数字水印技术介绍

信息来源:http://www.china-cata.org/info_Showc.asp?InfoId=480&ClassId=44&Topid=95

日常生活中为了鉴别纸币的真伪,人们通常将纸币对着光源,会发现真的纸币中有清晰的图像信息显示出来,这就是我们熟悉的“水印”。之所以采用水印技术是因为水印有其独特的性质:第一水印是一种几乎不可见的印记,必须放置于特定环境下才能被看到,不影响物品的使用;第二水印的制作和复制比较复杂,需要特殊的工艺和材料,而且印刷品上的水印很难被去掉。因此水印常也被应用于诸如支票、证书、护照、发票等重要印刷品中,长期以来判定印刷品真伪的一个重要手段就是检验它是否包含水印。现今数字时代的到来,多媒体数字世界丰富多彩,数字产品几乎影响到每一个人的日常生活。如何保护这些与我们息息相关的数字产品,如版权保护、信息安全、数据认证以及访问控制等等,就被日益重视及变得迫切需要了。借鉴普通水印的含义和功用,人们采用类似的概念保护诸如数字图像、数字音乐这样的多媒体数据,因此就产生了“数字水印”的概念。

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。嵌入数字作品中的信息必须具有以下基本特性才能称为数字水印:

a. 隐蔽性:在数字作品中嵌入数字水印不会引起明显的降质,并且不易被察觉。

b. 隐藏位置的安全性:水印信息隐藏于数据而非文件头中,文件格式的变换不应导致水印数据的丢失。

c. 鲁棒性: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。h

数字水印技术是一种信息隐藏技术,它是为适应信息隐藏与跟踪需要而诞生的。该技术不同于数据加密技术。数字水印技术是目前信息安全技术领域的一个崭新方向,是一种可在开放的网络环境下实现信息隐藏与跟踪的新型技术。自1993年以来,国内外开始并尝试一种新的关于信息安全的技术,即将机密资料隐藏到一般的文件中,然后再通过网络来传递。由于非法拦截者从网络上拦截下来的是伪装后的资料,它们看起来与一般非机密资料没有两样,因而十分容易逃过拦截者的破解。其道理如同生物学上的保护色,巧妙地将自己伪装隐藏于环境中,免于被天敌发现而遭受攻击。这一点是常规加、解密系统所欠缺的,也是信息伪装最基本的概念。该技术已引起工业界及军方的浓厚兴趣,并成为国际上非常活跃的研究领域。

数字水印技术将需要的数据添加到载体数据中,通过一定的手段可随时检测其中的信息。因此,该技术要求添加到载体中的信息不破坏载体数据的正常使用此即为水印技术的隐形性要求。同样,载体数据可能经过压缩以便传输、各种信号处理以适应各种需求。因此,此时的水印信息应同样能被检测,即水印技术还应具有稳健性。经过几年来许多研究者的辛勤努力,发现数字水印技术博学必须具有单向性要求,否则该水印技术对隐藏于载体数据中的信息的正确性、唯一性无法证明,即此时信息的真实性可疑。随后,一种基于统计相关分析的水印检测技术改变了这种状况。该技术的检测只使用被检测载体数据,如果数据中含有指定信息,则可以确实隐藏信息的正确性。该技术保证了检测过程的单向性,但这种技术是基于随机检测的相关性误检率很小的事实,攻击者同样可以能冠军无穷多次的试探攻击以达到目的。因此,如何切实有效的降低这种攻击成功的可能性成为研究的重点



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