数字水印概述we
浅谈数字水印技术
浅谈数字水印技术 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”。数字水印技术是将一些标识信息即数字水印直接嵌入数字载体包括多媒体、文档、软件等当中,但不影响原载体的使用价值,也不容易被人的知觉系统如视觉或听觉系统觉察或注意到。人们通过隐藏在多媒体内容中的信息,能够了解到内容的原创者、内容的购买者、是否为正版、是否完整。 一般数字水印系统的通用模型包括嵌入和检测(提取)两个阶段。数字水印的嵌入阶段,嵌入算法的嵌入目标是使数字水印在不可见性和鲁棒性之间找到一个较好的折衷点。检测(提取)阶段主要是设计一个相应于嵌入过程的检测(提取)算法。检测算法一般是以基于统计原理的检验结果来判断水印存在与否,它的目标是使错判与漏判的概率尽量小。提取算法通过提取出水印(如字符串或图标等)并与原始水印进行比较以判断水印是否存在。并且,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在嵌入、检测(提取)时采用了密钥,只有掌握密钥的人才能读出水印。 (1)水印嵌入系统 其功能是把水印信息嵌入到原始图像中,为了能成功地提取水印信号,算法必须使水印对故意或非故意的袭击和失真(相当于信道噪声)具有鲁棒性。 (2)水印的恢复系统 其功能是完成从待检测图像中提取出水印信号。图2 描述了一般的水印恢复过程,其中置信度表明了所考察图像I′ 存在水印的可能性。
图2 数字水印恢复方案 1 数字水印的特点 数字水印应具有以下基本特征:(1)隐蔽性。指水印不可被察觉,不影响媒体产品的使用。(2)鲁棒性。指嵌入水印的图像在经受一定程度的各种有意或无意的图像处理攻击,水印仍能被检测出来。在某种程度上鲁棒性可以反映水印技术的抗干扰能力。(3)安全性。数字水印技术应该使用一个或多个密钥来确保自身的安全,未经授权,用户不能检测出隐藏在原始数据中的水印信息。(4)水印容量:是指载体在不发生形变的前提下可嵌入的水印信息量。嵌入的水印信息必须足以表示多媒体内容的创建者或所有者的标志信息,或购买者的序列号,这样有利于解决版权纠纷,保护数字产权合法拥有者的利益。尤其是隐蔽通信领域的特殊性,对水印的容量需求很大。 2 数字水印的应用 数字水印技术作为数字产品的保护技术,主要应用在这几个方面:(1)版权保护 版权保护:指的是多媒体数据产品的拥有者在公开发表自己的数据产品之前将会对数据产品嵌入隐秘的数字水印。在该多媒体数据产品遇到版权纠纷问题的时候,多媒体数据产品的拥有者就可以使用水印检测算法检测水印,以证明自己的版权归属。数字作品的版权保护是当前的热点问题,由于数字作品的拷贝、修改非常容易,因此原创者不得不加上损害作品的版权标志。数字水印利用其不可感知性,既保证了质量,又保护了数字作品。 (2)数字指纹 多媒体数据产品的拥有者可以在其产品拷贝中嵌入数字指纹,这样可以
数字水印基本原理
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
数字水印技术综述
数字水印技术综述 (湖北武汉 430070) 摘要:介绍了数字水印技术的基本原理。并对其特点、分类、攻击技术及应用领域进行了阐述。同时对数字水印的各种算法进行了分类研究与深入分析。最后指出数字水印今后的研究方向。 关键词:数字水印;水印原理;水印算法;水印应用 Overview on Overview on Digital Watermarking Technology ( Wuhan, Hubei 430070, China) Abstract:The basic concepts of watermark techniques are first introduced,and then the characteristics、classification、attacking techniques and application and applications first expatiated.For further understanding.the watermark technique from the various aspects aye classified and some conventional watermark