数字水印技术范文
时间：2023-02-20 22:38:06
数字水印技术范文第1篇
关键词:数字水印;系统模型;应用领域;数字水印算法
中国分类号:TP391文献标识码:A文章编号:1009-3044(2009)35-10052-02
Discussion on the Digital Watermark Technology
ZHOU Liang
(Science and Technology Department, Jiujiang University, Jiujiang 332005, China)
Abstract: The digital watermark technology is the important method for the copyright protection. It has widespread application prospect in the multitudinous domains, including copyright protection, content authentication, duplication control, quality monitor, broadcast monitoring and so on. This article mainly introduces the concept, model and characteristic of the digital watermark and so on. It is a new kind of recent information camouflage technology and it is also the effective methods for solving the problems of copyright protection caused by the digital products.
Key words: digital watermark; system model; domain of application; digital watermark algorithm
近年来,随着计算机网络技术的飞速发展,人们获取信息和交流信息变得越来越方便。但是网络在给人们带来便利的同时也暴露了严重的安全问题:作品侵权更加容易,篡改也更加方便。现有的版权保护系统多采用密码认证技术(例如DVD光盘的安全密码),但仅采用密码并不能完全解决版权保护问题。
于是数字水印技术应运而生,数字水印技术是保障信息安全的一种普遍有效的技术手段。这些年来,数字水印技术得到了全世界学术界和商界的认可。国际上有许多机构纷纷开展对数字水印技术的研究。因此,数字水印技术成为当今网络信息安全和数字媒体版权保护研究的热点。
1 数字水印技术的概念和系统模型
1.1 数字水印技术的概念
数字水印技术(Digital watermarking)是往多媒体数据(如图像、声音、视频等信号)中添加某些数字信息(水印)而不影响原数据的视听效果,并且这些数字信息可以部分或全部从混合数据中恢复出来,以达到版权保护等作用。
1.2 数字水印技术的系统模型
数字水印的通用模型包括水印嵌入、水印检测或提取两方面。如图1所示的水印嵌入过程是将水印嵌入到作品中。图2所示为一般水印检测系统。输入端为加入水印的作品、密钥以及原始作品或原始水印。输出端则输出恢复的水印或检测恢复水印与原始水印相似程度的结果。
2 数字水印的特性
嵌入数字多媒体中的信息必须具有以下基本特性才可以称得上是数字水印。
1) 不可感知性:指向数字作品中嵌入的数字水印,是利用人类视觉或听觉系统的特征,经过一系列隐藏处理,嵌入的数字水印不会使得原始数据发生可感知的改变,也不能使得被嵌入的水印引起人的感知。
2) 安全性:数字水印中的信息应该是安全的,难以被伪造。数字水印系统使用一个或多个密钥来确保安全,防止修改和擦除水印。信息被隐藏在多媒体内容中,并不因文件格式转换而丢失,且未经授权者不能检测出水印。
3) 鲁棒性:鲁棒性也叫稳健性,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。
4) 可证明性:数字水印技术能为受版权保护的信息产品的归属者提供完全可靠的证据。数字水印可以使已经注册用户的号码、产品标志或者有意义的文字等嵌入到被保护的对象中,在需要时候可以将其提取出来,判断数据是否收到保护,并能够监视被保护数据的传播以及非法复制,进行真伪鉴别等。这实际上也是发展水印技术的基本动力。
5) 不可检测性:指嵌入水印后的数据与原始载体数据具有一致的特性。使非法拦截者无法判断是否有隐藏信息。
6) 无歧义性:恢复出的水印或水印判决的结果能够为作品的所有者提供唯一可靠的法力依据,不会发生多重所有权的纠纷。
3 数字水印的典型算法
近年来,数字水印技术研究取得了很大的进步,人们提出了许多有效算法。
1) 最低有效位方法(Least Significant Bit):此算法首先把二维水印信号按象素点逐一插入到原始图像象素值的最低有效位(LSB),所以这种算法也被称为LSB算法。由于水印信号被安排在了最低位上,它是不可见的,但是基于同样的原因,它可以轻易地被移去,因此也是不稳健的。
2) Patchwork算法:此算法是一种基于统计的数字水印嵌入方法。在Patchwork算法中,一个密钥用来初始化一个伪随机数发生器,而这个伪随机数发生器将产生载体中放置水印的位置。该算法首先随机选取N对象素点,然后通过增加象素对中一个点的亮度值,而相应降低另一个点的亮度值的调整来隐藏信息。
3) 压缩域算法:基于JPEG、JPEG2000、MPEG-2、MPEG-4标准的压缩域数字水印系统不仅节省了大量的完全解码和重新编码过程,而且在数字电视广播及VOD(Video on Demand)中有很大的实用价值。相应地,水印检测与提取也可直接在压缩域数据中进行。
4) NEC算法:该算法由NEC实验室的COX等人提出,该算法在数字水印算法中占有重要地位,其实现方法是,首先以密钥为种子来产生伪随机序列,其次对图像做DCT变换,最后用伪随机高斯序列来调制(叠加)该图像除直流(DC)分量外的1000个最大的DCT系数。该算法具有较强的鲁棒性、安全性、透明性等。
5) 生理模型算法:这种算法主要是利用视觉模型与其它算法相结合,还有基于JPEG、MPEG标准的压缩域算法,不仅节省了大量的完全解码和重新编码过程,而且在数字电视广播及VOD(Video on Demand)中有很大的使用价值,不足之处是该算法人工实验花费高。
4 数字水印的主要应用领域
1) 版权保护:计算机技术的发展使得数字产品的拷贝非常容易,数字产品的版权保护是当前的热点问题。数字作品包括数字图像、图形、音乐、视频、计算机软件等。数字作品的所有者可用密钥产生一个水印,并将其嵌入原始数据,然后公开他的水印版本作品。
2) 隐藏标识和安全通信:数字水印用于隐藏标识时,水印本身携带标识信息,可在医学、制图、数字成像、数字图像监控、多媒体索引和基于内容的检索等领域得到应用。数字水印的安全不可见通信将在国防和情报部门得到广泛的应用。
3) 篡改提示:当数字作品被用于法庭、医学、新闻及商业时,常需要确定它们的内容是否被篡改、什么位置被篡改、篡改的强度如何、以及如何修复等。通常采用脆弱的水印来标定篡改的位置或强度,这样的水印必须是全局的,并且对一个地方的破坏不影响其他地方水印的提取。
4) 使用控制:在数字产品的商业体系中,大家都希望有一种拷贝保护体制,可以用水印保护来约束数据的拷贝。例如一个带有防拷贝功能的移动存储器,不能拷贝带有表示“禁止拷贝”涵义的水印的数字产品。
5 结束语
数字水印正处在蓬勃发展的过程中,掌握其发展方向对研究数字水印技术有着重要的意义,今后数字水印的技术研究将侧重于提高数字水印算法的稳健性、安全性、研究其在实际网络中的应用及作用。在信息化时代的今天,数字水印技术的研究具有重要的意义,数字水印技术将对保护各种形式的数字产品起到重要的作用。
参考文献:
[1] 邓英.数字水印算法分析[J].软件导刊,2008(4):61-64.
