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1、关于数字水印和信息隐藏加密技术的研究第2O卷第5期V01.2ONo.5池州师专JournalofChizhouTeachersCollege2006年10月0ctob.,2006关于数字水印和信息隐藏加密技术的研究徐华结(池州师范专科学校物理系,安徽池州247000)【摘要】主要对当前的常用信息加密技术做一简要综述,构建实现一种改进的信息加密方法的具体思路及方案并分析了其优缺点.【关键词】信息隐藏;数字水印;冗余度【中图分类号】TP39【文献标识码】A【文章编号】1008—7710(2006)05—0030—05在信息隐藏(inf
2、ormationhiding)或更严格地称为信息伪装(steganography)领域中,其主要工作是如何对机密信息加上一层伪装的看似混乱无章的冗余信息即伪装层,使得机密信息的传输不会引起注意,从而实现隐蔽通信.在信息隐藏中,通常是将公开信息和机密信息进行一定的频域变换之后再将两者按照一定的规则叠加,主要是将机密信息嵌人公开信息的低频段.公开信息通常是有较多冗余度的信息,如图像,音频,视频,文本等信息.关于信息隐藏的方法有如密钥生成法,鉴名论证,及数字水印等,国内外文献对此研究已相当深人,而其中数字水印则是其中一个很重要的分支,是
3、目前国际学术界研究的一个前沿热门方向.数字水印(di画ta1watermarking)是往多媒体数据(如图像,声音,视频信号等)中添加某些数字信息以达到保密等作用.如果没有顽健性(robustness)的要求,水印与信息伪装技术上的处理本质是完全一致的.在绝大多数情况下我们希望添加的信息是不可察觉的(imperceptible)或不可见的(invisible),某些使用可见数字水印的特定场合,保护标志不要求被隐藏.并且希望攻击者在不破坏数据本身质量的情况下无法将水印去掉.发展数字水印技术的原动力是为了提供多媒体数据的保护,但数字水
4、印还具有一些其他的重要应用,如数字文件真伪鉴~J1](documentauthentication),网络的秘密通信(secreteandinvisiblecommunication)和隐含标注(hiddenannotation)等.1关于数字水印(DigitalWatermark)技术的思考1.1数字水印技术的基本特性为了更好地实现对数字产品知识产权的保护,一个数字产品的内嵌数字水印应具有以下基本特性:(1)不易察觉性:数字产品引入数字水印后,应不易被接收者察觉,同时又不能影响原作的质量.在早期研究中,往往采用"不可感知性"来描
5、述这一特性,但这仅是一个完美的设想.如果一个内嵌信号真的做到了不可感知,那么在理论上,基于感知特性的有损压缩算法将很容易消除水印,无法达到标识的目的,而现在用于Internet网上的大量图像信息传递格式采用JPEG格式,这就是一种典型的有损压缩编码方式.(2)安全可靠性:数字水印应能对抗非法的探测和解码,面对非法攻击也能以极低差错率识别作品的所有权.同时数字水印应很难为他人所复制和伪造.(3)隐藏信息的鲁棒性:数字水印必须对各种信号处理过程具有很强的鲁棒性.即能在多种无意或有意的信号处理过程后产生一定的失真的情况下,仍能保持水印的
6、完整性和鉴别的准确性.如对图像进行的通常处理操作带来的信号失真,这包括数,模与模,数转换,再取样,再量化,低通滤波;对图像和视频信号的几何失真,包括剪切,位移,尺度变化等;对图像进行有损压缩编码.如变换编码,矢量量化等,对音频信号的低频放大等等.虽然从理论上,水印是可以消除的,但必须具备相应的解除信息,成功的数字水印技术在解码信息不完备的情况下.任何试图去除水印的收稿日期:2006—02—20基金项目:安徽省教育厅自然科学研究项目(2006KJ084B).作者简介:徐华结(1976一),男,安徽望江县人.池州师范专科学校物理系教师
7、,在职硕士研究生.主要研究方向为集成电路与系统,数字语音与图像处理.30方法均应直接导致原始数据的严重损失.对于数字水印而言,其隐藏信息的鲁棒性在实际应用中是由两部分组成:(1)在整体数据出现失真后,其内嵌水印仍能存在.(21在数据失真后,水印探测算法仍能精确地探测出水印的存在.例如.许多算法插人的水印在几何失真(女Ⅱ尺度变化)后仍能保存,但其相应探测器只有在首先去除失真后才能探测水印,如果失真无法确定或无法消除,探测器就无法正常识别.(4)抗攻击性:在水印能够承受合法的信号失真的同时,水印还应能抗击试图去除所含水印的破坏处理过程
8、.除此之外,如果许多同样作品的复件存在不同的水印.当水印用作购买者的鉴定(数字指纹技术),就可能遭受许多购买者的合谋攻击.即多个使用者利用各自具有的含水印的合法拷贝.通过平均相同数据等手段.销毁所含水印或形成不同的合法水印诬陷第三方.水印技术必须考