techniques and algorithms are analyzed in detail.Finally,research direction of digital watermark technology is pointed out. Key words:digital watermarking;watermarking principle;watermarking algorithms ;watermarking application; 0数字水印 随着Internet与数字媒体技术的飞速发展,信息安全问题日益突出,因此,数字媒体的版权保护与信息完整性保证已逐渐成为人们迫切需要解决的一个重要问题,数字水印技术就是在这种需求下迅速发展起来的。 数字水印是通过一定的算法,在图像、视频、音频等多媒体数据中嵌入一个可以标示其知识产权的水印信息。水印信息可以是文字、商标、印章或序列号等可以识别作品的作者、来源、版本、拥有者、发行人或合法使用人对数字产品的拥有权。水印信息通过特殊的方式,可以从宿主信号中提取出水印或是检测出它的存在性。水印不占用额外的带宽。是原始数据不可分离的一部分,并且它可以经历一些不破坏源数据使用价值或商用价值的操作而存活下来。 1数字水印的特征 一般认为数字水印应具有以下特征(1)鲁棒性水印信号在经历多种无意或有意的信号处理后,仍能保持其完整性或仍能被准确鉴别的特性。(2)知觉透明性数字水印的嵌入不应引起数字作品的视/听觉质量下降,即不向原始载体数据中引入任何可知觉的附加数据。(3)内嵌信息量(水印的位率) 数字水印应该能够包含相当的数据容量,以满足多样化的要求。(4)安全性水印嵌入过程(嵌入方法和水印结构)应该是秘密的嵌入的数字水印是统计上不可检测的,非授权用户无法检测和破坏水印。对于通过改变水印图像来消除和破坏水印的企图,水印应该能一直保持存在,直到图像已严重失真而丧失使用价值。(5)实现复杂度低数字水印算法应该容易实现。在某些应用场合(如视频水印),甚至要求水印算法的实现满足实时性要求。(6)可证明性数字水印所携带的信息能够被唯一地、确定地鉴别,从而能够为已经受到版权保护的信息产品提供完全和可靠的所有权归属证明的证据。 2 数字水印的分类 2.1按照嵌入的位置 按照嵌入的位置可分为:(1)空域数字水印:空域数字水印的嵌入是通过直接修改图像的灰度值或是强度值来完成的。(2)变换域数字水印:变换域的数字水印是将图像进行某种变换,通过修改变换域系数来达到嵌入水印的目的。
数字水印技术:概念、应用及现状
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,无论采用传统的密钥系统还是公钥系统,其保护方式都是控制文件的存取,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秘密级别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、认识数字水印 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。 数字水印技术的基本特性: 1. 鲁棒性(robustness):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。可能的信号处理过程包括信道噪声、滤波、数/模与模/数转换、重采样、剪切、位移、尺度变化以及有损压缩编码等。 2.安全性(security):指隐藏算法有较强的抗攻击能力,即它必须能够承受一定程度的人为攻击,而使隐藏信息不会被破坏。 3.透明性(invisibility):利用人类视觉系统或人类听觉系统属性,经过一系列隐藏处理,使目标数据没有明显的降质现象,而隐藏的数据却无法人为地看见或听见。 ***典型的数字水印系统模型: 图 1为水印信号嵌入模型,其功能是完成将水印信号加入原始数据中;图 2为水印信号检测模型,用以判断某一数据中是否含有指定的水印信号。
数字水印算法介绍
