水印技术论文

2024-07-06

水印技术论文（共11篇）

水印技术论文篇1

讲述了数字水印技术的概念、产生背景、分类、应用状况、研究动态和现实案例。

一、引言

随着信息时代的到来，特别是Internet的普及，信息的安全保护问题日益突出。当前的信息安全技术基本上都以密码学理论为基础，无论是采用传统的密钥系统还是公钥系统，其保护方式都是控制文件的存取，即将文件加密成密文，使非法用户不能解读。但随着计算机处理能力的快速提高，这种通过不断增加密钥长度来提高系统密级的方法变得越来越不安全。

另一方面，多媒体技术已被广泛应用，需要进行加密、认证和版权保护的声像数据也越来越多。数字化的声像数据从本质上说就是数字信号，如果对这类数据也采用密码加密方式，则其本身的信号属性就被忽略了。最近几年，许多研究人员放弃了传统密码学的技术路线，尝试用各种信号处理方法对声像数据进行隐藏加密，并将该技术用于制作多媒体的“数字水印”。

二、数字时代的密写术 — 数字水印

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。数字水印是信息隐藏技术的一个重要研究方向。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：

1.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。

2.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。

3.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。在数字水印技术中，水印的数据量和鲁棒性构成了一对基本矛盾。从主观上讲，理想的水印算法应该既能隐藏大量数据，又可以抗各种信道噪声和信号变形。然而在实际中，这两个指标往往不能同时实现，不过这并不会影响数字水印技术的应用，因为实际应用一般只偏重其中的一个方面。如果是为了隐蔽通信，数据量显然是最重要的，由于通信方式极为隐蔽，遭遇敌方篡改攻击的可能性很小，因而对鲁棒性要求不高。但对保证数据安全来说，情况恰恰相反，各种保密的数据随时面临着被盗取和篡改的危险，所以鲁棒性是十分重要的，此时，隐藏数据量的要求居于次要地位。

数字水印技术的基本思想源于古代的密写术。古希腊的斯巴达人曾将军事情报刻在普通的木板上，用石蜡填平，收信的一方只要用火烤热木板，融化石蜡后，就

可以看到密信。使用最广泛的密写方法恐怕要算化学密写了，牛奶、白矾、果汁等都曾充当过密写药水的角色。可以说，人类早期使用的保密通信手段大多数属于密写而不是密码。然而，与密码技术相比，密写术始终没有发展成为一门独立的学科，究其原因，主要是因为密写术缺乏必要的理论基础。

如今，数字化技术的发展为古老的密写术注入了新的活力，也带来了新的机会。在研究数字水印的过程中，研究者大量借鉴了密写技术的思想。尤其是近年来信息隐藏技术理论框架研究的兴起，更给密写术成为一门严谨的科学带来了希望。毫无疑问，密写技术将在数字时代得以复兴。

三、数字水印的分类

数字水印技术可以从不同的角度进行划分。1．按特性划分

按水印的特性可以将数字水印分为鲁棒数字水印和脆弱数字水印两类。鲁棒数字水印主要用于在数字作品中标识著作权信息，如作者、作品序号等，它要求嵌入的水印能够经受各种常用的编辑处理；脆弱数字水印主要用于完整性保护，与鲁棒水印的要求相反，脆弱水印必须对信号的改动很敏感，人们根据脆弱水印的状态就可以判断数据是否被篡改过。2．按水印所附载的媒体划分

按水印所附载的媒体，我们可以将数字水印划分为图像水印、音频水印、视频水印、文本水印以及用于三维网格模型的网格水印等。随着数字技术的发展，会有更多种类的数字媒体出现，同时也会产生相应的水印技术。3.按检测过程划分

按水印的检测过程可以将数字水印划分为明文水印和盲水印。明文水印在检测过程中需要原始数据，而盲水印的检测只需要密钥，不需要原始数据。一般来说，明文水印的鲁棒性比较强，但其应用受到存储成本的限制。目前学术界研究的数字水印大多数是盲水印。4．按内容划分

按数字水印的内容可以将水印划分为有意义水印和无意义水印。有意义水印是指水印本身也是某个数字图像（如商标图像）或数字音频片段的编码；无意义水印则只对应于一个序列号。有意义水印的优势在于，如果由于受到攻击或其他原因致使解码后的水印破损，人们仍然可以通过视觉观察确认是否有水印。但对于无意义水印来说，如果解码后的水印序列有若干码元错误，则只能通过统计决策来确定信号中是否含有水印。

5．按用途划分

不同的应用需求造就了不同的水印技术。按水印的用途，我们可以将数字水印划分为票据防伪水印、版权保护水印、篡改提示水印和隐蔽标识水印。

票据防伪水印是一类比较特殊的水印，主要用于打印票据和电子票据的防伪。一般来说，伪币的制造者不可能对票据图像进行过多的修改，所以，诸如尺度变换等信号编辑操作是不用考虑的。但另一方面，人们必须考虑票据破损、图案模糊等情形，而且考虑到快速检测的要求，用于票据防伪的数字水印算法不能太复杂。版权标识水印是目前研究最多的一类数字水印。数字作品既是商品又是知识作品，这种双重性决定了版权标识水印主要强调隐蔽性和鲁棒性，而对数据量的要求相对较小。

篡改提示水印是一种脆弱水印，其目的是标识宿主信号的完整性和真实性。隐蔽标识水印的目的是将保密数据的重要标注隐藏起来，限制非法用户对保密数据的使用。

6．按水印隐藏的位置划分

按数字水印的隐藏位置，我们可以将其划分为时（空）域数字水印、频域数字水印、时/频域数字水印和时间/尺度域数字水印。

时（空）域数字水印是直接在信号空间上叠加水印信息，而频域数字水印、时/频域数字水印和时间/尺度域数字水印则分别是在DCT变换域、时/ 频变换域和小波变换域上隐藏水印。

随着数字水印技术的发展，各种水印算法层出不穷，水印的隐藏位置也不再局限于上述四种。应该说，只要构成一种信号变换，就有可能在其变换空间上隐藏水印。

四、应用前景

多媒体技术的飞速发展和Internet的普及带来了一系列政治、经济、军事和文化问题，产生了许多新的研究热点，以下几个引起普遍关注的问题构成了数字水印的研究背景。

1．数字作品的知识产权保护

数字作品（如电脑美术、扫描图像、数字音乐、视频、三维动画）的版权保护是当前的热点问题。由于数字作品的拷贝、修改非常容易，而且可以做到与原作完全相同，所以原创者不得不采用一些严重损害作品质量的办法来加上版权标志，而这种明显可见的标志很容易被篡改。

“数字水印”利用数据隐藏原理使版权标志不可见或不可听，既不损害原作品，又达到了版权保护的目的。目前，用于版权保护的数字水印技术已经进入了初步实用化阶段，IBM公司在其“数字图书馆”软件中就提供了数字水印功能，Adobe公司也在其著名的Photoshop软件中集成了Digimarc公司的数字水印插件。然而实事求是地说，目前市场上的数字水印产品在技术上还不成熟，很容易被破坏或破解，距离真正的实用还有很长的路要走。2．商务交易中的票据防伪

随着高质量图像输入输出设备的发展，特别是精度超过 1200dpi的彩色喷墨、激光打印机和高精度彩色复印机的出现，使得货币、支票以及其他票据的伪造变得更加容易。

据美国官方报道，仅在1997年截获的价值4000万美元的假钞中，用高精度彩色打印机制造的小面额假钞就占19％，这个数字是1995年的9.05 倍。目前，美国、日本以及荷兰都已开始研究用于票据防伪的数字水印技术。其中麻省理工学院媒体实验室受美国财政部委托，已经开始研究在彩色打印机、复印机输出的每幅图像中加入唯一的、不可见的数字水印，在需要时可以实时地从扫描票据中判断水印的有无，快速辨识真伪。

