水印技術論文范文

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第1篇

秘密共享源于經典密碼理論，是指將共享的秘密在一個用戶集團里進行合理分配，以達到由所有集團成員共同掌管秘密的目的[7，8]。秘密一旦被共享，集團里任何單個成員都能且僅能在集團中其它成員的同意下合作得到該秘密。一個秘密共享體制由秘密的分發者D、參與者集合P={P1，P2，…，PN}、接入結構Γ、秘密空間S、分配算法、恢復算法等要素構成，其中Γ是由P的某些子集作為元素組成的集合，即Γ2Γ，其元素稱為Γ的授權子集。一個P上的滿足一般接入結構Γ的秘密共享方案是指：

(1)對于Γ的任何一個授權子集A∈Γ，A中的全體成員可以利用他們所擁有的秘密份額來恢復秘密S；

(2)對于Γ的任何一個非授權子集BP，BΓ，B中的成員無法利用他們的秘密份額來重新恢復秘密S。

秘密共享的概念最早由Shamir和Blakley在1979年提出，并給出(r，n)秘密共享門限方案。所謂(r，n)(其中r、n為正整數，且r≤n)秘密共享門限方案是指在用戶數為n的用戶集團內共享某個秘密(如K)的方法。在這個方法中，任意r個屬于集團的用戶都能合作計算出K的值，但當用戶個數少于r時不能計算出K。如n個用戶間共享一個密鑰K，每個用戶i持有一個密鑰碎片ki(i=1，2，3，…，n)，基于其中任意不同的r(r≤n)個密鑰碎片ki1，ki2，…，kir(1≤i1，i2，…，ir≤n)都可以恢復出密鑰K，而由任意r-1個或更少的密鑰碎片都不能得出關于密鑰K的信息。

應用(r，n)秘密共享體制，攻擊者必須獲得超過一定數量(門限值r)的秘密碎片才能獲得密鑰，這樣提高了系統的安全性；當某些碎片(不超過n-r個)丟失或被毀時，利用其它秘密份額仍然能夠獲得秘密，這樣提高了系統的可靠性。在恢復秘密K時，參與者必須提供正確的秘密份額，否則恢復會失敗，不正確的秘密份額又稱為惡意子密。秘密共享體制在實際當中應用廣泛，可用于分散重要的信息，如通信密鑰的管理、數據安全、銀行網絡管理、導彈控制發射等。

對于聯合數字水印來說，其嵌入過程與一般水印的嵌入過程相同。但是在聯合用戶的應用背景下，當檢測過程不成功時，嵌入單一聯合數字水印不具備分辨單個聯合用戶的能力。例如設用戶為A、B，當水印檢測成功時，即可認定用戶A、B都為具有部分聯合所有權的用戶，而且A、B一起擁有對水印作品的所有聯合所有權。但當水印檢測不成功時，無法分辨下列三種所有權分布情況：

(1)用戶A、B皆為不合法的聯合用戶。

(2)僅用戶A為不合法的聯合用戶。

(3)僅用戶B為不合法的聯合用戶。

為了分辨單個聯合用戶，除了嵌入生成的長度為2L的聯合數字水印W外，用戶A可以嵌入自己的長度為L的水印W1，同時用戶B也嵌入屬于用戶B的長度為L的水印W2。這樣檢測結果可能有以下情形：

(1)成功檢測到所有水?。篧、W1、W2。

(2)水印W、W1檢測不成功，僅成功檢測水印W2。

(3)水印W、W2檢測不成功，僅成功檢測水印W1。

(4)所有水印檢測均不成功。

對以上情形分別判斷為：

(1)所有水印被成功檢測，用戶A、B都為合法聯合用戶。

(2)僅成功檢測水印W2，那么僅用戶B都為合法聯合用戶。

(3)僅成功檢測水印W1，那么僅用戶A都為合法聯合用戶。

(4)所有水印均不能被成功檢測，用戶A、B都不具備聯合所有權。

[摘要]本文簡要介紹數字水印技術的定義，給出了數字水印系統框架的描述，并大致介紹了聯合數字水印的一些思想。針對DCT變換在比特率較低時，會出現明顯塊效應的缺點，提出一種采用Gabor變換的嵌入方法，使聯合數字水印技術更加完善。

[關鍵詞]數字水印聯合數字水印秘密共享體制離散余弦變換DCT

參考文獻：

[1]陶亮，陶林.DGT與DCT在圖像編碼中的性能比較.

