試談數(shù)字水印技術(shù)的概念、應(yīng)用及其未來

試談數(shù)字水印技術(shù)的概念、應(yīng)用及其未來

【摘要】文章從數(shù)字水印的概念入手，分別介紹了數(shù)字水印技術(shù)的基本特性、分類及其應(yīng)用，并在此基礎(chǔ)上提出了一些數(shù)字水印技術(shù)的研究趨向。【關(guān)鍵詞】數(shù)字水??；隱蔽性；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(shù)基本上都以密碼學理論為基礎(chǔ)，無論是采用傳統(tǒng)的密鑰系統(tǒng)還是公鑰系統(tǒng)，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(tǒng)密級的方法變得越來越不安全。另一方面，多媒體技術(shù)已被廣泛應(yīng)用，需要進行加密、認證和版權(quán)保護的聲像數(shù)據(jù)也越來越多。數(shù)字化的聲像數(shù)據(jù)從本質(zhì)上說就是數(shù)字信號，如果對這類數(shù)據(jù)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(tǒng)密碼學的技術(shù)路線，嘗試用各種信號處理方法對聲像數(shù)據(jù)進行隱藏加密，并將該技術(shù)用于制作多媒體的“數(shù)字水印”。

一、數(shù)字時代的密寫術(shù)———數(shù)字水印

數(shù)字水?。―igitalWatermark）技術(shù)是指用信號處理的方法在數(shù)字化的多媒體數(shù)據(jù)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(shù)字水印是信息隱藏技術(shù)的一個重要研究方向。嵌入數(shù)字作品中的信息必須具有以下基本特性才能稱為數(shù)字水?。?/p>

（一）隱蔽性

嵌入水印后的數(shù)據(jù)與原始數(shù)據(jù)相比，應(yīng)感覺不到差別。嵌入水印后的數(shù)據(jù)不應(yīng)該包括人們可以感覺到的失真而造成原始數(shù)據(jù)質(zhì)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(jīng)歷多種無意或有意的信號處理過程后，數(shù)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(shù)據(jù)經(jīng)受對數(shù)據(jù)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(yīng)該還能得到嵌入的數(shù)據(jù)。

（三）密鑰的唯一性

即不同的密鑰不應(yīng)產(chǎn)生等同的水印。

（四）檢測的可靠性

水印檢測出錯的概率應(yīng)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(shù)字水印的分類

數(shù)字水印技術(shù)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(shù)字水印分為魯棒數(shù)字水印和脆弱數(shù)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(shù)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(wǎng)格模型的網(wǎng)格水印等。

（三）按檢測過程劃分

按水印的檢測過程可以將數(shù)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(shù)據(jù)，而盲水印的檢測只需要密鑰，不需要原始數(shù)據(jù)。

（四）按內(nèi)容劃分

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意義水印。有意義水印是指水印本身也是某個數(shù)字圖像或數(shù)字音頻片段的編碼；無意義水印則只對應(yīng)于一個序列號。

（五）按用途劃分

按水印的用途，我們可以將數(shù)字水印劃分為票據(jù)防偽水印、版權(quán)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(shù)字水印的隱藏位置，我們可以將其劃分為時（空）域數(shù)字水印、頻域數(shù)字水印、時/頻域數(shù)字水印和時間/尺度域數(shù)字水印。

三、數(shù)字水印的應(yīng)用

多媒體技術(shù)的飛速發(fā)展和Internet的普及帶來了一系列政治、經(jīng)濟、軍事和文化問題，產(chǎn)生了許多新的研究熱點，以下幾個引起普遍關(guān)注的問題構(gòu)成了數(shù)字水印的研究背景。

（一）數(shù)字作品的知識產(chǎn)權(quán)保護

數(shù)字作品的版權(quán)保護是當前的熱點問題。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相同，所以原創(chuàng)者不得不采用一些嚴重損害作品質(zhì)量的辦法來加上版權(quán)標志，而這種明顯可見的標志很容易被篡改?！皵?shù)字水印”利用數(shù)據(jù)隱藏原理使版權(quán)標志