另一方面，在从传统商务向电子商务转化的过程中，会出现大量过度性的电子文件，如各种纸质票据的扫描图像等。即使在网络安全技术成熟以后，各种电子票据也还需要一些非密码的认证方式。数字水印技术可以为各种票据提供不可见的认证标志，从而大大增加了伪造的难度。3．声像数据的隐藏标识和篡改提示

数据的标识信息往往比数据本身更具有保密价值，如遥感图像的拍摄日期、经/纬度等。没有标识信息的数据有时甚至无法使用，但直接将这些重要信息标记在原始文件上又很危险。数字水印技术提供了一种隐藏标识的方法，标识信息在原始文件上是看不到的，只有通过特殊的阅读程序才可以读取。这种方法已经被国外一些公开的遥感图像数据库所采用。

此外，数据的篡改提示也是一项很重要的工作。现有的信号拼接和镶嵌技术可以做到“移花接木”而不为人知，因此，如何防范对图像、录音、录像数据的篡改攻击是重要的研究课题。基于数字水印的篡改提示是解决这一问题的理想技术途径，通过隐藏水印的状态可以判断声像信号是否被篡改。4．隐蔽通信及其对抗

数字水印所依赖的信息隐藏技术不仅提供了非密码的安全途径，更引发了信息战尤其是网络情报战的革命，产生了一系列新颖的作战方式，引起了许多国家的重

视。

网络情报战是信息战的重要组成部分，其核心内容是利用公用网络进行保密数据传送。迄今为止，学术界在这方面的研究思路一直未能突破“文件加密”的思维模式，然而，经过加密的文件往往是混乱无序的，容易引起攻击者的注意。网络多媒体技术的广泛应用使得利用公用网络进行保密通信有了新的思路，利用数字化声像信号相对于人的视觉、听觉冗余，可以进行各种时（空）域和变换域的信息隐藏，从而实现隐蔽通信。

五、研究动态

从公开发表的文献看，国际上在数字水印方面的研究刚开始不久，但由于有大公司的介入和美国军方及财政部的支持，该技术研究的发展速度非常快。1998年以来，《IEEE图像处理》、《IEEE会报》、《IEEE通信选题》、《IEEE 消费电子学》等许多国际重要期刊都组织了数字水印的技术专刊或专题新闻报道。----在美国，以麻省理工学院媒体实验室为代表的一批研究机构和企业已经申请了数字水印方面的专利。1998年，美国政府报告中出现了第一份有关图像数据隐藏的AD报告。目前，已支持或开展数字水印研究的机构既有政府部门，也有大学和知名企业，它们包括美国财政部、美国版权工作组、美国空军研究院、美国陆军研究实验室、德国国家信息技术研究中心、日本NTT信息与通信系统研究中心、麻省理工学院、伊利诺斯大学、明尼苏达大学、剑桥大学、瑞士洛桑联邦工学院、西班牙Vigo 大学、IBM公司Watson研究中心、微软公司剑桥研究院、朗讯公司贝尔实验室、CA公司、Sony公司、NEC研究所以及荷兰菲利浦公司等。1996年5月30日～6月1日，在英国剑桥牛顿研究所召开了第一届国际信息隐藏学术研讨会，至今已举办了三届。SPIE和IEEE的一些重要国际会议也开辟了相关的专题。

我国学术界对数字水印技术的反应也非常快，已经有相当一批有实力的科研机构投入到这一领域的研究中来。为了促进数字水印及其他信息隐藏技术的研究和应用，1999年12月，我国信息安全领域的何德全院士、周仲义院士、蔡吉人院士与有关应用研究单位联合发起召开了我国第一届信息隐藏学术研讨会。2000年1 月，由国家“863”智能机专家组和中科院自动化所模式识别国家重点实验室组织召开了数字水印学术研讨会，来自国家自然科学基金委员会、国家信息安全测评认证中心、中国科学院、北京邮电大学、国防科技大学、清华大学、北方工业大学、上海交通大学、天津大学、中国科技大学、北京大学、北京理工大学、中山大学、北京电子技术应用研究所等单位的专家学者和研究人员深入讨论了数字水印的关键技术，报告了各自的研究成果。

从这次会议反应的情况上看，我国相关学术领域的研究与世界水平相差不远，而且有自己独特的研究思路。

目前，已支持或开展数字水印研究的机构既有政府部门，也有大学和知名企业，它们包括美国财政部、美国版权工作组、美国空军研究院、美国陆军研究实验室、德国国家信息技术研究中心、日本NTT信息与通信系统研究中心、麻省理工学院、伊利诺斯大学、明尼苏达大学、剑桥大学、瑞士洛桑联邦工学院、西班牙 Vigo大学、IBM公司Watson研究中心、微软公司剑桥研究院、朗讯公司贝尔实验室、CA公司、Sony公司、NEC研究所以及荷兰菲利浦公司等。

1996年5月30日～6月1日，在英国剑桥牛顿研究所召开了第一届国际信息隐藏学术研讨会，至今已举办了三届。SPIE和IEEE的一些重要国际会议也开辟了相关的专题。

水印技术论文篇2

纸币上的水印能帮助人们鉴别真伪, 日本开发出了类似的在电影画面中加入“电子水印”的技术, 这种技术有助于遏制盗版。这种“电子水印”技术通过对原版电影的数字信号进行肉眼难以识别的微处理, 在其中加入特定信息, 这些信息像水印一样存在于电影画面中, 因人眼难以识别并不影响观看。“电子水印”可记录原版电影上映的场所及时间, 如果有人用摄像机在影院偷拍, 就能根据其偷拍的电影画面中的“电子水印”, 查出偷拍的场所和时间, 便于追查。

数字水印技术研究篇3

关键词数字水印攻击问题

中图分类号：TP391 文献标识码：A

0前言

近年来，多媒体技术和网络技术的迅猛发展，使得互联网上的数字媒体应用正在呈爆炸式的增长，这给人们的生活带来了极大的便利，然而多媒体信息却极易被复制和修改，而且难以追踪修改的痕迹。近年来，具有伪装特点的新兴信息安全技术——信息隐藏技术应运而生，并成为隐蔽通信和版权保护的有效手段，迅速成为国际上研究的热点。

1数字水印特征

嵌入载体中的数字水印应具备以下特性：

（1）嵌入有效性：水印载体是输入到检测器后能检测出水印的载体。根据这种水印载体的定义，水印系统的有效性就是指嵌入水印后能够检测到水印的概率。

（2）透明性：透明性也叫不可感知性或保真度。是指向数字载体中嵌入水印后不会引起被保护作品可感知的质量退化，很难发现水印载体和原始载体的差别。

（3）无歧义性：也叫确定性，要求嵌入的水印信息必须是能够足以证明该多媒体内容所有者的标志信息，该标志信息能够被唯一确定地检测出来，防止版权纠纷，以达到版权保护的目的。

（4）错误检测率：包括虚检率和漏检率，虚检是指在实际不含水印的作品中检测出水印，而漏检是指在实际含水印的作品中没有检测出水印。

（5）鲁棒性：鲁棒性指的是加入载体的水印能够在图像受到某些攻击或变换操作后（噪声、滤波、压缩、数模转换等），不会丢失，在检测提取后仍可以识别。

（6）安全性：是指嵌入的水印能够抵抗各种类型的攻击，并且任何第三方都不能仿造他人的水印信息，而且即使水印信息被非法用户提取出来，也无法识别，也就是说数字水印的信息应该是难以篡改或伪造的。