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 数字水印和数字产品的 版权保护 文件编码(008-TTIG-UTITD-GKBTT-PUUTI-WYTUI-8256) 数字水印和数字产品的版权保护 . 孔祥维 (大连理工大学信息学院, 116023) 杨德礼胡祥培 (大连理工大学管理学院, 116023) 摘要全球迅猛发展的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 使得数字媒体的版权保护问题日益突出。本文介绍了最新的 多媒体版权保护技术-数字水印的概念,在阐述数字水印的 分类和特性的基础上,提出了以数字水印为基础的数字作品 版权保护系统,并研究了数字水印系统的处理框架和数字水 印算法。最后对数字水印技术进行了展望。 关键词数字水印数字产品保护版权保护系统 1 引言 随着多媒体技术和数字传输的迅猛发展,因特网和CD-ROM上的数字媒体应用正在呈爆炸式的增长。数字信号处理和网络传输技术可以对数字媒体(数字声音、文本、图像和视频)的原版进行无限制的任意编辑、修改、拷贝和散布,造成数字媒体作品的原创者巨大的经济损失,并对数字媒体的安全权限提出了挑战,促使数字媒体的知识产权保护和?国家自然科学基金重点项目() 信息安全问题日益突出,并已成为数字世界的一个非常重要和紧迫的议题。 目前的信息安全技术基本上以密码学理论为基础的,采用的传统方法是将文件加密成密文的密钥系统或公钥系统,提高加密、解密系统密级的方法是不断增加密钥的长度。据报道:56 bit长密钥的DES可在20多小时内攻破,因而这种方法在实际中变得越来越不安全[1]。另外这种将文件加密成密文的方法,在将密文解开后就失去了保密意义;加密的密文还容易引起许多好事者的兴趣,触发他们积极破译的激情。数字签名技术是一种较新的技术。已用于检验短信息的正式可靠性,虽然数字签名的标准已被许多国家采纳,可以通过私有密钥对数字产品进行签名,检测算法可用来检测产品的内容是否符合相应的签名,但因对多媒体中需要大量的签名,因而对多媒体保护的不适用也不方便。由此可见目前的保密方法在当今广泛应用的Internet多媒体信息安全中难以起到全 面保障的作用。 数字水印技术是九十年代中期信息安全领域的一个新方向。它是指用 信号处理的方法 在数字化的多媒体数据中嵌入隐蔽的水印标记,并使人的感知系统察觉 不出来,隐藏的水印标记只有通过专用的检测器才能提取出来的一种最 新的多媒体保密技术。 数字水印技术源于是在开放的网络环境下保护多媒体版权的新型技 术,它可验证数字产品的版权拥有者、识别销售商、购买者或提供关于 数字产品内容的其他附加信息,并将 这些信息以人眼不可见的形式嵌入在数字图像或视频序列中,用于确认 数字产品的所有权和跟踪侵权行为。除此之外,它在证据篡改鉴定,数 数字信号处理课程设计报告 题目:语音信号水印技术系统设计 系(院): 专业: 班级: 学号: 姓名: 指导教师: 学年学期:2013 ~ 2014 学年第学期 2013年月日 摘要 随着网络和信息技术的发展,越来越多的数字多媒体信息通过网络进行传播,与传统的模拟媒体相比,数字媒体产品的编辑、复制和传播都很方便,它一方面促进了社会的进步与发展,另一方面正是这些优点突出了版权问题。由于数字多媒体信息很容易被未经授权的用户复制,且采用传统密码方法加密,不能完全解决盗版问题。 数字水印技术正是应运而生的信息隐藏技术,它通过特定的水印算法把版权信息嵌入在数字产品中,被嵌入的可以是一段文字、标识、序列号等等,人们无法从表面上感知水印的存在,只有专用的检测仪器或计算机软件才可以检测出隐藏的数字水印,从而达到了保护数字作品的所有者利益的目的,并促进了数字产品的开发与使用。在数字产品中,音频数据产品的版权保护也显得越来越重要,因为随着数字化音像制品和音乐制品的大量制作与发行,一个令人关注的突出问题是网上下载音乐对传统CD 业的巨大冲击。音频水印技术主要利用了人类听觉模型,在不影响音频信号质量的前提下,将水印信息隐藏在人耳不能感知的位置,来隐藏水印数据。本文主要研究语音信号水印技术,利用小波变换的优点和特性对音频信号嵌入水印,并提取。使嵌入水印音频想好具有良好的安全性,鲁棒性和不可感知性。 