[2]陳海永.DCT域圖像水印算法的研究.

[3]陶亮，莊鎮泉.二維實值離散Gabor變換與DCT在圖像編碼中性能的比較.200.

第2篇

【關鍵詞】數字水?。浑[蔽性；魯棒性

隨著信息時代的到來，特別是Internet的普及，信息的安全保護問題日益突出。當前的信息安全技術基本上都以密碼學理論為基礎，無論是采用傳統的密鑰系統還是公鑰系統，其保護方式都是控制文件的存取，即將文件加密成密文，使非法用戶不能解讀。但隨著計算機處理能力的快速提高，這種通過不斷增加密鑰長度來提高系統密級的方法變得越來越不安全。另一方面，多媒體技術已被廣泛應用，需要進行加密、認證和版權保護的聲像數據也越來越多。數字化的聲像數據從本質上說就是數字信號，如果對這類數據也采用密碼加密方式，則其本身的信號屬性就被忽略了。最近幾年，許多研究人員放棄了傳統密碼學的技術路線，嘗試用各種信號處理方法對聲像數據進行隱藏加密，并將該技術用于制作多媒體的“數字水印”。

一、數字時代的密寫術———數字水印

數字水印（DigitalWatermark）技術是指用信號處理的方法在數字化的多媒體數據中嵌入隱蔽的標記，這種標記通常是不可見的，只有通過專用的檢測器或閱讀器才能提取。數字水印是信息隱藏技術的一個重要研究方向。嵌入數字作品中的信息必須具有以下基本特性才能稱為數字水?。?/p>

（一）隱蔽性

嵌入水印后的數據與原始數據相比，應感覺不到差別。嵌入水印后的數據不應該包括人們可以感覺到的失真而造成原始數據質量下降，這是一個具有主觀性的屬性，因而目前沒有一個定量的標準來衡量。

（二）魯棒性

所謂魯棒性是指在經歷多種無意或有意的信號處理過程后，數字水印仍能保持完整性或仍能被準確鑒別。嵌入水印后的數據經受對數據一些惡意的處理，譬如濾波、再量化、抖動等以及一些蓄意的攻擊后，應該還能得到嵌入的數據。

（三）密鑰的唯一性

即不同的密鑰不應產生等同的水印。

（四）檢測的可靠性

水印檢測出錯的概率應小于某一合適門限值。這一特性描述了水印檢測算法必須具有一定的確信度。

二、數字水印的分類

數字水印技術可以從不同的角度進行劃分。

（一）按特性劃分

按水印的特性可以將數字水印分為魯棒數字水印和脆弱數字水印兩類。

（二）按水印所附載的媒體劃分

按水印所附載的媒體，我們可以將數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格模型的網格水印等。

（三）按檢測過程劃分

按水印的檢測過程可以將數字水印劃分為明文水印和盲水印。明文水印在檢測過程中需要原始數據，而盲水印的檢測只需要密鑰，不需要原始數據。

（四）按內容劃分

按數字水印的內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字圖像或數字音頻片段的編碼；無意義水印則只對應于一個序列號。