2水印攻击方法

对含水印图像的常见攻击方法按照对图像的操作目的主要分为两大类：有意攻击攻击和无意攻击。

水印由于它本身的特性必须对一些无意攻击具有较强的鲁棒性，常见的无意攻击有：有损压缩，剪切，增强、模糊和其他滤波算法，亮度和对比度的修改，放大、缩小和旋转，图像传输过程中的噪声干扰等。

而对于水印的有意攻击的一般分类为：

（1）仿造水印的抽取：盗版者对于特定产品生成的一个信号使得检测算子输出一个肯定结果，其中是一个从来不曾嵌入产品中的水印信号，盗版者把它作为自己的水印。

（2）仿造的肯定检测：盗版者用一定的程序找到某个密钥，使水印检测系统能够输出肯定的结果，这个结果作为盗版者声明的自己的水印，该密钥被用于表明盗版者对产品的所有权。

（3）统计学上的水印抽取：当作品所有者在大量的数字作品用同一密钥加入水印时，攻击者可以用统计估计的方法去除水印，这种统计学上的可重获性可以通过使用基于产品内容的水印来防止。

（4）多重水印：攻击者可能会用某种算法在已载有版权标识水印的作品中嵌入他自己的水印，从而使得攻击者和产品的原始所有者，都能用自己的密钥在产品中检测出自己的水印，这时造成的版权纠纷问题难以解决。

3存在问题

数字水印技术按照应用领域可分为脆弱性数字水印、鲁棒性数字水印和半脆弱性数字水印。脆弱水印是将数字水印嵌入到多媒体数据中，当多媒体数据受到怀疑时，提取该水印来鉴别多媒体内容的真伪，并指出篡改位置，甚至攻击类型等。鲁棒水印是添加在多媒体数据中的某些能证明版权归属或者跟踪侵权行为的信息。脆弱水印和鲁棒水印都属于单水印技术，而单水印技术往往存在功能单一的问题。目前的很多重要信号，既要对它们的版权进行保护，又要证明其内容没有被恶意篡改，因此有必要开发出能够同时满足版权保护和内容认证两种要求的水印技术。半脆弱水印技术是解决这个问题的一种方法，它的性能介于鲁棒水印和脆弱水印之间，但很难做到较强的鲁棒性和敏感的脆弱性相结合。近年来出现的双重水印技术解决了这一问题。

双重水印技术是在某个载体中同时嵌入鲁棒水印和脆弱水印，这种方法存在两种水印之间相互干扰的问题。由于脆弱水印对图像修改很敏感，鲁棒水印相对比较稳定，因此目前大部分双重水印算法都是以先嵌入鲁棒水印，后嵌入脆弱水印的方法来减小这两种水印的相互影响。这种方法虽然对水印检测结果影响较小，但不能做到完全没有影响，并且嵌入的双重水印由于嵌入容量大，干扰了图像原有信息，使得原始载体图像失真相对较大。

4结束语

数字水印技术是国际学术界兴起的一个前沿研究领域。它与信息安全、信息隐藏、数据加密等均有密切的关系。特别是在网络技术和应用迅速发展的今天，水印技术的研究更具研究意义。今后水印技术的研究主要还是在认证和版权保护两个大的方面，基于这两个方面也出现了很多新的研究方向。

参考文献

[1] Zhu B. B， Swanson M. D， Tewfik A. H. When Seeing Isn’t Believe. IEEE Signal Processing Magazine， 2004， 21（2）： 40-49.

[2] 王颖，黄志蓓. 数字水印[M]. 北京：电子工业出版社， 2003.

[3] 王丽娜，张焕国，叶登攀. 信息隐藏技术与应用[M]. 武汉：武汉大学出版社，2009.

水印感想篇4

作为版画专业的学生，每一个新版种的认知和探求，对于我自己来说都是一次好奇与期待心情的洗礼。

水印版画，也不例外。从几个月前的期盼到如今的感慨，课程也即将结束，可我的心里还是没有一种归属感，或许是我对自己太苛刻、太过于追求完美所致，到最后也没有做出点让自己激动的东西，而心情却低落到极点。虽然从我作出的版画作品上看，我认为技术是掌握了，画面也比较完整，看起来整体效果还行，可就是激动不起来。在课程即将结束之际，我把这六个星期以来所做、所感受的点点滴滴记录下来，也是对自己思绪的一个整理。记得一年前，就为一年后去哪采风计划着、忙碌着，最后去了广西桂林„„这一趟“旅游”为的只是去找找做水印的感觉，结果真是玩疯了，并且“满载而归”。到真正做水印，要追溯到两个星期前，当我将要把想好的素材付诸“木版”时，在与老师的交流中，我才深知做水印的困难是我所不能想象的，一句话就是技术。后来我带着一颗低落的心，但是并没有想要放弃的毅力继续寻找，因为在没有亲身经历过，对它还是有一如既往的好奇与热爱，再加上师长与同学的不断鼓励。在我做好准备要做第二副的时候，老师细心周到的叮咛与讲解，我这才把心定下来，一天、两天„„在和水墨打交道的同时，我懂得了轻重缓急；在刻板、泡板、捂纸和印制的中，我懂的了水印版画的语言是水味、刀味的韵味；在与同学们废寝忘食的印画中，我懂的了友情的可贵„„最后，我用了三天的时间完成了一副水印版画。想想其中的辛酸苦辣，觉得这副画沉甸甸的，尽管我说过，它让我激动不起来，但是话应该是一分为二来说的，从低落到重拾信心、从半途而费到振奋精神，是老师和同学在旁边一直的支持和鼓励，才让我坚持至今，所以我收获到的是满满的幸福。我坚信，以后的生活无论何时何地，其中都会带一颗感恩之心做事。

电子商务添加水印教案篇5

【课题】图片添加水印

【班级】1409

【课任教师】叶婷婷【实训目的】

1、2、了解掌握Photoshop软件的基本功能理解掌握添加水印和批量添加水印的技能

【教学重难点】批量添加水印，图片水印【教学过程】

商品水印是商家对自己的图片增加的一种标识，这样既可以用商品图片进行宣传，还可以防止他人盗用自己的商品图片。

通过本部分的操作，可以为你的商品详细页图片增加个性化的水印标识。

 为商品详细页图片设置图片水印效果。（根据添加文字水印效果的方法学生自行进行设置）

 为商品详细页图片设置文字水印效果。（详讲） 批量添加水印

一、添加文字水印操作步骤（先讲解后完成任务）：

1、打开photoshop，新建图层，大小可以根据水印的大小设置，“背景内容”选择“透明”

2、输入好水印内容，设置水印的字体、字体大小、字体间距、行距、颜色;

3、选择“移动工具”将字体移动到图片的中间位置;

4、将字体转变成图层文件，用鼠标右键点击图层会弹出选项菜单，在选项菜单上选择“栅格化文字”;

5、字体已经转变为图层，水印制作完成；下面是添加水印部分;

6、刚才的“水印图片”不要关，打开要添加水印的“产品图片”;在图片上方有可以看到两个图片文件，第一个是“水印图片”文件，第二个是“产品图片”文件

7、选择“水印图片”文件，按住键盘“Ctrl”+“A”全选图片，选择移动工具;

8、用“移动工具”往上拖移，拖到产品图片上，用“移动工具”将水印移动到合适的位置;

9、移动好位置，移动滑块调整水印图层的透明度，透明度根据自己的需求调整;

10、大功告成，保存图片，格式选择“JPG”;水印文件要保存为“PSD”格式，方便下次使用。

二、批量添加水印步骤：

步骤与上述添加文字水印相类似，利用上述制作好的水印图片进行制作，在步骤6前添加录制动作这一步骤，对水印添加这一过程进行录制用于批量处理。

PS快速去水印方法篇6

原图——美女被盖上一个复杂的水印。如果能够去掉，那将是一件多么激动人心的事!