[2] 武兵.数字水印技术浅析[J].中国科技信息,2006(11).
[3] 祁明,刘迎风.信息隐藏与数字水印技术及其应用[J].通信技术,2001(6):6-9.
数字水印技术范文第2篇
关键词:数字水印;数字签名;信息隐藏
Analysis of Digital Watermarking Technology
Wang Xubiao
(Puyang Vocational&Technical College,Puyang457000,China)
Abstract:The information hiding is the confidential information hidden in large amounts of information in a way not to find opponents.Main methods of information hiding steganography,digital watermarking technology,visual cryptography,subliminal channel,hidden agreements.
Among them,the digital watermark refers to the original watermark signal embedded in digital media,before and after watermark embedding media in the visual or auditory experience does not have any significant differences.
Keywords:Digital watermarking;Digital signature;Information hiding
数字水印技术是近年来兴起的一个前沿研究领域,与信息安全、信息隐藏、数据加密有密切的关系。它将一些标识信息直接嵌入诸如多媒体、文档、软件等数字载体当中,或者是间接表示,不影响原载体的使用价值,也不容易被探知和再次修改,但可以被生产方识别和辨认,通过隐藏在载体中的信息,可以达到确认内容创建者、购买者、传送隐秘信息或者判断载体是否被篡改等目的。
数字水印与数字签名技术极易发生混淆,所谓数字签名就是附加在数据单元上的一些数据,或是对数据单元所作的密码变换。这种数据或变换允许数据单元的接收者用以确认数据单元的来源和数据单元的完整性并保护数据,防止被人伪造。它是对电子形式的消息进行签名的一种方法,一个签名消息能在一个通信网络中传输。数字签名主要的功能是保证信息传输的完整性、发送者的身份认证、防止交易中的抵赖发生。而数字水印是将标识信息直接嵌入数字载体当中,而不影响原载体的使用价值,也不容易被人的知觉系统觉察或注意到。数字水印是信息隐藏技术的一个重要研究方向。
数字水印技术在下面一些领域中得到应用:
版权保护――通过在媒体中嵌入标示版权信息的水印,在发生版权争端时,通过提取水印以证实媒体所有者的所有权。他并不能阻止对媒体的非法拷贝,但可以确认对媒体的所有权。
数字签名――水印识别媒体所有者,潜在用户用以获得对媒体的合法拷贝或出版,从而可以用来解决版权纠纷。
指纹识别――水印也可以识别媒体合法使用者,这可以用来追踪非法拷贝源。他已经应用在DIVX数字视频播放器中,播放器在每个播放过的电影拷贝中加入一个独一无二的水印信号。
广播、出版监测――电视广播自动监测系统、计算机网络及其他分发通道检测以跟踪媒体内容何时在何地出现。这对确保媒体内容没有被非法分发或想决定媒体版权付费的媒体所有者来说是很好的监测手段,对广告客户确保他们的商品广告在付过费。
目前在数字版权管理方面主要有两类技术,即密码技术和数字水印技术。密码技术是传统的早期的技术,一旦加密数据被合法用户解密,就无法控制其非法复制传播等行为。数字水印技术侧重于对数字内容的真伪鉴别和对盗版数字内容的来源追踪,正好弥补了加密技术的不足之处。因此数字水印技术越来越受到信息安全领域专家学者的重视,数字水印与密码技术相结合是实现数字版权管理的有效手段和研究方向。
图像数字水印算法从实现过程来看分为两类:空域方法和变换域方法。空域方法是将水印信息直接嵌入到宿主图像中,而变换域方法是将水印信息嵌入到宿主图像的变换域中。空间域水印的问题是健壮性较差,抗干扰能力较弱。因此,目前研究最多的是在变换域上的数字水印嵌入技术。常见的有离散余弦变换(DCT)、小波变换(DWT)、离散傅立叶变换(DFT)。基于DCT的算法的主要思路是,在DCT变换的中频系数中嵌入水印,既保证了水印的不可见性,又保证了水印的健壮性,达到了一个平衡。基于小波变换的水印方法是将空间和时间的信号在多个不同的分辨率尺度下进行分解,因此可以针对信号的不同分尺度对信号进行处理。
数字水印的研究也存在一些问题,表现在:1.如何兼顾隐藏性、鲁棒性和安全性的平衡问题,仍未完全得到解决,在具体应用层面上,阻碍了工程转化;2.用于版权认证和保护的水印技术一般分为脆弱水印和鲁棒水印两类,前者重在对内容的完整性保护,而后者的技术要求更高,它要求算法具有较高的稳健性,既要求能经受一般的压缩、滤波、加噪等常见的图像处理操作,还要具有经受恶意攻击和篡改的能力;3.通常用于版权认证的水印算法多以黑白二值图像、较小分辨率图像、简易文字图像(如签名)、序列号等构成,缺乏水印安全有效的应用框架。故迄今为止,一个良好的数字水印算法总体上仍是从多角度研究图像载体数据的特性,力求在水印的顽健性、鲁棒性、隐藏性等诸多方面寻找平衡。此外,除追求水印的最大嵌入量外,水印的可测性及水印的代换能力也影响着水印算法的工程转化,总体上对数字水印问题的研究还不够全面和深入,虽然以DCR和DWT变换域作为研究对象的成果较多,但因筛选不同的系数和块,水印的嵌入强度和抵抗压缩及各类变换的能力差异较大,基于内容特征的水印、多水印、非对称的水印等被称之为第二代水印的问题,以及安全有效的应用框架等,都还没有得到完全和系统地解决。因而,仅就数字化作品版权认证的应用而言,还有许多课题需要研究和解决。
参考文献:
[1]金聪.数字水印理论与技术.清华大学出版社,2008,8
[2]钮心忻.信息隐藏与数字水印.北京邮电大学出版社,2004,6
数字水印技术范文第3篇
