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数字水印技术在电子政务安全领域的应用 蒋继娅 刘 彤 柯汉平 北京市科学技术情报研究所 摘要：数字水印技术作为数字产品安全认证的有效办法，近年来在国内外引起极大关注。本文提出了一种快速的数字水印算法，该算法能够将强度较大的一般性处理造成的失真与恶意篡改操作造成内容失真区分开来，因此，可有效的用在电子政务数字信息安全认证中去。 关键词：数字水印 电子政务 信息安全 鲁棒性 The application of digital watermarking in E-Government JIANG Jiya Liu Tong KE Hanping Beijing Science and technology institute, Beijing 100044 Abstract: As an effect method to provide the security of the digital products, digital watermarking has drawn extensive attention recently. A fast algorithm technique is proposed in this paper. The algorithm can distinguish the distortions caused by great incidental processing with the malicious tempering. So it can be used in the information security of the E-Government effectively. Keywords: digital watermarking; E-Government; information security; robustness 引言 随着电子政务的广泛应用，其安全性问题也日益突出，电子政务所涉及的相当多的信息都带有机密性，除黑客攻击．病毒感染等来自网络的安全威胁外，也易受到来自系统应用的假冒用户登录、非法篡改等数据安全的威胁。我国现有的电子政务网络基础设施和系统安全解决方案大多是通过防火墙、入侵检测、漏洞扫描、网络隔离等技术和设备来保障系统的安全，这在一定程度上可以保证电子政务信息系统的安全，但仍存在着安全漏洞。例如，一些作为重要历史资料的图像文件或对外宣传的音频视频资料，如果遭到非法篡改，既造成不良的政治影响，还影响了资料的正常使用。又如一些重要的电子票据、合同文件，如果其中的金额或者涉及人员被恶意修改会给国家经济造成极大的损失。随着计算机和网络技术的发展，个人信息也逐渐网络化，例如个人身份证、个人的学历证书等都需要扫描后以电子文档的形式进行保存，并作为一些政府部门工作和管理的重要依据，这些数据一旦遭到篡改，会给国家政府部门工作和个人生活带来极大的安全隐患。因此，在我国电子政务的建设中，除了必要的网络安全技术外，还必须重视对数字信息安全认证的问题。 数字水印技术为上述问题提供了一个有效的解决方案，是目前多媒体信息安全研究领域的一个热点。该技术采用信息处理技术把版权信息、认证信息等秘密信息，即水印，嵌入到原始数据中去，但不影响原内容的价值(DFT)，小波变换(DWT)等等。目前，变换域方法正变得日益普遍，因为变换域方法一般都具有很好的鲁棒性，对图像的压缩以及噪声有一定的抵抗力，并且一些水印算法还结合了当前的图像和视频压缩标准，因此具有较强的实际意义。当前的频域认证方法按照实施策略可大致分为四类：基于扩频、基于量化、基于特征点和基于关系的认证。 本文提出一种基于数字水印的图像认证快速算法，该算法既对保持对图像内容的操作具有一定的鲁棒性，又对篡改图像内容的操作具有敏感性。 ２．一种图像内容真实性认证的快速算法 2.1水印的嵌入 本文算法利用Watson提出的小波域人眼视觉系统的可见度阈值（JND）（见文献[4]），将宿主图像的小波系数量化为{0,1}序列，将此作为该图像的水印，并以稀疏矩阵的形式存储下来。为了在不损坏原始图像质量的情况下，把能量尽可能大的水印信息嵌到图像中，使认证水印具有对有损压缩等一般性操作最大的鲁棒性，本算法采用可见度阈值（JND）作为量化间隔。水印嵌入过程如图1所示。算法步骤如下： 图1 水印嵌入及签名生成的流程 (1) 首先利用双正交7/9小波基将原始图像的亮度分量进行小波变换。选择双正交小波基是因为它具有线性相位和良好的正则性，非常适合进行图像编码（见文献[2]）。 (2) 选择特征点（本文采用文献[1]中的方法提取图像特征），完成认证水印的生成及嵌入。特征点根据小波系数的零数结构进行选取，具体方法参考文献[3]。寻址规律如下：