关键词数字水印嵌入提取小波变换 目录 1 课题综述 (1) 1.1数字水印技术的介绍 (1) 1.2 数字水印设计原理 (2) 2系统分析与设计 (3) 2.1涉及基础知识 (3) 2.2算法的流程图 (5) 2.3算法实现 (5) 3代码编写 (7) 3.1主要代码 (7) 3.2程序调试 (10) 3.3程序运行与测试 (10) 结论 (14) 致谢 (16) 参考文献 (17) 华清学院课程设计(论文) 课程名称:图像数字水印技术在信息安全中的应用院(系):信息与控制工程系 专业班级:通信1102 姓名:党浩 学号: 201106020211 2014年 12 月 17 日 西安建筑科技大学华清学院课程设计(论文)任务书 专业班级:通信1102班学生姓名:党浩指导教师(签名): 一、课程设计(论文)题目 图像水印技术的在信息安全中的应用 二、本次课程设计(论文)应达到的目的 通过课程设计让学生较深入地理解信息网技术在通信工程专业系列课程中的地位、作用和意义;加深对基本概念和基本原理的理解和应用,并能够用所学知识分析、初步设计和解决与网络应用相关的现实技术问题,在实践中能够举一反三。 三、本次课程设计(论文)任务的主要内容和要求(包括原始数据、技术参数、设计要求等) 主要内容: 1)掌握图像处理的基本方法和原理 2) 掌握水印技术的相关概念及水印技术在信息安全中应用原理; 要求: 1)掌握图像水印算法; 2)写出相应算法的MATLAB程序,并给出仿真结果; 四、应收集的资料及主要参考文献: 1)《数字图像处理》,王慧琴,北京邮电大学出版社; 2)《数字信号处理》,朱光明译,机械工业出版社 3)《MATLAB数字信号处理》,王彬,机械工业出版社 五、审核批准意见 教研室主任(签字) 目录 摘要 (3) 第一章绪论 (4) 第二章图像数字水印技术的基本原理及算法 (5) 2.1图像数字水印的基本原理 (5) 2.1.1水印的生成 (5) 2.1.2 水印的嵌入 (5) 2.1.3 水印的提取和检测 (6) 2.1.4 仿真实验结果 (7) 2.1.5 水印的评价标准 (8) 2.2图像数字水印具备的特点 (9) 2.3图像数字水印算法 (10) 第三章MATLAB在图像数字水印技术中的应用 (13) 3.1 MATLAB图像处理函数简介 (15) 3.2 MATLAB在水印预处理中的应用 (15) 3.3 MATLAB在图像数字水印实现中实用、高效的体现 (17) 参考文献 (19) 数字水印技术概论 【摘要】本文就数字水印科学保护技术展开探讨,通过原理定义论述、领域背景介绍与应用探讨,明晰了技术核心应用价值。对促进数字水印技术的继续深化拓展,发挥对电子信息相关数据产品的可靠安全保护职能,有积极有效的促进作用。 【关键词】数字水印;应用;保护 0.前言 信息时代,各类信息化数字技术扩充发展,针对丰富数字信息的安全保护需求也日益扩充。基于数字文档可方便快捷的复制、篡改与盗取,因而令其产权保护面临一定困难。同时数字图像具有一定适应性特征,可供用户任意设计更新并为己所用。为此应科学探究一种良好的数据可靠加密保护技术,进而有效应对不良信息篡改、窃取、盗用问题。本文基于这一目标引入水印数字技术探讨,该技术通过印记图形加密有效保护版权信息,形成印记图形同原始保持一致,基于一定标准形成水印图像,进而探究非法复制信息、相关违规产品的不良流通应用。该技术核心特征在于潜入模式,是通过视觉设想推理阐释实效的科学方式。 1.数字水印技术概述 1.1数字水印技术原理内涵 数字水印技术是一类进行数据产品安全保护、信息内容科学检测,通过嵌入模式将相关序列代码或用户定义标识引入信息中,并可基于相关算法进行水印提取,进而实施保护信息版权检验的科学技术方式。可有效维护产权人享有的产品版权利益,杜绝非法盗版问题。数字水印技术所保护的对象可以是媒体,数据文档、工具软件、视频音频资料、信息图像等丰富内容,包括生成水印、相关嵌入过程、综合信息测试与提取水印等实践环节。 数字水印核心原理在于通过针对宿主进行标识信息嵌入形成水印,令其具备无法感知的良好属性,进而确保信息数据安全性。同时需要遵循相应感知规则,令水印信息具有充分冗余性,即可通过分段数据实现恢复。 1.2数字水印具体类别 数字水印基于出发点各异性,令其种类划分各不相同,并体现了一定的联系渗透属性。依据水印特征,可将其划分成健壮与脆弱水印。前者可服务于数字作品资源中进行著作权相应表述,通过水印嵌入可满足综合编辑实践需求。后者则可实现数据完整统一保护,基于对更新信号的敏锐反映性,可依据其水印状况进行数据信息安全程度分析判别。依据水印媒体,可将其分为图像、视频、音频水印、文本与网格水印形式。