结果——还原的非常干净!

这个教程的前提，是你要有那个水印的原图。否则一切都是空谈。当然。大多情况下，图片水印都是某网站的LOGO或

网址之类的，我们是有可能得到的。

首先需要理解一下两个图层不透明度的混合原理：a×x%+b×(1-x%)=c。

假设a为水印层，b是美女层，那么x%不透明度的水印层，与下面的美女层叠加后就得到了图像c，

那么，现在我们有了图像c与水印a。就可以通过 b=(c-a×x%)/1-x% 得到。

第一步，将水印图片拖到图像中，将位置刚好对齐到原图上水印的位置。

双击背景层，将其转化为普通图层图层。将水印层(图层)置于其下。将图层0的混合模式改为“差值”

在图层1上方新建一个色阶调整图层，将输出色阶]右侧的三角块往左拖，直到看不到水印图案为止。

按住Ctrl键点击图层面板上的图层0的小图标，得到水印的选区。然后，在图层0上方，新建一个色阶调整层，

将输入色阶右侧的三角块往左拖，直到看不到水印留下的黑影为止。

数字水印技术综述篇7

当前的信息安全技术基本上都是以密码学理论为基础, 无论是采用传统密钥系统还是公钥系统, 其保护方式都是控制文件的存取, 即将文件通过某种加密技术加密成密文[1], 使非法用户不能解读。但随着计算机计算能力的提高, 这种通过不断增加密钥长度来提高系统密级的方法变得越来越不安全。另外, 多媒体技术已被广泛应用, 需要进行加密、认证和版权保护的声像数据也越来越多。数字化的声像数据从本质上说就是数字信号, 如果对这类数据也采用密码加密方式, 则其本身的信号属性就被忽略了。近年来, 许多研究人员放弃了传统密码学的技术路线, 尝试用各种信号处理方法对声像数据进行隐藏加密, 并将该技术用于制作多媒体的“数字水印”。

随着技术信息交流的加快和水印技术的迅速发展, 国内一些研究单位也已逐步从技术跟踪转向深入地、系统地研究, 各大研究所和高校纷纷投入到数字水印的研究, 其中比较有代表性的有哈尔滨工业大学的孙圣和、牛夏牧、陆哲明等, 天津大学的张春田、苏育挺等, 北京邮电大学的杨义先、钮心忻等, 中国科学院自动化研究所的刘瑞祯、谭铁牛等, 他们是国内较早投入到水印技术研究且取得较好成绩的科研人员。国家863、973等项目也都包含水印的研究项目, 从而为国内的信息安全产业提供了有效的、可靠的保障。

目前数字水印技术已经成为一个非常活跃的研究领域。现有的数字水印技术包括空域数字水印算法、变换域数字水印算法、基于奇异值分解的算法及基于人眼视觉系统的水印算法等。空域数字水印算法中的最低有效位方法 (LSB法) [2], 该方法利用源数据的最低几位来隐藏信息 (具体多少位, 以人的视觉, 听觉系统无法察觉为原则) 。Schyndel的文章是第一篇在重要国际会议上发表的关于数字水印的文章[3], 算法有较好的不可视性, 不过可以轻易地移去水印, 鲁棒性差。空域数字水印算法是比较早期的数字水印算法, 这些方法抵抗JPEG压缩、噪声以及剪切等攻击能力较差。近期的研究主要集中在变换域, 变换域算法中最具代表性的是Cox等人提出的扩展频谱算法[4], 首次明确提出了水印信息应该嵌入在图像的视觉敏感部分。奇异值分解的算法是一种新兴的数字水印算法, 奇异值分解算法的主要思想是将原始图像进行奇异值分解[5], 然后将水印信息嵌入到较大的奇异值中。Christine I.Podilchuk等在DCT域和小波变换域内进行水印嵌入和提取时, 利用JND模型控制了嵌入水印信号的最大强度, 最大可能地避免了对图像视觉质量的破坏, 这一方法显示出了很好的透明性和鲁棒性。付德胜、孙文静提出了一种基于人眼视觉特性和小波变换的彩色图像数字水印算法[6], 该算法采用YIQ色彩空间进行水印的嵌入, 并通过计算JND阈值对小波系数进行量化, 以获得更好的鲁棒性。

2 数字水印的概念和基本原理

数字水印就是指嵌入到被保护对象 (如静止图像、视频、音频等) 中的某些能够证明其版权归属的数字信息, 可以是作者的姓名、序列号、公司标志等等。数字水印是携带所有者版权信息的一组辨别数据。数字水印被永久地嵌入到多媒体数据中用于版权保护并检查数据是否被破坏。通常我们讨论的水印系统由水印嵌入系统和水印检测系统组成, 其中嵌入系统有两个输入, 一个是所要嵌入的水印信息, 另一个是要嵌入水印的载体作品, 输出为嵌入水印的水印作品。水印检测系统则检测出作品中是否嵌有水印或嵌入何种水印。

一般数字水印系统的通用模型包括嵌入和检测 (提取) 两个阶段。数字水印的嵌入阶段, 嵌入算法的嵌入目标是使数字水印在不可见性和鲁棒性之间找到一个较好的折衷点。检测 (提取) 阶段主要是设计一个相应于嵌入过程的检测 (提取) 算法。检测算法一般是以基于统计原理的检验结果来判断水印存在与否, 它的目标是使错判与漏判的概率尽量小。提取算法通过提取出水印 (如字符串或图标等) 并与原始水印进行比较以判断水印是否存在。并且, 为了给攻击者增加去除水印的难度, 目前大多数水印制作方案都在嵌入、检测 (提取) 时采用了密钥, 只有掌握密钥的人才能读出水印。

2.1 水印嵌入系统

其功能是把水印信息嵌入到原始图像中, 为了能成功地提取水印信号, 算法必须使水印对故意或非故意的袭击和失真 (相当于信道噪声) 具有鲁棒性。

图1为一般的水印嵌入过程, 其输入为原图像I、水印W、密钥K (公钥或私钥) , 输出为含水印的图像I', 则内嵌过程可定义为映射:I×K×W→I'。

图1数字水印嵌入方案

2.2 水印的恢复系统

其功能是完成从待检测图像中提取出水印信号。图2描述了一般的水印恢复过程, 其中置信度表明了所考察图像I'存在水印的可能性。

图2数字水印恢复方案

3 数字水印的特性

不同的应用对数字水印的要求不尽相同, 一般认为数字水印应具有如下特性:

3.1 安全性

水印应能为受到版权保护的信息产品的归属提供完全可靠的证据。水印算法能够将所有者的有关信息 (如注册的用户号码、产品标志或有意义的文字等) 嵌入到被保护的对象中, 并在需要的时候将这些信息提取出来。水印可以用来判别对象是否受到保护, 并能够监视被保护数据的传播、真伪鉴别以及非法拷贝控制等。

3.2 透明性

透明性是指视觉或听觉上的不可感知性, 即指因嵌入水印导致载体数据的变化对于观察者的视觉或听觉系统来讲应该是不可察觉的, 最理想的情况是水印与原始载体在视觉上是一模一样的, 这是绝大多数水印算法所应达到的要求。

3.3 鲁棒性

鲁棒性是指水印应该能够承受大量的物理和几何失真, 包括有意的 (如恶意攻击) 或无意的 (如图像压缩、滤波、打印、扫描与复印、噪声污染、尺寸变换等等) 。显然在经过这些操作后, 鲁棒的水印算法应仍能从水印载体中提取出嵌入的水印或证明水印的存在。一个鲁棒的水印应做到若攻击者试图删除水印将会导致水印载体的彻底破坏。