关键词：数字水印；隐蔽性；鲁棒性
中图分类号：TP391.41
文献标识码：A
1
引言
随着计算机多媒体技术及网络技术的迅速发展，文字、图形图像、音视频等信息可以通过数字媒体广泛地传播。数字化技术精确、廉价、大规模的复制功能和Internet的全球传播能力给人们带来信息共享的同时也带来了许多负面的影响。由于对数字信息的复制非常容易，而且所得复制品和原件几乎完全相同，因此有恶意的个人或团体有可能在没有得到作品所有者许可的情况下复制、修改、传播有版权的内容，甚至非法用作商业用途，严重侵犯了作者及版权所有者的利益。为了有效地解决信息安全和版权保护等问题，近年来出现了加解密、数字签名、数字指纹、数字水印等多种技术。其中数字水印是20世纪90年代出现的一门崭新的技术。它通过在数字产品中嵌入水印信息来确定数字产品的所有权或检验数字内容的原始性，它弥补了加解密技术不能对解密后的数据提供进一步保护的不足，弥补了数字签名不能在原始数据中一次性嵌入大量信息的弱点，弥补了数字指纹仅能给出版权破坏者信息的局限。
2 数字水印的概念和基本原理
2.1数字水印定义
数字水印(Digital Watermark)技术是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，但不会影响原内容的价值和使用，它不能被人的知觉系统觉察或注意到，只有通过专用的检测器或阅读器才能提取。其中的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。与加密技术不同。数字水印技术并不能阻止盗版活动的发生，但它可以判别对象是否受到保护，监视被保护数据的传播、真伪鉴别和非法拷贝、解决版权纠纷并为法庭提供证据。作为数字水印技术应当满足下面几个方面的要求：
’a.隐蔽性：数字水印应该是不易被察觉的，而且应不影响被保护数据的正常使用；
b.安全性：加入水印和检测水印的方法对没有授权的第三方是保密的而且不可轻易被破解，即使被黑客检测到了也不能读出(数字水印需要加密)；
c.鲁棒性：当被保护的信息经过某种改动后，比如在传输、压缩、滤波，图像的几何变换如平移、伸缩、旋转、剪裁等处理下，数字水印不容易被破坏。
2.2数字水印技术的基本原理
一般数字水印的通用模型包括嵌入和检测、提取两个阶段。数字水印的生成阶段，嵌入算法的嵌入方案的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中。检测阶段主要是设计一个相应于嵌入过程的检测算法。检测的结果或是原水印(如字符串或图标等)，或是基于统计原理的检验结果以判断水印存在与否。检测方案的目标是使错判与漏判的概率尽量小。为了给攻击者增加去除水印的不可预测的难度，目前大多数水印制作方案都采用密码学中的加密体系来加强，在水印的嵌入，提取时采用一种密钥，甚至几种密钥的联合使用。水印的嵌入和提取方法如图1、图2所示：
3 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。
3.1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，它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。
3.2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。
3.3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。
3.4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。
3.5按用途划分
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。
3.6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。
4 数字水印的应用
4.1
数字作品的知识产权保护
数字作品的所有者用密钥产生一个水印，并将其嵌入原始数据中，然后公开他的水印版本作品。当该作品被盗版或出现版权纠纷时，所有者可利用从盗版作品或水印作品中获取水印信号作为依据，从而保护所有者的权益。
4.2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。此外在电子商务中会出现大量过渡性的电子文件，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。
4.3篡改提示
当数字作品被用于法庭、医学、新闻及商业时，常常需要确定他们的内容是否被修改、伪造或特殊处理过。为实现该目的，通常将原始图像分成多个独立块，每个块加入不同的水印。同时可通过检测每个数据块中的水印信号，来确定作品的完整性。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。
4.4访问控制
在多媒体发行体系中，人们希望有一种拷贝保护机制，即它不允许未授权的媒体拷贝。在封闭或私有系统中，可用水印来说明数据的拷贝状况。一个典型的例子是DVD防拷贝系统。将水印信息加入DVD数据中，这样DVD播放机即可通过检测DVD数据中的水印信息而判断其合法性和可拷贝性。从而保护制造商的商业利益。
4.5信息隐藏
数字水印可用于作品的标识、注释、检索信息等内容隐藏，无需额外带宽且不易丢失。此外，数字水印还可用于隐蔽通信，这在国防和情报部门将得到广泛应用。
5 数字水印技术研究展望
数字水印技术有着广泛的研究前景和巨大的商业潜能。但作为一种新兴的技术，它还面临着许多尚未解决的难题。从目前的技术和应用分析，数字水印技术未来的研究方向体现在以下两个方面。
第一，不断完善水印技术理论框架。数字水印技术要得到广泛应用必须建立一系列标准或协议，完善水印评价的理论体系，制定水印的测试和评价标准，设计一个能对各种不同水印算法进行公正比较评价的水印评价系统。
第二，水印算法研究。通过现有数字水印算法的研究，结合数字信号处理技术，寻找它们的关系，设计出更好的算法。
参考文献
[1]石培新，王颖.数字水印技术及其应用与发展[J].微型机与应用，2004(6)