而基于检测流程,数字水印则包括明文与盲水印等。前者检测进程要利用原始信息,后者则应利用密钥。 基于水印不同内容,可将数字水印定义为有意义以及无意义形式。前者即水印自身同时代表数字图像或音频数据编码,而后者则仅仅代表序列号。 1.3数字水印技术服务应用领域 数字水印技术基于优质属性、科学原理,在数字化、信息化社会建设与市场经济发展中体现了较大的应用潜能,可在电子商务领域、多媒体技术服务、广播媒介中发挥综合优势。数字水印技术具备良好的版权保护功能,基于来源信息与版权内容嵌入,有效预防不良侵权行为,体现良好安全的版权保护能效,当然其实践应用对数字水印提出了显著的鲁棒性要求。同时,数字水印技术科有效实现 中图分类号:TP391.41 文献标识码:A 文章编号:1009-2552(2007)09-0008-04 数字水印的应用及需求分析 孙水发,李海军,蒋 铭,万钧力 (三峡大学电气信息学院,宜昌443002) 摘 要:给出了一个完整的数字图像水印通信系统模型,对其中各个功能模块进行了分析。从应用的角度给出了数字水印的分类方法,给出了包括数字版权保护,数字指纹在内的数字水印技术的几个典型应用,在这些应用环境下对水印算法的具体要求进行了详细的分析。研究具体的数字水印技术的应用及其环境,分析其对数字水印技术的要求,对设计相应的数字水印算法将具有一定指导作用。 关键词:数字水印;应用;需求分析 Application and requirement analysis of digital watermarking SUN Shui fa,LI Hai jun,JIANG Ming,WAN Jun li (College of Electrical Engineering and Information T echnology,C hina Three Gorges U niversity,Y ichang443002,China) Abstract:A c omple ted communication model of digital watermarking is given and its modules are analyzed. Several differential methods for digital watermarking are given.Some performance para meters,such as percep tive quality,reliability in detection and payload capacity are defined and their relationships are analyzed. Some applications of digital watermarking,including proofing of ownership and fingerprinting,are described and the requirements of these applications are analyzed in detail. Key w ords:digital watermarking;application;requirements analysis 0 引言 从Tirkel等人提出数字水印(电子水印)的概念以来[1-2],数字水印技术得到了长足的发展,到现在已经逐步深入和成熟。在水印嵌入及解码方面,经历了从最初简单的基于LSB的位平面的调整算法[1-2],到Cox等人提出的基于扩频技术的数字水印算法[3]和Barni等人提出的DC T(Discrete Cosine Transformation离散余弦变换)域盲水印算法[4],以及Phil提出的基于模型的数字水印算法[5]等等。在水印攻击方面,简单的方法有线性滤波,几何变换, JPEG压缩等,还有Martin Kutter等提出的基于拷贝的攻击方法[6],Cox等人提出的联合攻击方法[3],以及Craver等人利用水印算法提取水印时需要原始图像的弱点而提出的虚假水印攻击方法[7]等一些特殊攻击方法。并且,对于各种攻击方法,相应也提出了应对措施[6-8]。在应用方面,最基本的应用是将水印应用于版权保护,而Busch等人提出将水印技术应用于实时视频领域[9],很好地扩展了水印技术的应用范围。