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数字水印工艺与数字信息的保护技术

时间:2021-08-18 来源网站:济南化工机械网

数字水印工艺与数字信息的保护技术

所谓数字水印技术,是将代表著作权人身份的特定信息,按照某种方式植入被保护的信息中,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,确保著作权人的合法利益,避免非法盗版的威胁。被保护的信息可以是任何一种数字媒体,如图像、声音、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。

数字水印的添加过程

下面介绍一个加上数字水印的过程。假设有一幅数字摄影图像,为了标识作者对该作品创作的所有权,可以采用在原图上加入可见标记的方法,但这样可能伤害图像的完整性,因此可以利用数字水印嵌入技术,将作者标识作为一种不可见数据(数字水印)隐藏于原始图像中,达到既注明了所有权又不伤害图像的主观质量和完整性的目的。含水印图像能保持原图的图像格式等信息,并不影响正常信息的复制和处理,从主观质量而言,两幅图像差别微乎其微,无法用肉眼察觉。只有通过特定的解码器才能从中提取隐藏信息。该技术是数字隐藏技术的一个重要应用分支。

数字水印技术并不能直接阻止拷贝行为,而是通过验证产品的所有权来揭露非法拷贝、传播行为,以法律的手段对其进行制裁,间接地打消盗版者非法复制的企图,起到保护知识产权的作用。数字水印的另外一个用途是鉴别资料的真伪。现在,数字相机、数字录像机拍摄出来的影像尚无法作为法庭证据,因为它很容易被篡改。如果在一幅证据照片中嵌入水印,那么对照片所进行的任何修改都会破坏水印,用专门的检测软件就能探测出照片的什么地方被改动过了。

数字水印的基本特征

数字水印有许多特点。因其往往用作版权的标志,因此与通常的信息隐藏和秘密通信有所不同(秘密通信着重于最大限度地隐藏和传送信息),它需要具有如下一些特点:不可见性 即看不到数字水印的存在。

鲁棒性 即当被保护的信息经过某种改动后,比如在传输、JPEG压缩、滤波,图像的几何变换如平移、伸缩、旋转、剪裁等处理下,数字水印不被破坏。

安全性 加入水印和检测水印的方法对没有授权的第三方是绝对保密而且不可轻易破解的,即使被黑客检测到了也不能读出(数字水印需要加密)。

数字水印可以根据具体的应用领域而划分为许多具体的类,例如用于版权保护的鲁棒水印、用于保护数据完整性的易损水印和用于标示数据内容的注释水印等。其中,用于版权保护的鲁棒水印是目前研究的热点。鲁棒水印需要最强的鲁棒性,需要抵抗恶意攻击。

数字水印的通用模型

数字水印技术包括嵌入和检测、提取两个过程。嵌入阶段的设计主要解决两个问题:一是数字水印的生成,可以是一串伪随机数,也可以是与作者有关的字符串、图标等信息经过加密产生;二是嵌入算法,嵌入方案的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中。

检测阶段主要是设计一个相应于嵌入过程的检测算法。检测的结果或是原水印(如字符串或图标等),或是基于统计原理的检验结果以判断水印存在与否。检测方案的目标是使错判与漏判的概率尽量小。

为了给攻击者增加去除水印的不可预测的难度,目前大多数水印制作方案都在加入、提取时采用了密钥,应做到只有掌握密钥的人才能读出水印。

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