[2]陈萌.数字水印技术及应用[J].国外电子测量技术。2006(6)
数字水印技术范文第4篇
秘密共享源于经典密码理论，是指将共享的秘密在一个用户集团里进行合理分配，以达到由所有集团成员共同掌管秘密的目的[7，8]。秘密一旦被共享，集团里任何单个成员都能且仅能在集团中其它成员的同意下合作得到该秘密。一个秘密共享体制由秘密的分发者D、参与者集合P={P1，P2，…，PN}、接入结构Γ、秘密空间S、分配算法、恢复算法等要素构成，其中Γ是由P的某些子集作为元素组成的集合，即Γ2Γ，其元素称为Γ的授权子集。一个P上的满足一般接入结构Γ的秘密共享方案是指：
(1)对于Γ的任何一个授权子集A∈Γ，A中的全体成员可以利用他们所拥有的秘密份额来恢复秘密S；
(2)对于Γ的任何一个非授权子集BP，BΓ，B中的成员无法利用他们的秘密份额来重新恢复秘密S。
秘密共享的概念最早由Shamir和Blakley在1979年提出，并给出(r，n)秘密共享门限方案。所谓(r，n)(其中r、n为正整数，且r≤n)秘密共享门限方案是指在用户数为n的用户集团内共享某个秘密(如K)的方法。在这个方法中，任意r个属于集团的用户都能合作计算出K的值，但当用户个数少于r时不能计算出K。如n个用户间共享一个密钥K，每个用户i持有一个密钥碎片ki(i=1，2，3，…，n)，基于其中任意不同的r(r≤n)个密钥碎片ki1，ki2，…，kir(1≤i1，i2，…，ir≤n)都可以恢复出密钥K，而由任意r-1个或更少的密钥碎片都不能得出关于密钥K的信息。
应用(r，n)秘密共享体制，攻击者必须获得超过一定数量(门限值r)的秘密碎片才能获得密钥，这样提高了系统的安全性；当某些碎片(不超过n-r个)丢失或被毁时，利用其它秘密份额仍然能够获得秘密，这样提高了系统的可靠性。在恢复秘密K时，参与者必须提供正确的秘密份额，否则恢复会失败，不正确的秘密份额又称为恶意子密。秘密共享体制在实际当中应用广泛，可用于分散重要的信息，如通信密钥的管理、数据安全、银行网络管理、导弹控制发射等。
对于联合数字水印来说，其嵌入过程与一般水印的嵌入过程相同。但是在联合用户的应用背景下，当检测过程不成功时，嵌入单一联合数字水印不具备分辨单个联合用户的能力。例如设用户为A、B，当水印检测成功时，即可认定用户A、B都为具有部分联合所有权的用户，而且A、B一起拥有对水印作品的所有联合所有权。但当水印检测不成功时，无法分辨下列三种所有权分布情况：
(1)用户A、B皆为不合法的联合用户。
(2)仅用户A为不合法的联合用户。
(3)仅用户B为不合法的联合用户。
为了分辨单个联合用户，除了嵌入生成的长度为2L的联合数字水印W外，用户A可以嵌入自己的长度为L的水印W1，同时用户B也嵌入属于用户B的长度为L的水印W2。这样检测结果可能有以下情形：
(1)成功检测到所有水印：W、W1、W2。
(2)水印W、W1检测不成功，仅成功检测水印W2。
(3)水印W、W2检测不成功，仅成功检测水印W1。
(4)所有水印检测均不成功。
对以上情形分别判断为：
(1)所有水印被成功检测，用户A、B都为合法联合用户。
(2)仅成功检测水印W2，那么仅用户B都为合法联合用户。
(3)仅成功检测水印W1，那么仅用户A都为合法联合用户。
数字水印技术范文第5篇
关键词：数字水印；水印嵌入；水印检测；电子签章；应用
0 引言
数字水印技术是目前信息安全技术领域的一个新方向，是一种可以在开放网络环境下保护版权和认证来源及完整性的新型技术。创作者的创作信息和个人标志通过数字水印系统以人所不可感知的水印形式嵌入在多媒体中，人们无法从表面上感知水印，只有专用的检测器或计算机软件才可以检测出隐藏的数字水印。
在多媒体中加入数字水印可以确立版权所有者、认证多媒体来源的真实性、识别购买者、提供关于数字内容的其它附加信息、确认所有权认证和跟踪侵权行为。它在数据的分级访问、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。自1993年以来，该技术已经引起业界的浓厚兴趣，并成为国际上非常活跃的研究领域。
1 数字水印技术原理及特征
数字水印技术是通过一定的算法将一些标志性信息直接嵌到多媒体内容中。目前大多数数字水印制作还采用加密(包括公开密钥、私有密钥)体系来加强保护，在水印的嵌入、提取时采用一种密钥，甚至几种密钥。水印的嵌入和提取方法分别如图1和图2所示。
数字作品嵌入数字水印不应引起明显的降质，并且不易被察觉。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。
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，这两个要求往往不能同时实现。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。
2 数字水印技术在电子签章中的应用
2．1 电子印章的原理
电子印章是在电子政务或电子商务实施中使用计算机技术添加在电子文件的文字内容上面的印章图像。经过这种技术处理的有电子印章图像的电子文件，可以在本地或异地直接使用计算机控制下的文件印制设备输出有效的纸质盖章文件。作为现代密码学与东方印鉴文化相结合的产物，电子印章实际上就是数字签名加印章图片，数字签名是安全的保证，而印鉴则是权威的象征。电子印章技术要求电子印章和纸质盖章文件紧密结合，同时使用电子印章不能引起本单位盖章印件的混乱。电子印章的使用，可防止伪造纸质盖章文件的犯罪行为。然而，电子印章技术普及使用的前提条件是电子印章必须能被相关法律赋予合法性，同时在法院案件审理时能为印章持有人提供有效和权威的证明。
通过数字水印技术的使用，能实现电子印章的防伪性和不可否认性。所谓数字水印技术，是指采用信息处理技术把版权信息、认证信息等秘密信息(这些信息即数字水印)，嵌入到原始数据中去，但不影响原内容的价值和使用。数字水印信息可以是产品的序列号、版权所有者的标志等认证信息。通过特定的算法恢复和检测被嵌水印后，可有效地分析信息失真的情况，判断信息是否被篡改，为版权所有者提供信息被盗版的有利证据。因此，实用的数字水印技术必须具有较强的鲁棒性、安全性和不可见性。