（五）按用途劃分

按水印的用途，我們可以將數字水印劃分為票據防偽水印、版權保護水印、篡改提示水印和隱蔽標識水印。

（六）按水印隱藏的位置劃分

按數字水印的隱藏位置，我們可以將其劃分為時（空）域數字水印、頻域數字水印、時/頻域數字水印和時間/尺度域數字水印。

三、數字水印的應用

多媒體技術的飛速發展和Internet的普及帶來了一系列政治、經濟、軍事和文化問題，產生了許多新的研究熱點，以下幾個引起普遍關注的問題構成了數字水印的研究背景。

（一）數字作品的知識產權保護

數字作品的版權保護是當前的熱點問題。由于數字作品的拷貝、修改非常容易，而且可以做到與原作完全相同，所以原創者不得不采用一些嚴重損害作品質量的辦法來加上版權標志，而這種明顯可見的標志很容易被篡改?！皵底炙　崩脭祿[藏原理使版權標志不可見或不可聽，既不損害原作品，又達到了版權保護的目的。然而實事求是地說，目前市場上的數字水印產品在技術上還不成熟，很容易被破壞或破解，距離真正的實用還有很長的路要走。（二）商務交易中的票據防偽

隨著高質量圖像輸入輸出設備的發展，特別是精度超過1200dpi的彩色噴墨、激光打印機和高精度彩色復印機的出現，使得貨幣、支票以及其他票據的偽造變得更加容易。另外，在從傳統商務向電子商務轉化的過程中，會出現大量過度性的電子文件，如各種紙質票據的掃描圖像等。即使在網絡安全技術成熟以后，各種電子票據也還需要一些非密碼的認證方式。數字水印技術可以為各種票據提供不可見的認證標志，從而大大增加了偽造的難度。

（三）聲像數據的隱藏標識和篡改提示

數據的標識信息往往比數據本身更具有保密價值。沒有標識信息的數據有時甚至無法使用，但直接將這些重要信息標記在原始文件上又很危險。數字水印技術提供了一種隱藏標識的方法，標識信息在原始文件上是看不到的，只有通過特殊的閱讀程序才可以讀取。這種方法已經被國外一些公開的遙感圖像數據庫所采用。此外，數據的篡改提示也是一項很重要的工作。現有的信號拼接和鑲嵌技術可以做到“移花接木”而不為人知，因此，如何防范對圖像、錄音、錄像數據的篡改攻擊是重要的研究課題。基于數字水印的篡改提示是解決這一問題的理想技術途徑，通過隱藏水印的狀態可以判斷聲像信號是否被篡改。

（四）隱蔽通信及其對抗

數字水印所依賴的信息隱藏技術不僅提供了非密碼的安全途徑，更引發了信息戰尤其是網絡情報戰的革命，產生了一系列新穎的作戰方式，引起了許多國家的重視。網絡情報戰是信息戰的重要組成部分，其核心內容是利用公用網絡進行保密數據傳送。迄今為止，學術界在這方面的研究思路一直未能突破“文件加密”的思維模式，然而，經過加密的文件往往是混亂無序的，容易引起攻擊者的注意。網絡多媒體技術的廣泛應用使得利用公用網絡進行保密通信有了新的思路，利用數字化聲像信號相對于人的視覺、聽覺冗余，可以進行各種時（空）域和變換域的信息隱藏，從而實現隱蔽通信。

四、數字水印的未來

數字水印技術還有很多其它用途，并且其應用領域還在不斷擴大。除了技術發展，市場營銷和商業規劃也極為重要，并且需要有深度的分析與戰略計劃。技術推廣和普及也必不可少，以保證市場為接受數字水印技術做好準備。對此提出一些想法。

第一，如何利用水印算法，在網絡環境中解決多媒體信息安全問題，成為了當前一個研究熱點。多媒體信息的安全問題是：安全傳遞、訪問控制和版權保護。通迃加密解密可以實現前兩個目的，但是，解密后的數據可以隨意在網絡上分布、傳播。在數字內容中嵌入唯一的標志（即數字水印），在出現爭端糾紛時，根據提出的水印，可以證明真正的版權擁有者，或者找出非法傳播的人。但是，這些應用只是被動的在爭端發生時才體現出來，而且由于缺乏相應的法律支持，這些想法沒有真正的實施。因此，有人提出數字水印，利用移動技術，在網絡上自動搜尋非法或未授權的數字媒體內容，但是，其前提是主機需要安裝相應的程序，因而帶來了新的安全問題。我們提出在網絡通信路上，如在路由器中加入水印檢測算法（數字水?。?，在網路上檢測非法傳播，從而杜絕網絡上數字媒體內容的非法傳播。