在水印算法测试方面,Martin Kutter等提出了一个公平的测试及评价水印算法的一般性框架[10],而且相应的测试水印算法性能的软件StirMark[11],Optimark[12],Checkmark[13]也已经出现, Solachidis等人针对Stir Mark的弱点提出了新的水印算法测评标准[14]。在理论方面,最初的水印系统将原始的媒体数据当作噪声来处理:在非盲的水印系统中[1-3],接收方通过将接收到的信息与原始的媒体数据相减从而得到水印信息;在盲的水印系统中[4],接收方通常根据媒体数据噪声模型设计相应的最佳接收机实现检测。C ox等从水印的检测方出发[14],将宿主媒体看成通信系统的状态信息,据此得出数字水印是一个带有边信息的通信过程的结论。Cachin用似然假设检验理论分析了在受到被动 收稿日期:2007-02-08 基金项目:湖北省教育厅自然科学基金(D200613003) 作者简介:孙水发(1977-),博士,讲师,硕士生导师,主要研究方向为信息隐藏,多媒体信号处理及其应用。 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 宇飞数字水印技术及其应用介绍 单位:成都宇飞信息工程有限责任公司 注册地址:成都市科华北路153号宏地大厦8层B座 邮编:610041 公司负责人:华建和 联系电话:028-******** 139******** 电子邮箱:139016006@https://www.360docs.net/doc/4f2094801.html, 公司网址:https://www.360docs.net/doc/4f2094801.html, 目录 一、数字水印技术简介 ................................................................................................................... - 3 - 1、数字水印技术的特性 (3) 2、数字水印技术的优势 (4) 3、数字水印技术的核心及原理 (4) 二、宇飞数字水印技术的创新和商业应用状况 ........................................................................... - 6 - 1、与国际、国内同类技术研究相比我们的创新: (6) 2、宇飞公司数字水印的技术研究水平与差距 (7) 3、宇飞数字水印技术的商业应用状况 (7) 4、宇飞数字水印技术应用领域及商品化形态: (7) 1)数字水印用于印刷、打印防伪领域 (8) 2)数字水印用于版权保护领域 (15) 3)数字水印用于信息安全领域 (17) 三、公司简介及行业资质 ............................................................................................................. - 21 - 1、公司简介 (21) 2、首席专家简介 (22) 3、申请和获得的专利及标准 (22) 4、相关媒体报道 (23) 5、公司相关资质及荣誉 (24) 数字水印技术综述 【摘要】本文介绍了数字水印技术的基本原理。并对其特点、分类、攻击技术及应用领域进行了阐述,同时对数字水印的各种算法进行了分类研究与深入分析,最后指出数字水印今后的研究方向。 【关键词】数字水印;水印原理;水印算法;水印应用 1什么是数字水印 所谓数字水印(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。比如我们通过一定的算法,在图像、视频、音频等多媒体数据中嵌入一个可以标示其知识产权的水印信息。水印信息可以是文字、商标、印章或序列号等可以识别作品的作者、来源、版本、拥有者、发行人或合法使用人对数字产品的拥有权。水印信息通过特殊的方式,可以从宿主信号中提取出水印或是检测出它的存在性。这样的水印不占用额外的带宽,是原始数据不可分离的一部分,并且它可以经历一些不破坏源数据使用价值或商用价值的操作而存活下来。 2数字水印的特点 一般认为数字水印应具有以下特征:(1)鲁棒性:水印信号在经历多种无意或有意的信号处理后,仍能保持其完整性或仍能被准确鉴别的特性。