基于数字水印的电子印章将数字签名技术与数字水印技术有机地结合在一起。其中数字签名技术主要是对电子文档进行验证；而数字水印技术则侧重于解决电子印章打印出来之后印章的防伪问题，其基本原理是，在印章图片中嵌入不可见的水印信息，通过电子印章软件将含有水印信息的印章加盖到文件中。带水印的电子印章的生成和检测如图3和图4所示。
当盖有电子印章的电子文件发送到收文方时，接收方通过电子印章中所含的数字签名，以验证电子文档的完整性和真实性。验证通过后，文件可以被打印在纸质材料上。通过手持式水印检测仪对纸质文件中水印的检测，可以实现对文件的真实性、有效性的鉴别，以达到防伪的目的。如果没有手持式水印检测仪此类专用设备，也可以将打印出来的印章扫描进电脑，通过水印提取软件提取水印信息来鉴别印章的真实性。
2．2 电子签章应用
基于数字水印技术的电子印章可实现文档签章、手写签名、签章验证、身份认证、撤销签章、证书查看、移动签章的功能。电子印章在应用时，具有以下技术特点：①利用PKI技术，保证了电子印章中的数据的完整性和真实性(抗否认性)；②通过采用数字证书和电子印章或手写签名信息的绑定，确保签章信息来源可靠；③系统为每一个电子印章生成惟一序列编号，并与证书绑定，即使是同一个签章图片在不同的时刻生成的电子印章，其序列编号也不一样，从而防止印章位图的非法制作拷贝；④采用标准的散列算法(HASH)产生文件内容数字摘要，确保电子签章和被签文件的紧密绑定；⑤采用标准的RSA、DES算法加密电子签章实体数据，加强了签名信息的安全；⑥通过数字水印技术，实现了签章的不可复制性，即使对整篇文档进行复制，粘贴到新文档中的签章也将显示无效，彻底杜绝利用已有电子签章仿造新的文件。
数字水印技术一般包括三个基本方面：水印的生成、水印的嵌入和水印的提取与检测。数字水印技术实际上是通过对水印载体媒质的分析、嵌入信息的预处理、信息嵌入点的选择、嵌入方式的设计、嵌入调制的控制等几个相关技术环节进行合理优化，使得数字水印具有不可感知性、安全可靠性、稳健性等必需特征。密钥，作为水印信息的重要组成部分，是所有运用数字水印技术的设计方案的重要特色所在。在各种相关的技术方案中，可以在信息预处理、嵌入点的选择和调制控制等不同环节中实施密钥的嵌入。
2．3 数字水印的生成
数字水印技术范文第6篇
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点均值技术，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
数字水印技术范文第7篇
关键词：数字水印；多媒体；版权保护
The Digital Watermarking Technology of Multimedia
XUE Jun-ling,ZHENG Qing-Qiu
(JinLing Institure of Technology, Nanjing 210038, China)
Abstracts: With the rapid development of Computer Network Technology ，digital multimedia such as: images, audio, video and text files in the application of human life more and more extensive. Because digital media is not only easy to spread in the network will likely be illegally copied, altered. Over the last 10 years, in order to protect digital multimedia, digital watermarking technology developed slowly. This paper focuses on the concept of digital watermarking, features, as well as basic principles of the multi-media and digital watermarking the protective effect of current state and prospects of development in areas such as in-depth studying and discussion.
Key Words: digital watermarking; multimedia; copyright protection
1 引言
传统的密码技术，一般采用将明文加密成密文的秘密密钥系统或公开密钥系统。但是，加密的密文容易引起许多好事者的兴趣，激发他们积极破译的热情；而数字签名可用于保护电子文件的真实性、完整性，防止伪造、抵赖、冒充和篡改。但由于在多媒体中需要的签名量会很大，因而对多媒体保护就显得并不完全适用、也不方便。这样，就容易产生了大量的盗版，这些所谓的盗版给音乐、影视、广播和软件行业造成极大的经济损失。由此可见，目前的保密方法在当今广泛应用的Internet多媒体信息安全中难以起到全面的保障作用，在多媒体行业，数字水印就成为研究信息安全和隐藏的一个新方向。
2 数字水印概述
数字水印是信息隐藏研究的一个重要分支。它是通过一定的算法将一些重要的、标志性信息直接嵌入到数字多媒体产品中，这些信息的嵌入不能影响产品的价值和质量，但是也不容易被人从表面感知到，只有通过特殊的检测器或相应的计算机软件才能检测到隐藏的数字水印。对多媒体采用了相关的数字水印技术后，大大提高了数字图像以及视频版权的安全性，有利于软件版权的保护，很好地遏制了非法分子对软件产品的剽窃和篡改。
嵌入数字媒体中的水印内容可以是作者的相关信息、公司的标志、有特殊意义的文本图像等等。需要指出的是，数字水印技术并不能阻止复制、盗版活动的发生，而是保护和追踪数字媒体，使其被合法地使用和传播；倘若发现多媒体作品在被非法传播时，可以通过提取出的水印代码追查非法散播者。这样，人们就既充分利用因特网的便利，又能有效地保护知识产权。
