(yīng)用使得利用公用網(wǎng)絡(luò)進(jìn)展保密通信有了新的思路，利用數(shù)字化聲像信號(hào)相對(duì)于人的視覺、聽覺冗余，可以進(jìn)展各種時(shí)空域和變換域的信息隱藏，從而實(shí)現(xiàn)隱蔽通信。四、數(shù)字水印的開展趨勢(shì)雖然數(shù)字水印技術(shù)最初的開發(fā)目的是為理解決數(shù)字媒體的版權(quán)保護(hù)問題，然而在實(shí)際的研究中，數(shù)字水印的應(yīng)用領(lǐng)域遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了版權(quán)保護(hù)領(lǐng)域；同時(shí)，由于目前數(shù)字水印技術(shù)難以解決的串謀攻擊、時(shí)機(jī)攻擊以及解釋攻擊問題，使得數(shù)字水印在版權(quán)保護(hù)、訪問與拷貝控制、數(shù)字指紋等方面的應(yīng)用受到了很大的限制。因此，許多研究者正致力于上述問題的解決，假如這些問題得到解決，數(shù)字水印那么極有可能成為媒體平安領(lǐng)域的重要的技術(shù)基矗但從目前的開展來(lái)看，利用數(shù)字水印技術(shù)進(jìn)展數(shù)字播送監(jiān)聽、媒體內(nèi)容認(rèn)證、小范圍內(nèi)媒體使用跟蹤等方面那么更加實(shí)際可行，而且也