(2)知觉透明性:数字水印的嵌入不应引起数字作品 的视/听觉质量下降,即不向原始载体数据中引入任何可知觉的附加数据。(3)水印容量(水印的位率):数字水印应该能够包含相当的数据容量,以满足多样化的要求。(4)安全性:水印嵌入过程(嵌入方法和水印结构)应该是秘密的,数字水印是统计上不可检测的,非授权用户无法检测和破坏水印。对于通过改变水印图像来消除和破坏水印的企图,水印应该能一直保持存在,直到图像已严重失真而丧失使用价值。(5)实现复杂度低:数字水印算法应该容易实现。在某些应用场合(如视频水印),甚至要求水印算法的实现满足实时性要求。(6)确定性:数字水印所携带的信息能够被唯一地、确定地鉴别,从而能够为已经受到版权保护的信息产品提供完全和可靠的所有权归属证明的证据。 3数字水印的分类 数字水印按照嵌入的位置可分为空域数字水印、变换域数字水印;按照水印的检测方式可分为私有水印、半私有水印和公开水印;按照水印的抗攻击能力可分为易损水印、鲁棒水印;按照水印的选取形式可分为序列水印、标识信息水印、标志图像水印;按照水印的可见性可分为可见水印、不可见水印;按照载体数据的性质可以将数字水印划分为图像水印、音频水印、视频水印、文本水印等等。4数字水印的基本原理 数字水印包含两个基本方面:水印的嵌入和水印的提取或检测。水印可由多种模型构成,如随机数字序列、数字标识、文本以及图 数字水印技术简介 摘要:数字水印作为一种保护数字媒体文件产权的方法,近几年来已成为国内外研究的热点。本文简要介绍了数字水印技术的需求背景及研究意义、数字水印的系统模型、数字水印的分类和数字水印技术的主要应用,最后介绍了数字水印技术存在问题和未来的研究方向。 关键词:数字水印;数字媒体;版权保护 中图分类号:tp391文献标识码:a文章编号:1007-9599 (2011) 24-0000-02 the introduction of digital watermarking techniques li yang (xi’an vocational and technical college,xi’an710077,china) abstract:as an effective method to provide copyright protection for digital media,digital watermarking has received considerable attention all over the world in recent years.this paper introduces the background of the demand for and research significance of digital watermarking techniques,the basic communication model of watermarking,the classification of watermarking,applications of watermarking and last open issues and possible future research directions. keywords:digital watermarking;digital media;copyright 数字水印和数字产品的 版权保护 数字水印和数字产品的版权保护 . 孔祥维 (大连理工大学信息学院, 116023) 杨德礼胡祥培 (大连理工大学管理学院, 116023) 摘要全球迅猛发展的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,但同时使得数字媒体的版权保护问题日益突 出。本文介绍了最新的多媒体版权保护技术-数字水 印的概念,在阐述数字水印的分类和特性的基础上, 提出了以数字水印为基础的数字作品版权保护系统, 并研究了数字水印系统的处理框架和数字水印算法。 最后对数字水印技术进行了展望。 关键词数字水印数字产品保护版权保护系统 1 引言 随着多媒体技术和数字传输的迅猛发展,因特网和CD-ROM上的数字媒体应用正在呈爆炸式的增长。数字信号处理和网络传输技术可以对数字媒体(数字声音、文本、图像和视频)的原版进行无限制的任意编辑、修改、拷贝和散布,造成数字媒体 作品的原创者巨大的经济损失,并对数字媒体的安全权限提出?