3.4 保真性

保真性是指加入水印后, 并不会损害原来的媒体内容价值。由于水印特性的要求对应用的依赖型很强, 以上特性并非所有水印系统都必须满足, 恰当的评价准则和具体的应用有关。

4 结束语

数字水印技术是目前研究的热点, 随着网络和多媒体数字信息的发展, 用于信息安全的数字水印技术得到了广泛的发展。本文详细地阐述了数字水印的研究背景、研究现状、基本概念、基本原理、特性等方面基本理论, 务求对该技术有较全面的了解。

摘要：数字水印技术是目前信息安全技术领域的一个新方向, 它在篡改鉴定、数据的分级访问、数据跟踪和检测、商业和视频广播、Internet数字媒体的服务付费、电子商务、认证鉴定等方面具有十分广阔的应用前景, 已经成为国际上非常活跃的研究课题, 受到国际学术界的高度重视。本文从数字水印技术的背景、基本原理、特性等方面综合论述了数字水印技术。

关键词：数字水印,鲁棒性,安全性

参考文献

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[5]易学良, 石跃祥.基于图像加密和奇异值分解的数字水印算法.计算机工程与应用, 2005, 41 (24) :100-102.

数字水印系统相关技术及算法策略篇8

关键词数字水印算法

中图分类号：TP309.7 文献标识码：A

1数字水印系统相关技术

1.1 数字水印预处理技术

现在大多数的文献都选一幅小的有意义的图像作为数字水印，显然这样的水印相对其它水印更直观，可是攻击者一旦获得了此有意义的图像水印，就可以直接地了解到水印的内容。因此，有必要提高图像水印的安全性和稳健性。以下是几种常用的对有意义水印信号进行预期处理的方法。

（1）数字图像置乱

置乱技术是随着信息的安全与保密被重视而发展起来的图像加密技术。数字图像置乱是一种加密方法，合法使用者可以自由控制算法的选择、参数的选择以及使用随机数技术，以达到非法使用者无法破解图像内容的目的。

（2）加密

在实际应用中，如果已嵌入到产品中的水印能够直观地表达其版权信息，那么攻击者一旦提取了从此产品提取到水印信息，就可以很轻松地掌握水印的实际内容。为了尽最大限度地解决这一问题，可以选择合适的加密算法对水印进行加密，即在水印嵌入产品之前，先对其作加密运算，使之变换为没有任何意义的伪随机序列信息，然后再将它嵌入到产品中。因此，将加密技术和数字水印相结合可更进一步提高水印系统的安全性。

一般在水印在嵌入产品前都要对之进行预期处理，这样大大增加了攻击者在穷举猜测攻击中的难度。水印预处理在数字水印系统安全性方面具有极其重要的作用。

1.2 水印算法策略

1.2.1 水印算法的性能要求

一个数字水印算法的性能要求可以是多方面的，不同的应用的水印有不同的性质要求。通常可以从以下几个方面来考察：

（1）嵌入容量

嵌入容量是指可以在载体中嵌入多少的水印信息量。一般地，数字产品必须嵌入一定的信息量。信息量太少不足以唯一地确定产品的版权，信息量太多又会增加数据的冗余，降低水印的不可觉察性。

（2）鲁棒性

为了满足数字水印技术在各种应用中的安全需要，提高水印的鲁棒性显得尤为重要。数字水印的鲁棒性是指它抵抗水印攻击的能力，即水印能够经受各种信号处理的能力。一个数字水印应该能够承受大量的、不同的物理和几何失真，包括有意的或无意的。

（3）保真性

一般地，数字水印系统的保真性指的是待嵌水印载体数据在水印嵌入前后的数据相似度。在水印系统中，保真性和鲁棒性以及水印容量之间一般要作折衷的处理。

（4）误检率

误检率是指从没有嵌入水印的产品中提取出水印的概率。不同的应用场合要求水印的误检率不同。

（5）确定性

数字水印的确定性是指含水印数字产品中所含的水印能够被唯一的鉴别，即使所含水印的数字产品遭受到一定程度的破坏，提取出的水印仍具有可唯一鉴别性。

一个好的数字水印系统应具备以上五个方面的几个或全部。

1.2.2 基于N点均值的矢量地图水印算法

以前的矢量地图可逆水印算法虽然实现了数据无损修复，但是算法的嵌入容量低、对地图的保真度差。为了寻求以上两个问题的解决方案，本文提出了一种基于N点均值技术的矢量地图水印算法，该算法可以使得矢量地图的水印嵌入容量有较大提高，也降低了嵌入水印后地图图元的扰动。

本文采用的N点均值技术的实施载体是一组具有连续高相似性的实数序列。

（1）本文的水印嵌入算法步骤如下：

①对待加入水印的矢量地图进行多边曲线的提取；

②对提取的每条多边曲线分别进行顶点坐标提取；

③对每条多边曲线的顶点坐标序列分组；

④为防止嵌入水印信息后引起地图曲线的较大扰动，对步骤（1）中每条多边曲线中的分组进行分类（可嵌入水印分组和不可嵌入水印分组）；

⑤采用N点均值技术对每条多边曲线的每个可嵌入水印分组进行水印嵌入，并且在保证扰动很小的情况下可以对该分组递归多次（可无限次）嵌入；

⑥对每条多边曲线的每个分组重复步骤（5），将水印信息完全嵌入其中。

（2）水印提取前首先需对水印地图做一系列预处理，去除几何变换、插入和删除顶点等操作的影响。水印提取过程为：

①按照水印嵌入算法第（1）步对含水印的矢量地图进行多边曲线的提取；

②按照水印嵌入算法第（2）步对提取的每条多边曲线分别进行顶点坐标提取；

③按照水印嵌入算法第（1）步对矢量地图中每条多边曲线进行数据分组划分。

④按照水印嵌入算法第（4）步对每条多边曲线中的分组进行分类；

⑤对筛选出的每条多边曲线中的含水印分组采用N点均值技術，通过比较分组中间点坐标值和分组坐标均值大小进行水印提取；

⑥对每条多边曲线的同一个分组重复步骤⑤，将水印信息完全提取出来，并在每一次提取水印的过程中利用N点均值技术的可修复性将数据修复。

2本文小结

本文主要对矢量地图数字水印的相关技术进行了介绍，给出了本文提出的N点均值公式，并对水印预处理技术进行了详细阐述。本文还指出了目前矢量地图可逆水印算法中存在的不足，并提出了一种新的可逆水印方案。

大容量多通道数字水印算法篇9

大容量多通道数字水印算法

现有许多数字水印算法基本上都是针对灰度图像的,彩色图像数字水印算法尚未得到充分研究,且所能嵌入水印的容量也不够大.本文提出的`大容量多通道数字水印算法对这一问题进行了研究.该算法以彩色图像作为原始载体,通过数字水印压缩编码,载体图像颜色空间转换,彩色分量分块离散余弦变换,结合人眼视觉系统确定水印嵌入位置等措施,将二维水印图像嵌入到原始彩色载体图像中,且能嵌入较大容量的水印图像.实验结果表明,该算法不仅提高了水印容量,且对剪切、模糊、锐化等有损攻击具有良好的健壮性.