根据数字媒体的载体不同，可以将数字水印分为图像水印、音频水印、视频水印、文本水印、图形水印以及用于三维网格模型的网格水印等。图像水印指在静止图像中加入水印，主要用于网上图片等；视频水印主要是在视频流中加入数字水印，从而控制视频的应用，如DVD的控制存取，数字广播的控制等。文本水印指在PDF、DOC等文本文件中加入水印，防止对文本文件的修改；图形水印指在计算机生成的二维或三维图形中嵌入水印，从而达到版权保护的目的。
无论载体如何，嵌入到多媒体中的数字水印一般都具有如下的特征：
（1）隐蔽性：在数字媒体中嵌入水印信息不会引起明显的降质，并且不易被察觉。一般用户即使知道一个数字作品中藏有水印，但用一般的统计方法是无法检测出并且删除水印的。如果用户试图删除，将对数字产品的质量产生巨大的破坏。
（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。
（4）自相似性： 数字水印在多媒体作品经过较大的破坏后，仍能从原数据中恢复出隐藏的水印，而且在恢复过程中不需原图像，这需要水印算法本身具有自相似性。也可以认为是水印信息分布在载体数据的很多样本中，利用其中的小部分数据就可以恢复出水印。
（5）水印容量： 水印容量和鲁棒性之间是相互矛盾的。水印容量的增加会带来鲁棒性的下降，对隐蔽性也有影响。为抵抗各种变换，水印通常需要在数字媒体中按照一定的排列方式反复加入多次，当水印容量大时，这样做的结果会导致重复次数减少，而鲁棒性不好就会导致检测结果的不可靠。
3 数字水印的原理模型
通用的数字水印技术主要有两个基本的方面：水印信息的嵌入和水印信息的提取或检测。
目前的水印嵌入技术根据基于的域不同，其主要算法也相应地被分为时/空域、变换域和压缩域算法，其中变换域主要分为离散余弦变换域(DCT)、小波变换域(DWT)和快速傅立叶变换域(FFT)等算法。一般情况下，一个水印方案很难满足所有的应用要求，因此，数字水印算法往往是针对某类应用而设计的，因此要具体问题具体分析。在将水印嵌入到数字媒体之前，首先要对原始的数字媒体的特征加以分析，找到适合嵌入水印的区域，然后根据嵌入水印的目的和嵌入算法的特点，选择一种比较适合的方法。但无论哪一种方式，其嵌入原理都是相似的，如图1所示。
图1 水印的嵌入原理模型
对水印的检测，需要提供检测的密钥。在检测过程中，混沌置乱的密钥可以使用用户的私钥，也可以使用检测模型中的公钥。这两个密钥事实上可来源于密码学的一对密钥。对于水印信号的恢复以及重构，可由滤波器完成。水印信息的提取原理模型如图2所示。
图2水印的提取原理模型
4 数字水印技术的现状以及发展方向
近些年，虽然数字水印技术发展迅速，但是这仍是一个未成熟的新领域。特别是数字水印技术算法在原理上有许多雷同之处。但目前国内外的工作尚未能对这些有内在联系的不同算法中的共性问题进行高度提炼和深入的理论研究，因而缺乏对数字水印作进一步研究具有指导意义的理论结果。其理论基础依然非常薄弱，大多数水印算法还是经验性的。
在多媒体方面，特别是音频和视频水印的解决方案还不完善。大多数的视频水印算法实际上是将其图像水印的结果直接应用于视频领域中，而没有考虑视频应用中大数据量及近乎实时的特性。从未来的发展看，水印在包括dvd等数字产品在内的视频和音频领域将有极为广阔的应用前景。因此，如何设计成熟的、合乎国际规范的水印算法仍然悬而未决。
5 结束语
数字水印技术将在保护各种形式的数字媒体等方面发挥巨大的作用，并能产生可观的经济效益，从而促进学术界的研究热情。相信不久的将来，我们就会在多媒体或其他方面看到水印技术的广泛应用。
参考文献：
[1]高倩,周丽娟.图像及视频版权保护中的数字水印设计[J].科学技术与工程,2007,7(11):2677-2678.
[2]王丽娜,张焕国.信息隐藏技术与应用[M].武汉大学出版社,2003.25-30.
[3]徐生然,杨群生,伍绍佳,等.数字水印技术的研究现状及发展前景[J].肇庆学院学报, 2007,28(5):20-22.
[4]罗建禄,杨丹,杨娟.图像数字水印技术综述[J].重庆工商大学学报[J].2007,24(1):86-88.
收稿日期：2008-01-14
数字水印技术范文第8篇
关键词：数字水印；鲁棒性；分形压缩；IFS
中图分类号：TP309 文献标识码：A 文章编号：1009-3044(2012)36-8763-02
数字水印技术是数字产品版权保护的重要手段。通过将版权信息有效合理地嵌入到数字产品中，在版权认证时又能够及时将其提取出来，从而有力地保证了数字产品的版权。分形压缩[1]着眼于图像的自相似性（或局部自相似性），以IFS(迭代函数系统)和拼贴定理为基础，对原始图像进行分形编码，从而大大减少了表示图像的信息量。该文将数字水印技术与分形压缩技术紧密结合，使得水印的鲁棒性得到了很好的提高。
1 数字水印技术
对于一个静态图像，对其原始信号的频域空间（通过将原始信号进行频域变换），运用某种算法加入一个水印信号，或在一个宽信道上传送一个窄带信号[2] ，都可以看成是数字水印技术的应用体现。
如果用X表示数字产品的集合、W表示水印信号的集合、K 表示水印密钥、G表示水印信号生产算法、E表示水印信号加入算法、D表示水印信号检测算法，整个水印处理系统可用一个六元体（X，W，K，G，E，D）来描述。各个部分之间的关系可以理解成：G 利用K和X生成W，E再将W加入到X中，待到需要时，用D从已加入水印信号的X中提取出W，进而对数字产品的版权进行认证。
2 分形压缩技术
分形压缩技术主要是通过分形图像的自相似性（即图像的局部与整体具有某种相似性），进而对原始图像进行压缩编码与解码的过程。通常可分为图像分割、分割码本、等距变换、编码、参数量化、解码六个子过程（如下）：
3 分形压缩在数字水印中的应用
由于分形压缩可将一幅图像大幅压缩，比如一个256*256像素的灰度图像，需要65536B去存储，而经过分形压缩，仅需3954B存储空间即可。在数字图像中嵌入水印信号的时候，通过将原始水印信号分形压缩后，再将水印信号的分形码嵌入数字图像中，而非像原来那样嵌入水印原始信号，就可将水印信息成倍地嵌入。换句话说，原来数字图像中只有一个水印信号，而现在却有多个水印信号备份，即使有局部水印信号被篡改了，也可以通过其他备份信息来加以还原，因此水印的鲁棒性大大提高。
参考文献：
[1] 李水根,吴纪桃.分形与小波[M].北京:科学出版社,2002.
