信息与通信网安全技术论文-信息安全中数字水印技术.doc

信息与通信网安全技术论文 题目：信息安全中的数字水印技术 0引言 随着计算机和网络的飞速发展，数字作品的传输变得越来越便利。数字作品极易被复制，这使得它们能够被快速传播，但这一特性也会被侵权者非法利用。盗版已成为对数字化产业最大的威胁，而数字作品的版权保护不仅仅是一个立法问题，也是一个技术问题。 传统的加密方法对多媒体内容的保护具有一定的局限性，一旦被解密，则信息就完全变成明文。数字水印技术作为加密技术的补充，在多媒体信息的版权保护具有重要意义。数字水印利用数字作品中的冗余数据把版权信息嵌入在数字作品本身，从而保护数字作品版权。数字水印可以标识和验证出数字化图像，视频和声频作品的版权信息，追溯数字作品的非法分发，是目前保护数字作品版权的一种较为有效的技术手段。 1数字水印的特点、分类及其应用1.1数字水印的基本特点数字水印的基本思想是在数字图像、音频和视频等多媒体数字产品中嵌入秘密信息以保护数字产品的版权证明产品的真实性跟踪盗版行为或提供产品的附加信息等。数字水印系统通常具有下列几方面的特点 （1）鲁棒性 即图像水印抵抗常见图像处理操作的能力也就是说含水印图像经历无意修改而保留水印信息的能力。一般说来当含水印图像经过一些基本处理（如噪声滤波、平滑、增强、有损压缩平移、旋转、缩放和裁剪等）后仍可检测出水印。 透明性 即不可见性水印的存在不应明显干扰载体的图像数据数字水印的嵌入不应使得原始数据发生可感知的改变也不能使得载体数据在质量上发生可以感觉到的失真。 安全性 水印算法抵抗恶意攻击的能力。即它必须能承受一定程度的人为攻击而使水印信息不会被删除、破坏或窃取。应该保证非授权用户无法检测或破坏水印。数字水印应该难以被伪造或者加工并且未经授权的个体不得阅读和修改水印理想情况是未经授权的客户将不能检测到产品中是否有水印存在。 数据容量 水印应该包含相当的数据容量以满足多样化的需要。 （5）可证明性 在实际的应用过程中可能多次加入水印那么数字水印技术必须能够允许多重水印嵌入到载体数据中而且每个水印均能独立地被证明。 1.2数字水印的分类（1）依据所嵌入的载体不同可分为图像水印、音频水印、视频水印、文本水印和网络水印等。（2）按照水印透明性可分为可视水印和不可视水印。如果嵌入的水印强度足够大能够用肉眼直接观察到则称之为可视水印。而含有不可视水印的数据通常与原始数据紧密结合难以用肉眼观察到。（3）按照水印生成方式可分为非适应水印和自适应水印。（4）按照水印的抗攻击能力可分为脆弱水印、半脆弱水印和鲁棒水印。脆弱水印对任何图像变换或处理都非常敏感半脆弱水印是对某些特定的图像处理方法有稳健性而对其他的处理不具备稳健性鲁棒水印对常见的各种图像处理方法都具备稳健性。（5）从水印检测是否需要原始图像参与来分可以分为私有水印和公有水印。私有水印的检测需要原始图像的参与而公有水印的检测不需要原始图像的参与。通常来说公有水印的安全性和强壮性比不上私有水印但公有水印在声明版权信息和预防侵权行为上无疑具有优势是水印发展的方向。 1.3数字水印的应用数字水印主要应用在以下几个方面[3~10]: 可以维护所有权(Ownershipassertion)为了表明对数字产品内容的所有权所有者用私钥产生特定的水印然后将其嵌入到载体数据中公开发布含水印的作品当该作品被盗版或出现版权纠纷时所有者即可从被盗版作品中获取水印信号作为依据从而保护其合法权益。对这种应用领域来说水印技术必须有较好的鲁棒性同时也必须能防止被伪造。 （2）数字指纹(digitalfingerprinting)为了避免未经授权的复制和分发可公开得到的多媒体内容作品的所有者可以将不同用户的序列号作为不同的水印(指纹)嵌入到作品的合法拷贝中。一旦发现未经授权的拷贝就可以根据此拷贝所恢复出的指纹来确定它的来源。对这种应用领域来说水印技术除具有版权保护应用中的特性——不可见性外还必须能抵抗恶意的去除、伪造或试图使水印无效的攻击。 （3）认证和完整性校验(authenticationandintegrityverification)在许多应用中需要验证数字内容未被改变、修改或造假。对有些媒体数据是不允许修改的如医学照片交通录像等。为了检验其完整性通常采用脆弱水印通过检验提取出的水印完整性来检验数字内容的完整性如有被修改可以确定被修改的位置。与其他水印不同的是这类水印必须是脆弱的并且检测水印信号时不需要原始数据。 （4）访问控制（Visitingcontrol）利用数字水印技术可以将访问控制信息嵌入到媒体中在使用媒体之前通过检测嵌入到其中的访问控制信息以达到访问控制的目的它要求水印具有很高