作者：温媛媛龙伟高政 WEN Yuan-yuan LONG Wei GAO Zheng 作者单位：国防科技大学机电工程与自动化学院,长沙,410073刊名：电光与控制 ISTIC PKU英文刊名：ELECTRONICS OPTICS & CONTROL年，卷(期)：13(4)分类号：V271.4 TP391关键词：数字水印彩色图像离散余弦变换人眼视觉系统大容量

水印技术论文篇10

今年我市征兵工作，深入贯彻习主席关于加强和改进兵役工作重要指示，坚决执行国防动员部和省政府、省军区征兵命令，确立“强化责任担当、军地齐心协力，遏制退兵数量、扭转被动局面”的基本思路，领导亲力亲为，层层传导压力，逐级强力推进，较好地完成了省政府、省军区赋予的征兵任务。

一、基本情况

今年共赋予我市173名兵员征集任务，其中男兵170名、女兵2名、直招士官1名。征集大学生新兵102人(男兵99人、女兵2人、直招士官1名)，占征集数的58.96%（男兵58.24%、女兵100%）,超过了省上赋予的57%的大学生征集比例；高中生69人，占征集数的39.88%；初中生2人，占征集数的1.16%,比例较去年有所下降。

二、主要特点及做法

今年征兵工作是在全面推进军队规模结构和力量编成改革,省军区系统体制编制调整人员变动大、时间节点紧、标准要求高等新特点的大背景下进行的。针对部队改革的大背景和我市“当兵冷、征兵难、退兵多”现实困境，市政府和军分区早筹划、早准备，高度重视，扎实工作。

一是组织领导坚强有力。市政府和军分区始终坚持把征兵工作列入重要议事日程，作为严肃的政治任务来对待。根据国防动员部《关于认真做好2017征兵准备工作的通知》精神，及时健全完善了市征兵工作领导小组，市长杨建武亲自担任市征兵工作领导小组组长，亲自参加全国和全省征兵工作会议，亲自主持召开全市征兵工作会议和体检协调会，对征兵工作全程参与关注，全程协调解决问题，全程抓好督导落实。县区党委、政府主要领导也是狠抓关键环节，在征兵体检、审定新兵等重要关口，亲临一线，现场督阵。军分区、人武部领导深入一线末端具体抓落实，形成了横向到边纵向到底的网状组织责任体系，确保了各项工作有效落实。两级征兵办公室于8月1日开始集中办公, 先后编印《征兵工作简报》4期，紧跟工作进程加强跟踪指导。

二是准备工作充分扎实。着眼早筹划、早部署，从3月份开始认真组织兵役潜力调查，准确掌握适龄青年底数。结合专武干部培训，军分区组织全市人武干部、基层武装部长和专武干事，围绕“征兵准备的组织与实施”进行了征兵准备业务培训。县区人武部根据工作进程,先后组织专武干部、体格检查和政治考核人员进行业务培训，学习政策法规，熟悉业务规范，提高业务素质。市征兵办组织市委宣传部和军地相关部门召开了2017年征兵宣传工作推进会，研究制定征兵宣传工作方案。金昌日报社、金昌政府网和金昌电视台面向社会公开刊发播放“征兵公告”、“甘肃省鼓励大学生参军入伍和应征青年进藏服役政策措施”、“征兵政策答记者问”等内容。金昌大剧院、文化广场大屏幕、体育公园大屏幕连续播放国防部征兵办下发的《中国力量》、《从这里走向战场》等征兵宣传片；金川区租用公交车、出租车和移动车载电子屏深入社区、街道和乡村，加大征兵宣传力度。6月份，甘肃有色冶金职业技术学院组织大学生事迹报告会和征兵宣传启动仪式。今年网上应征报名男性公民1468人，是去年任务数的8倍；全市上站673人，是今年任务数的4倍。

三是组织实施严密正规。征兵全面展开后，县（区）人武部指定专人对网上报名人员逐一进行核实，摸清相关信息，进村入户上门登记，掌握真实情况。在征兵体检中，各级严格按照要求规范设置体检站，严格标准条件，严密组织实施，严把体检关口。金昌市卫计委和县卫计局组织体检医院层层签定责任书。金昌市人民医院和永昌县人民医院挑选业务骨干50余人参加征兵体检，共完成了800余人次体检和复查工作。县区人武部会同公安机关，同步展开政治考核。坚持“集体研究、量化排名、择优定兵”的原则，严格落实省征办“四必须”、“四不定”、“四优先”要求，军分区党委常委参加县区定兵会，加强检查督导。为打牢新兵思想基础，摸清入伍动机，消除发现潜在隐患，县区级预定新兵严密组织役前教育训练。金川区委书记义战鹰、区长周益民亲自参加新兵欢送仪式，全程参加欢送活动。市委、市政府和军分区为每一名入伍新兵赠送了代表家乡特色的纪念品，进一步激发了青年新兵安心服役、献身国防、为家乡争光的热情。

四是任务完成廉洁安全。在反腐败成压倒性态势的背景下，采取切实有效的措施狠抓廉洁征兵各项制度规定的落实。市、县（区）两级征办通过征兵会议和集训等时机，组织学习国防动员部通报的25起征兵违纪典型案例，筑牢全体工作人员的思想防线。根据军委纪委《关于严明征兵工作纪律强化监督执纪问责的通知》精神，逐级从人大代表、政协委员、应征青年家长、退伍军人等聘请廉洁征兵监督员，全程参与征兵体检、政治考核、审批定兵等关节敏感环节，严格落实“零报告”制度。面向社会公开征集条件、标准、程序、方法和有关政策，公开征兵纪律和廉洁征兵措施。审批定兵过程军地纪检监察部门全程参与，全程组织录像，预定新兵名单及时向社会公布，广泛接受社会监督。各级组织和征兵工作人员严格要求，廉洁自律，今年征兵期间没有发现违规违纪问题和线索，群众满意度高，新兵质量也有了明显提升，据部队反映，今年金昌籍入伍新兵普遍素质较高，有不少在新兵中担任副班长、文书等骨干。

水印技术论文篇11

〔关键词〕agent；数字水印；版权保护

〔中图分类号〕G250.76 〔文献标识码〕B 〔文章编号〕1008-0821(2009)04-0086-04

Digital Right Management Based on the Agent Technology

and Digital Watermarking TechniquesBao Cuimei

(Library，Shandong University of Technology，Zibo 255049，China)

〔Abstract〕This paper described the agent technology and the concept of digital watermarking and the specific properties of watermarking techniques forced by the copyright protection applications.For digital copyrights protection in heterogeneous network environment，intelligent agent technology was introduced to combine with digital watermarking technology.It proposed a framework model of Digital Right Management(DRM)system based on the agent technology and digital watermarking techniques and detailedly discussed functions and working principle of intelligent Digital Right Management(DRM)system.

〔Key words〕agent；digital watermark；copyright protecting

随着传统媒体内容的日益数字化，迫切需要建立完善的数字产品版权保护方案，来保护版权拥有者和消费者的权益平衡。数字版权管理(DRM)的原理就是：使用技术手段，对数字产品在分发、传输和使用等各个环节进行控制，使得数字产品只能被授权使用的人，按照授权的方式，在授权使用的期限内使用。它不仅仅指版权保护，同时也提供了数字媒体内容的传输、管理和发行等一套完整的解决方案。在实际的应用环境中，侵犯数字版权的行为主要包括任意分发、修改数字内容以及任意的使用数字内容。

当前的DRM解决方案更多的是考虑内容提供商和发行商的利益，而忽略了最终用户的权益，合法用户在交易中公平性和匿名性得不到保障。在基于加密和数字签名技术的数字版权管理系统中，用户为了获得一个带有数字版权管理的数字多媒体文件，需要比通常情况下做更多的工作，譬如首先需要去申请证书，然后完成很多步骤的认证过程。更重要的是，如果用户提供合法的信息来通过认证，那么怎么来保证用户的隐私也是一大难题。再者大多的DRM系统不仅仅要求用户注册，还需要用户提供个人信息以证明注册用户是现实中的实体。这样就无法消除用户购买商品的匿名性，DRM系统就很容易实现对用户行为的追踪。