[2] 易开祥,石教英.一种自适应二维数字水印算法[C].中国第二次信息隐藏与数字水印学术论文,2000:108-112.
[3] 黄继武,SHI Yun Q.一种自适应图像水印算法[J].自动化学报,1999,25(4):476-482.
数字水印技术范文第9篇
秘密共享源于经典密码理论，是指将共享的秘密在一个用户集团里进行合理分配，以达到由所有集团成员共同掌管秘密的目的[7，8]。秘密一旦被共享，集团里任何单个成员都能且仅能在集团中其它成员的同意下合作得到该秘密。一个秘密共享体制由秘密的分发者D、参与者集合P={P1，P2，…，PN}、接入结构Γ、秘密空间S、分配算法、恢复算法等要素构成，其中Γ是由P的某些子集作为元素组成的集合，即Γ2Γ，其元素称为Γ的授权子集。一个P上的满足一般接入结构Γ的秘密共享方案是指：
(1)对于Γ的任何一个授权子集A∈Γ，A中的全体成员可以利用他们所拥有的秘密份额来恢复秘密S；
(2)对于Γ的任何一个非授权子集BP，BΓ，B中的成员无法利用他们的秘密份额来重新恢复秘密S。
秘密共享的概念最早由Shamir和Blakley在1979年提出，并给出(r，n)秘密共享门限方案。所谓(r，n)(其中r、n为正整数，且r≤n)秘密共享门限方案是指在用户数为n的用户集团内共享某个秘密(如K)的方法。在这个方法中，任意r个属于集团的用户都能合作计算出K的值，但当用户个数少于r时不能计算出K。如n个用户间共享一个密钥K，每个用户i持有一个密钥碎片ki(i=1，2，3，…，n)，基于其中任意不同的r(r≤n)个密钥碎片ki1，ki2，…，kir(1≤i1，i2，…，ir≤n)都可以恢复出密钥K，而由任意r-1个或更少的密钥碎片都不能得出关于密钥K的信息。
应用(r，n)秘密共享体制，攻击者必须获得超过一定数量(门限值r)的秘密碎片才能获得密钥，这样提高了系统的安全性；当某些碎片(不超过n-r个)丢失或被毁时，利用其它秘密份额仍然能够获得秘密，这样提高了系统的可靠性。在恢复秘密K时，参与者必须提供正确的秘密份额，否则恢复会失败，不正确的秘密份额又称为恶意子密。秘密共享体制在实际当中应用广泛，可用于分散重要的信息，如通信密钥的管理、数据安全、银行网络管理、导弹控制发射等。
对于联合数字水印来说，其嵌入过程与一般水印的嵌入过程相同。但是在联合用户的应用背景下，当检测过程不成功时，嵌入单一联合数字水印不具备分辨单个联合用户的能力。例如设用户为A、B，当水印检测成功时，即可认定用户A、B都为具有部分联合所有权的用户，而且A、B一起拥有对水印作品的所有联合所有权。但当水印检测不成功时，无法分辨下列三种所有权分布情况：
(1)用户A、B皆为不合法的联合用户。
(2)仅用户A为不合法的联合用户。
(3)仅用户B为不合法的联合用户。
为了分辨单个联合用户，除了嵌入生成的长度为2L的联合数字水印W外，用户A可以嵌入自己的长度为L的水印W1，同时用户B也嵌入属于用户B的长度为L的水印W2。这样检测结果可能有以下情形：
(1)成功检测到所有水印：W、W1、W2。
(2)水印W、W1检测不成功，仅成功检测水印W2。
(3)水印W、W2检测不成功，仅成功检测水印W1。
(4)所有水印检测均不成功。
对以上情形分别判断为：
(1)所有水印被成功检测，用户A、B都为合法联合用户。
(2)仅成功检测水印W2，那么仅用户B都为合法联合用户。
(3)仅成功检测水印W1，那么仅用户A都为合法联合用户。
(4)所有水印均不能被成功检测，用户A、B都不具备联合所有权。
[摘要]本文简要介绍数字水印技术的定义，给出了数字水印系统框架的描述，并大致介绍了联合数字水印的一些思想。针对DCT变换在比特率较低时，会出现明显块效应的缺点，提出一种采用Gabor变换的嵌入方法，使联合数字水印技术更加完善。
[关键词]数字水印联合数字水印秘密共享体制离散余弦变换DCT
参考文献：
[1]陶亮，陶林.DGT与DCT在图像编码中的性能比较.
[2]陈海永.DCT域图像水印算法的研究.
[3]陶亮，庄镇泉.二维实值离散Gabor变换与DCT在图像编码中性能的比较.200.
[4]丁玮，齐东旭.基于离散余弦变换地数字图像水印植入技术.北方工业大学学报，1999，11(3)：71-75.