第二，目前關于多播體系下嵌入水印的方案有人已經提出。但是，在此方案下的水印需要滿足的具體特性，還沒有詳細的考察。傳統的多播基于Internet首先要研究多播體系下的水印算法需要滿足的特性，然后，針對特性設計相應的水印算法。

第三，數字影院的建設需要利用數字水印保護，通過嵌入不同版本的水印，跟蹤非法泄漏。其中，對于小規模的應用，只要嵌入魯棒水印，就可以很好地滿足要求。對于大規模應用，則主要考慮共謀攻擊。另外，還要結合數字影院的體系結構，如果采用多播，則要結合網絡特性和壓縮編碼。

第四，提出activewatermark概念。首先，在媒體中嵌入不同等級的水印，決定用戶的權限，在網絡中檢測提取水印，路由器根據這些水印的權限，決定是否轉發，并且提供截獲的詳細報告。其次，在防火墻中嵌入水印模塊，對出去的媒體內容，提取水印，根據水印判斷是否為重要的內容，不能外泄，對局域網的多媒體內容提供有效保護；對傳進來的多媒體內容，可以根據提取的水印判斷員工是否有權使用，從而防止出現不必要的違法侵權行為。

【參考文獻】

[1]周瑞輝，荊繼武．信息安全的新興領域--信息隱藏[J]．計算機應用研究，2001，(7)．

第3篇

[論文摘要]電子商務的迅速發展，使電子商務安全問題不容忽視。從數字水印技術的信息隱藏、不可見性，魯棒性，安全性等特點出發，把數字水印技術應用到電子商務安全保護中，解決電子商務安全中的數字作品版權信息驗證，電子票據保護，身份鑒別、篡改提示等問題。

互聯網技術的日新月異，使電子商務的發展變得更加迅猛。同時網絡中一些不可預料的危險環節，也使電子商務安全問題成為人們關注的焦點。傳統的認證和訪問控制技術、密碼技術并不能全面解決電子商務安全問題，所以一種新興的信息安全技術——數字水印技術被應用到電子商務中。

一、數字水印定義、功能及原理

數字水印是信息隱藏技術的重要分支。所謂數字水?。―igitalWatermarking）是指嵌入數字載體(包括多媒體、文檔、軟件等)中的數字信號，它可以是圖像、文字、符號、數字等所有可以作為標識的信息。數字水印既不影響原始載體的正常使用及存在價值，也不容易被人感知。

通過隱藏在載體中的標識信息即數字水印，可以達到驗證和確認內容提供者、購買者、隱藏信息或判斷載體是否被篡改等目的。

數字水印算法的原理大都相同，即對時（空）域或變換域中的一些參數進行微小的變動，在某些位置嵌入一定的數據，生成數字水印，當需要檢測時，從載體中提取水印，與原水印進行比較，檢測水印是否被篡改等。近年來研究者從不同角度提高和改進數字水印算法，其實都是以提高水印的魯棒性為目的的。