本文综合现有的Agent技术、数字水印技术等提出了一个数字版权管理系统的框架，力求对数字版权保护问题做到较全面的解决。一旦发现数字作品的版权受到侵害，利用数字水印技术能够鉴别版权信息真伪，追踪盗版源等，但数字水印技术并不能阻止盗版活动的发生，属于事后保护手段，利用Agent技术，重点解决数字作品的传输和远程控制等，属于在事前就预防侵权行为发生的事前保护手段。目的就是要保护数字信息拥有者的版权利益及确保具有权限的用户合法使用数字作品，同时一旦发现数字作品的版权受到侵害，又能有效鉴别版权信息所属，辨别版权信息真伪，并能追踪盗版源等。

1 相关技术

1.1 Agent技术

目前Agent在研究领域尚没有一个统一的明确定义，一般认为，Agent是为达到某个特定的目标，在对外部环境相互作用的基础上，通过对环境状态的认识以及和其它Agent的协作，自动地推进问题解决的处理单位。智能Agent所具备的特性是下面特性集的子集或者超集：①自主(治)性：Agent能自行控制其状态和行为，能在没有人或其它程序介入时操作和运行，并能自主的控制其内部状态和动作，根据环境和需要做出相应的反应。②通信能力：Agent能用某种通信语言与其它实体交换信息和相互作用。③感知能力或反应性：Agent能及时地感知和响应其所处环境的变化。④能动性：Agent主动表现出目标驱动的行为，能自行选择合适时机采取适宜动作。⑤推理和规划能力：Agent具有基于当前知识和经验，以一种理性方式进行推理和预测的能力。⑥协作、合作、协同及协商能力：Agent应能在多Agent环境中协同工作和消解冲突，以执行和完成一些互相受益且自身无法独立求解的复杂任务。⑦可移动性：Agent应具有在分布式网络中移动的能力，即移动性是指代理可以在运行过程中挂起，携带其当前运行状态信息和相应的数据移动到目标网络或主机后继续执行，且在此过程中保持状态一致。理想的智能化Agent还应具有学习性：指Agent能从经验中逐步改进和增强自身能力，Agent为数字版权保护提供了一条新的思路。

1.2 数字水印技术

数字水印技术是一种可以在开放的网络环境下保护版权和认证来源及完整性的新型技术，它通过一定的算法在数字声音、图像、文档或视频码流中嵌入一些标识信息，用以证明原创作者对作品的所有权，或作为鉴定盗版、侵权源的证据，但不影响原内容的价值和使用，并且不能被人的知觉系统觉察或注意，它与原始数据紧密结合并隐藏在其中，成为宿主数据不可分离的一部分，并且在需要时还可以被作为证据提取出来。水印信息可以是作者的序列号、公司标志、有特殊意义的文本等，可用来识别文件、图像或音乐制品的来源、版本、原作者、拥有者、发行人、合法使用人对数字产品的拥有权等。一个健全的基于数字水印的数字作品版权保护方案可监视被保护数据的传播、跟踪数字作品的非法分发，鉴定盗版或侵权源，为解决版权纠纷提供法庭证据等，但数字水印技术并不能阻止盗版活动的发生，属于事后保护手段。

版权保护要求数字水印应具备的特性

在版权保护中，要使数字水印能有效地保护版权，水印必须满足如下特性[4-6]

1.2.1 鲁棒性

当被保护的信息经过某种改动后，比如传输、过滤操作、重新采样、编码、有损压缩等，嵌入的信息应保持其完整性，不能被轻易地去除，并以一定的正确概率被检测到，当有敌意的第三方试图通过某些处理，去除或毁坏嵌入的信息时，其结果可能是：在水印去掉以前，只会引起被保护信息的明显改变，从而提醒合法的所有者或使用者，达到对信息的保护作用。鲁棒性的级别包括以下几种：零级(没有鲁棒性)、低级、中级、中高级、较高级、高级和最高级[7]，鲁棒性可用提取出的水印误码率(BER)来衡量。设嵌入和抽取的水印序列长度为B位比特，则BER按如下公式计算：

BER=100B∑B-1n=01， w′(n)≠w(n)

0， w′(n)=w(n)

不同的水印应用对鲁棒性要求不一样。

抗普通信号处理：载体在经受普通信号处理后，应该仍能检测到水印。普通信号处理包括：线形或非线形过滤、数/模和模/数变换、重新取样、重新量化、加入随机噪声、图像锐化或模糊化、增强声音的低频和高频信号及有损压缩等。

抗普通几何失真：对图像或视频载体而言，水印还必须能对几何图像操作(比如旋转、平移、剪切和缩放)有免疫力。

抗欺骗攻击(共谋和伪造)：水印应该能抵抗多个主体相互勾结的共谋攻击，这几个主体分别拥有一份嵌有水印的数据作品，即：当把数据作品的多份拷贝合并时，应该不会毁坏水印；而且，如果在法庭上用水印作为证据时，共谋者不可能把他们的图像合并起来，生成另外的合法水印，而故意陷害第三方。

1.2.2 抗篡改性

与抗毁坏的鲁棒性不同，抗篡改性是指：水印一旦嵌入在载体中，攻击者就很难改变或伪造(如：盗版者把版权标记替换为自己的标记)。鲁棒性要求高的应用，通常也需要很强的抗篡改性。在版权保护中，水印必须在版权有效期内都能保持抗篡改性。

1.2.3 不可见性(透明性、不可感知性)

不可感知包含两方面的意思，一是指嵌入的水印对载体作品的质量没有影晌，不易被人察觉或感知到。通常用峰值信噪比PSNR(the Peak of Signal to Noise Ratio)和掩蔽峰值信噪比MPSNR(Masked Peak Signal to Noise Ratio)来衡量水印的不可感知性[8]：

PSNR=10log1025521M×N∑M-1M=0∑N-1N=0[I(x，y)-Iw(x，y)]2其中，I(x，y)是原始图像的像素值，Iw(x，y)是嵌入水印后图像的像素值，M、N分别是图像的行列数。

MPSNR=10log102552E2其中E为可见性差值，即高于门限的差值。

由于图像等信息的最终接受者是人，而PSNR并没有与人类视觉系统的感知特性结合，所以不能完全真实的反映图像的视觉质量，甚至在一定情况下还会给评测带来误导，而MPSNR则充分考虑到人类视觉系统的敏感度对比特性和掩膜现象，因此能够更好的反映人类的视觉感受。因为人类的感觉器官并不是十分精密的系统，所谓的不可感知性不是绝对的，而是相对的，只是针对人的主观感觉而言，不使人的视觉听觉等器官感受到发生变化，就是不可感知的。另一方面，为了能够达到更好的隐蔽性，避免一些特殊性攻击(如共谋攻击)，水印一般还有统计不可见性的要求，也就是说，要求嵌入的水印不改变载体本身的统计特性，如图像、音频、视频帧的均值、方差等，对于视频水印的统计不可见性还要求水印嵌入对视频中每两帧之间的相关性没有影响。

1.2.4 可证明性

水印应能为受到版权保护的信息产品的归属提供完全和可靠的证据，对水印的检测，应能毫无歧义地标明载体拥有者身份，而且载体在面对各种攻击后，不会严重地影响拥有者身份的准确判定。一个好的水印算法应该能够提供完全没有争议的版权证明，且为非可逆的，非对称的。