数字水印技术范文第10篇
关键词：电子商务；数字水印；隐蔽性；版权保护
中图分类号：F76文献标识码：A文章编号：1672-3198（2008）08-0340-02
1 引言
电子商务是指利用现代电子信息技术,特别是网络技术所开展的一系列商务、贸易活动的总称,它是在因特网的基础上诞生和发展起来的。电子商务已被世界各国公认为是21世纪世界经济增长的重要驱动力。在电子商务中主要使用的数字技术，多媒体技术的运用，极大地加速了电子商务的发展。特别是随着计算机网络通讯技术的发展，数据的交换和传输变成了一个相对简单的过程，人们借助于计算机、数字扫描仪、打印机等电子设备可以方便、迅速地将数字信息传输到所期望的地方。但是这些数字形式的数据文件或作品使有恶意的个人和团体有可能在没有得到作品所有者的许可下拷贝、使用和传播有版权的内容，而一些具有特殊意义的信息，如涉及司法诉讼、政府机要等信息，则会遭到恶意攻击和篡改伪造等等。这一系列数字化技术本身的可复制和广泛传播的特性所带来的负面效应，已成为信息产业健康持续发展的一大障碍。目前，数字媒体的信息安全、知识产权保护和认证问题变得日益突出，且已成为数字世界中一个非常重要和紧迫的议题。数字水印技术应运而生, 作为多媒体版权内容保护的新技术,一种特殊的信息隐藏技术正以其特定的优势, 在电子商务上得到了越来越广泛的研究和应用。
2 数字水印的定义
目前虽有许多文献讨论有关数字水印技术的问题，但数字水印始终没有一个明确统一的定义。我们通常认为数字水印是永久镶嵌在其它数据（宿主数据）中具有鉴别性的数字信号或模式，而且并不影响宿主数据的可用性。一般认为数字水印应具有如下特点：
安全性：水印的安全性要求未授权者不能发现数字作品中含有水印信息。或者算法安全性仅仅依赖于密钥而不依赖于算法的保密性。因此在没有密钥的情况下，未授权者即使知道含有水印信息和知道水印算法，也不能提取出水印信息或者破坏水印信息。
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。这实际上也是发展水印技术的基本动力。
不可感知性：不可感知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换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。
稳健性： 数字水印应该难以被擦除，任何试图完全破坏水印的努力将对载体的质量产生严重破坏，而且好的水印能够确定对图像的破坏位置以及部分地恢复图像。好的水印算法应该对信号处理、几何变形、恶意攻击等具有稳健性。
3 数字水印的基本框架与种类
3.1 数字水印的基本框架
一个数字水印方案一般包括四个基本方面：水印的生成、水印的嵌入和水印的提取或检测、水印的检测和提取评价。
（1）数字水印的生成。生成的水印应该保证唯一性，有效性以及不可逆性。因此水印可以用商标图像、伪随机序列、混沌序列、以及由一些对象组成的散列数值。
（2）水印嵌入。这是水印技术的核心，既要保证水印嵌入的安全性，又要考虑嵌入水印的鲁棒性。水印的嵌入算法很多，从总的来看可以分为空间域算法和变换域算法，限于篇幅就不详细介绍了。
（3）水印的检测和提取。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。
①明文水印：在检测过程中需要原始数据。
②盲水印：在检测过程中只需要密钥，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）水印的检测和提取评价。
正常的水印应该能够正常提取，但是总会出现下列两种情形。
①数据中不存在水印，但是检测结果是存在水印（表示为正向错误），这种情况发生的概率称为是虚警概率。
②数据中存在水印，但是检测结果是不存在水印（表示为负向错误），这种情况发生的概率称为是漏报概率。
对于上面出现的两种情形，我们在进行水印提取时就要多加注意了。
3.2 数字水印的种类
（1）按嵌入的水印信号形式来分，可以分为一维水印和多维水印；
（2）按嵌入方法来分，可以分为可逆水印和不可逆水印；
（3）按水印检测方法，可以分为盲水印和非盲水印；
（4）按鲁棒性来分，可分为易脆水印、半易脆水印和鲁棒水印；
这里举一个易碎水印的例子，图3为图1的水印，但是当图1右下角被破坏时，图片1被修改为图2，它的水印也被破坏。如图4，这种水印称为易碎水印。
（5）从外观上分类，可分为可见水印和不可见水印；
（6）按载体分类，可分为图像水印、视频水印、音频水印和文档水印；
（7）从水印的嵌入域来分，可分为空间域水印、变换域水印。
4 数字水印的应用
最初提出数字水印的目的是为了保护版权，然而随着数字水印技术的发展，人们发现了更多更广的应用，有许多是当初人们所没有预料到的，很多已经在电子商务中得到运用。目前主要应用开发领域有：商标防伪、信息验证、数字多媒体版权的保护，其中以日本，德国以及欧洲其他国家发展较快。
4.1 版权保护
数字作品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。
4.2 电子商务交易中的防伪认证
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。另外，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，降低了伪造的可能性，在商标防伪、产品认证、信息标识等方面提供了重要的作用。
4.3 完整性检验
有一些重要的数字媒体，不仅要防止被拷贝、盗版，更重要的是保证其自身的完整性。如医学影像等，可以利用数字水印对其进行完整性检验，以确保其完整性。
还有很多的应用如：应用控制、操作跟踪、广播监控、设备控制等就不详细介绍了。数字水印技术正处于发展阶段，但可以看出数字水印技术未来的应用市场将会更加广阔。
5 数字水印的发展趋势
目前数字水印的研究方向，主要是技术研究方向和应用研究方向。其中技术研究方向主要有：
（1） 基于新技术、新方法应用的智能型水印技术，比如：基于混沌置乱与优化技术(COA)、 神经网络技术(NN)、 支持向量机(SVM)、线性鉴别分析LDA（Linear Discriminant Analysis）、CA(细胞自动机)等技术的数字数字水印。
（2） 用于内容认证的数字水印实现策略研究，比如：数字水印的信号内容研究、脆弱数字水印技术研究、半脆弱数字水印技术研究、可逆水印技术研究等。
（3）特色水印研究，比如：可见水印技术、医学图像中的水印技术研究、二制图像的认证技术、JPEG图像的水印技术、声音、视频媒体的水印技术、Web水印、软件水印以及数据库水印技术研究等。
在应用研究方向,主要有：
（1）防伪技术研究，如： 证件防伪、驾驶证、出生证防伪、商标防伪等。
（2）认证技术研究，如： 多媒体信息认证、移动设备认证、数字图书馆认证等。
数字水印是一个新兴的技术，经过很多学者不懈的努力，在一些领域已经取得了成功。但是由于电子商务发展过程中、不断出现新的问题和困难，数字水印技术也将会继续发展，在电子商务领域也将得到越来越广泛的应用。
参考文献
［1］文静,胡云.数字水印技术及其在电子商务安全领域的应用［J］. 电脑知识与技术，2007,(1).
［2］冯波,沈春林. 数字水印技术的攻击方法及对策［J］.电脑开发与应用,2005,(12).