国家 了挑战,促使数字媒体的知识产权保护和信息安全问题日益突出,并已成为数字世界的一个非常重要和紧迫的议题。 目前的信息安全技术基本上以密码学理论为基础的,采用的传统方法是将文件加密成密文的密钥系统或公钥系统,提高加密、解密系统密级的方法是不断增加密钥的长度。据报道:56 bit长密钥的DES可在20多小时内攻破,因而这种方法在实际中变得越来越不安全[1]。另外这种将文件加密成密文的方法,在将密文解开后就失去了保密意义;加密的密文还容易引起许多好事者的兴趣,触发他们积极破译的激情。数字签名技术是一种较新的技术。已用于检验短信息的正式可靠性,虽然数字签名的标准已被许多国家采纳,可以通过私有密钥对数字产品进行签名,检测算法可用来检测产品的内容是否符合相应的签名,但因对多媒体中需要大量的签名,因而对多媒体保护的不适用也不方便。由此可见目前的 保密方法在当今广泛应用的Internet多媒体信息安全中难以起到全面保障的作用。 数字水印技术是九十年代中期信息安全领域的一个新方向。它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水印标记,并使人的感知系统察觉不出来,隐藏的水印标记只有通过专用的检测器才能提取出来的一种最新的多媒体保密技术。 数字水印技术源于是在开放的网络环境下保护多媒体版权的新型技术,它可验证数字产品的版权拥有者、识别销售商、购买者或提供关于数字产品内容的其他附加信息,并将 这些信息以人眼不可见的形式嵌入在数字图像或视频序列中,用于确认数字产品的所有权和跟踪侵权行为。除此之外,它在 ---- 作为感觉器官的眼睛和耳朵并不是完美无缺的,它们有许多可以被数字水印技术利用的缺陷。近年来,认知科学的飞速发展为数字水印技术奠定了生理学基础, 人眼的色彩感觉和亮度适应性、人耳的相位感知缺陷都为信息隐藏的实现提供了可能的 途径。另一方面,信息论、密码学等相关学科又为数字水印技术提供了丰富的理论资源 ;多媒体数据压缩编码与扩频通信技术的发展为数字水印提供了必要的技术基础。 ----最有生命力的研究课题往往处在多学科交叉的位置上,数字水印就是这样一个涉及多个领域、涵盖多种技术的研究方向。 三个研究层次 ----与其他技术类似,数字水印的研究也可以分为基础理论研究、应用基础研究和应用研究三个层次。 ----1.基础理论研究 ----数字水印基础研究的目的是建立数字水印的理论框架,解决水印信量分析、隐蔽性描述等基本理论问题。 ----数字水印源自古老的密写术。长久以来,密写技术由于缺乏理论依据,始终没有发展成为一门学科。但在认知科学和信号处理理论的基础上,充分借鉴密码学的成 果,我们完全可以建立数字水印技术的理论框架,分析数据量与隐蔽性之间的关系,使 得在给定需要保护的数据后,能有一套可靠的标准来选择水印方案,并能综合评判各种 ----2.应用基础研究 ----应用基础研究的主要方向是针对图像、声音、视频等多媒体信号,研究相应的水印隐藏与解码算法,以及能抵御仿射变换、滤波、重采样、色彩抖动、有损压缩的 鲁棒数字水印技术。 ----3.应用研究 ----应用研究以水印技术的实用化为目的,研究各种标准多媒体数据文件格式的水印算法。水印应用研究特别要面向Internet上广为使用的各种数据文件,包括JPEG压 缩图像、MPEG2压缩视频、WAV、MIDI、MP3音频文件、AVI及三维动画文件、PS和PDF标 准文本、voice mail或video mail等多媒体邮件格式。 ----另外,为了抢占先机,还必须注意研究针对尚未形成标准的多媒体数据文件的水印算法,如新一代视频压缩标准MPEG4、各种流媒体文件等。 ----票据防伪也是数字水印的一个重要应用领域,各种防伪票据水印的研究也不容忽视。 理论模型与信量分析 ----在信息论中,香农(Shannon)的信道公式与保密通信公式一直是通信科学 发展的指南针,虽然信息论中的许多结论都是在大量假设的前提下得出的,其中一些假数字水印和数字产品的版权保护
语音信号数字水印技术
图像数字水印技术在信息安全中的应用概述
数字水印技术概论
数字水印的应用及需求分析
数字水印的历史及国内外发展现状
数字水印技术及其应用
数字水印技术综述
数字水印技术简介论文
数字水印和数字产品的版权保护完整版
数字水印的关键技术