典型的數字水印算法有以下幾類：空域算法，變化域算法，壓縮域算法，NEC算法，生理模型算法等。

二、數字水印的特點和分類

根據數字水印的定義及功能，可以看出數字水印具有以下幾個特點。

不可見性：數字水印作為標識信息隱藏于數字作品中，對攔截者而言，應不可見。

安全性：數字水印應當具備難以篡改或偽造的要求，并應當具有較低的誤檢測率和較強的抵抗性

魯棒性：在經過多種信號處理過程后，數字水印仍能保持部分完整性及檢測的準確性。

脆弱性：能直接反映出水印是否遭受篡改等。

根據不同標準，數字水印分為以下幾類。

按照水印特點劃分：魯棒性水印和脆弱水印。

按照水印隱藏位置劃分：時域數字水印、空域數字水印、頻域數字水印等。

按照水印檢測過程劃分：明文水印和盲水印。

按照水印是否可見劃分：可見水印和不可見水印。

按照水印內容劃分：有意義水印和無意義水印。

當然，數字水印還可以按照用途、水印載體等多種方式來劃分成更多的小類，這里不再一一列舉。三、數字水印技術在電子商務中的應用

數字水印技術在電子商務中的應用集中表現在電子商務安全保護問題中。電子商務安全可以分為網絡安全和信息安全。網絡安全復雜且受多種因素影響，要解決電子商務安全問題，必須把信息安全作為問題切入點。

目前，電子商務信息安全方面已經使用到了加密技術，安全認證技術等多種安全保護技術，但仍有部分問題得不到解決。

首先，電子商務中數字作品的版權保護問題。在知識產權體系日益完善的今天，版權問題已經成為人們關注的焦點問題，也是數字作品提供者必須正視的問題。研究者試圖尋找一種方法，既不損害原作品，又達到版權保護的目的，于是，與傳統水印功能幾乎相同的“數字水印”被應用到電子商務中。數字水印技術利用信息隱藏原理使版權標志不可見或不可聽，“悄然”存在與數字作品之中。

目前應用數字水印來解決版權保護問題多用在軟件作品中，比較著名的就是IBM公司的“數字圖書館”軟件的數字水印功能，以及Adobe公司的Photoshop軟件中集成了Digimarc公司的數字水印插件。

其次，電子交易中的電子票據的防偽問題。隨著商務活動電子化和自動化的轉變，許多交易活動都轉變為電子交易，其中電子票據的安全保護變得猶為重要。數字水印技術可以在交易雙方的電子票據中嵌入交易時間和簽名等認證信息，使交易過程具有不可抵賴性。而且數字水印技術在電子票據中隱藏了不可見的標識信息，無形中也增加了不法分子偽造篡改票據的難度。水印還具有法律效力，可以在交易出現法律糾紛時，作為證據使用。

還有，身份驗證信息的真偽鑒別問題。目前，用于信息安全的加密技術對于電子形式的身份驗證信息具有良好的保護功能，但無法作為書面憑證進行鑒別。而通過使用數字水印技術，把電子身份驗證信息隱藏到普通的憑證圖像當中，使身份憑證具有不可復制和不可抵賴等特性，實現了電子信息和書面信息的雙重保護。

重要標識信息的隱藏和篡改提示。許多交易作品的使用必須依賴作品中一些標識信息，如果直接把此類信息標注在原始作品上，會引起一些不必要的麻煩，而利用數字水印技術就可以把重要信息隱藏在原始作品中，通過特殊的閱讀程序（水印檢測工具等）來讀取。數字水印技術還可以用于數字信號的篡改提示，通過水印的狀態來檢測數字信號是否遭到篡改。

通信過程的信息隱藏。用于信息安全保護的常用方法是對數據進行加密，這樣往往更容易引起攻擊方的注意，從另一個角度出發，在人類視覺、聽覺等無法感知的范圍之內，對各種時（空）域、變換域進行微小的改變，從而實現信息隱藏，達到通信過程信息安全保護的目的。

四、結束語

數字水印技術作為一種新興的安全保護技術應用到電子商務中，表現出其顯著的作用和功效，因為區別于傳統的數據加密技術或安全認證技術，為信息安全保護領域帶來了新思路。但是，由于目前數字水印技術本身并不完善，應用到電子商務中還存在很多實際的問題。例如，水印檢測的簡便性，水印的魯棒性，等等，這些也將作為研究者進一步努力的方向。

參考文獻：