1.2.5 低错误率

即使在不受攻击或者无信号失真的情况下，也要求不能检测到水印(漏检)，以及不存在水印的情况下，检测到水印(虚检)的概率必须非常小。

不难分析出，某些要求之间存在冲突，增加一方必然会降低另一方，实际上，水印技术的一个重要方面是研究如何折中这些要求。

2 基于Agent和数字水印技术的数字作品版权管理系统框架多角色之间的水印协议实施属于复杂网络环境下的大规模协作信息系统建设，这正是智能化Agent技术的研究领域，文献[2]把信息技术领域的数字水印和智能化的Agent技术结合起来提出了基于Agent技术的数字水印协议框架。在本系统的数字水印协议框架中，在数字作品中加载两个水印信息：一个是标志版权所有的版权水印信息；另一个是标志客户身份的水印信息；包括4类实体：全国性权威电子出版版权认证保护中心、认证权威CA(Certificate Authority)系统、版权所有者或数字作品的制作人(卖者)，客户或消费者(买者)。对应4种类型的Agent，销售商Agent、消费者Agent、水印Agent和仲裁Agent。它们在和外部环境相互作用的基础上，通过对环境状态的认识以及相互之间的协作，一起构成一个多Agent的数字版权保护系统。

消费者Agent，是消费者进行网络数字作品交易的必需程序，用户在参与网上交易前下载安装在本地计算机中，在电子商务普及并且相应的法律体系健全后，可以直接集成在操作系统中。消费者Agent功能是代理用户进行合法数字作品交易，其中和其它Agent协作，申请、维护、提供客户水印(用户的指纹)，确保交易合法性是基础，记录用户兴趣点，寻找交易目标是辅助功能。

水印Agent是数字水印协议框架中的核心角色，负责接受合法消费者和销售商Agent的申请。产生和维护合法的数字水印、数字指纹，对数字作品交易提供数字水印基础支持。

仲裁Agent，智能化的数字版权保护仲裁代理，与各个Agent进行协作，判定巡查到的侵权行为是否属实，将证据和结果提交现实世界。

本系统中还要建立或选择一个认证权威CA(Certificate Authority)系统，CA有自己的签名生成算法SingCA和签名验证算法VerCA，VerCA及其它一些参数是公开的，CA为协议中的参与各方颁发数字证书，用来实现各方之间的身份认证。首先，我们假设A为版权所有者或数字作品的制作人，B为客户，Ψ为全国性权威电子出版物版权认证保护中心，A，B，Ψ都拥有各自的公开密钥KA，KB，KΨ以及相应的私钥K′A，K′B，K′Ψ，A，B，Ψ向CA申请的数字证书分别为[9]：

C(A)=(ID(A)，KA，SingCA(ID(A)，KA))

C(B)=(ID(B)，KB，SingCA(ID(B)，KB))

C(Ψ)=(ID(Ψ)，KΨ，SingCA(ID(Ψ)，KΨ))

其中ID(•)是CA为用户建立的身份信息，SingCA(•)是CA对用户的公开身份信息的签名。

(1)设A对数字作品M拥有版权，若A需要Ψ参与对Μ的保护，则Α需要到Ψ注册自己的版权信息，步骤如下：

①销售商Agent和水印Agent协作，将版权水印数据加载到M上，得到Mw。

②A将Mw保存在自己的数字媒体数据库中，Ψ在版权信息知识库中增加一条记录，记录格式为Record=(C(A)，H(M)，L，T，H(Mw)，alg)，其中C(A)为A的数字证书、H(M)为待保护数字作品M的Hash函数值、L版权信息水印、T为A申请的时间戳、Mw嵌入了一个版权水印的数字作品、alg为水印的加载算法(algorithm)。

(2)若消费者或客户B想购买数字作品M时，

①首先启动消费者Agent，消费者Agent与水印Agent协作，B获得其客户水印，Ψ在客户水印数据库中增加一条记录，记录格式为Record=(C(B)，EB(wB)，SingΨ(EB(wB)))，其中EB(wB)是Ψ用B的公钥KB对其水印wB的加密，SingΨ(EB(wB))是Ψ对EB(wB)签名得SingΨ(EB(wB))。

②消费者Agent在分布式环境中寻找目标销售商Agent并与其通信，双方验证通过后，销售商Agent首先使用文献[3]方法在数字作品Mw中加载客户的水印信息，得到M的加载有两个水印的M′w，然后根据客户请求的内容和权限生成XrML权限描述文件，同时派出移动Agent到客户机上收集客户的机器指纹。针对计算机可以考虑收集{CPU序列号、硬盘序列号、网卡号}，采用单向Hash函数生成机器指纹Tag=H(×)，H(×)是客户计算机的{CPU序列号、硬盘序列号、网卡号}Hash函数值，用机器指纹、用户名、密码做种子生成内容许可证的密钥Lkey，使用Lkey对数字作品内容的许可证文件进行加密，这样就紧紧的把用户机器和用户个人信息绑定到一起。对数字作品M′w用密钥Km经过对称加密后和经过Lkey加密后的内容许可证文件一起发送给客户的消费者Agent，其中，内容许可证的组成为[1]：数字内容的惟一标识符；数字内容的加密密钥；数字内容的使用权限，包括读、写、时间限制等，以XrML格式来描述权限。同时A的销售商Agent为其每件产品都要在自己的客户信息数据库中增加一条记录，记录格式为Record=(H(EB(M′w))，EB(wB)，SingΨ(EB(wB))，σ)，以便将来调解纠纷使用，其中σ是销售商代理产生的一个n维向量的随机变换，且满足σ(EB(wB))=EB(σ(wB))。

(3)若消费者或客户B想使用数字作品M

先启动消费者Agent，在客户端的 Agent运行环境中，Agent搜集用户的机器指纹，按同样方法生成解密密钥，然后对许可证文件进行解密，获得数字作品的解密密钥，解密数字作品后进行使用。使用数字作品内容的时候，客户端的 Agent会时刻检查用户具有的权限，并采取相应的行动。比如如果用户的使用时间已经到期，那么Agent就会使用户停止使用，然后清除运行环境中的内存，因为其中可能含有明文显示的密钥、权限信息，最后终止自己。

(4)若A一旦发现了自己的数字产品M的非法拷贝Y，A通过以下步骤首先对自己的版权进行认证，然后再追踪盗版源。

①销售商Agent和水印Agent合作，认定A对数字产品M是否拥有版权。销售商Agent向Ψ提出版权认证申请，Ψ的水印Agent接受认证申请后，首先计算M的Hash值H(M)，并根据版权信息数据库认定A对数字产品M是否拥有版权，若A对数字产品M拥有版权，则Ψ的水印Agent向Ψ的仲裁Agent提供A对数字产品M拥有版权。否则，水印Agent拒绝销售商Agent的版权认证申请。

②销售商Agent和仲裁Agent合作追踪盗版源。仲裁Agent与销售商Agent通信，要求销售商Agent提供可疑目标B对应的EB(wB)，SingΨ(EB(wB))，σ，仲裁Agent根据Ψ的客户水印数据库确定出Β的真实身份，仲裁Agent与目标B的消费者Agent通信，并要求提供B的私钥，然后计算wB，并在Y中检测是否存在σ(wB)，如果存在则可确定B是非法拷贝Y的提供者，否则B是无辜的。

3 结束语

在异构的网络环境下保护数字版权，需要使用智能代理技术。本文给出了一个基于Agent技术和数字水印技术的数字作品管理系统框架，对数字作品的版权保护采用事前预防和事后保护相结合的手段，从而能够对数字产品在分发、传输和使用等各个环节进行控制，使得数字产品只能被授权使用的人，按照授权的方式，在授权使用的期限内使用，既保护了数字信息拥有者的版权利益及具有有权限的用户合法使用数字作品，同时一旦发现数字作品的版权受到侵害，又能有效鉴别版权信息所属，辨别版权信息真伪，并能追踪盗版源等。对于数字水印协议实施细节以及框架中不同角色Agent的设计还有大量的工作需要进行，这正是下一步需重点研究的工作。

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