基于行间距编码的文本数字水印算法new

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1、http://www.paper.edu.cn基于行间距编码的文本数字水印算法梁旭，远志永，黄明大连交通大学软件学院，辽宁大连（116028）E-mail：wintersun1980@sohu.com摘要：本文利用Java技术实现了一种保护电子文档的基于行间距编码的文本水印算法。描述了水印的编码方式、水印嵌入的算法、水印提取的算法及文本水印技术的应用前景。通过利用电子文档的文本空间域的特征，隐藏了水印信息，实现了保护电子文档版权的目的。关键词：信息隐藏，数字水印，文本水印，行间距编码1.引言随着数字技术和网络的迅速发展，多媒体信

2、息的交流达到了前所未有的深度和广度。人们可以通过网络发布自己的作品。进入21世纪以后，网络技术的普及，也扩展了人们旧有的学习模式。现在从互联网上可以找到针对各种学习目的的网上教学资源，这些资源大都由一些高校的老师组织编写。便捷的网络传输、下载、复制技术为网上教学资源的传播奠定了基础，但随之也产生了新的问题。构建于网络技术之上的数字产品极易受到非法用户的恶意篡改和大量复制，合法用户很难证明对该数字产品的所有权。这就产生了网上教学平台的一个关键性问题-数字产品的版权保护问题。世界各地专家学者进行了多年的研究，并提出了许多方法，其中数

3、字水印技术是目前常见的版权保护措施之一。数字水印（DigitalWatermarking）是实现版权保护的有效方法，成为多媒体信息安全研[1]究领域的一个热点。它通过在原始数据中嵌入秘密信息—水印（Watermark）来证实该数据的所有权。被嵌入的水印可以是一段文字、标识、序列号等。水印通常是不可见和不可感知的，它与原始数据（如图像、视频、音频、文本数据）紧密结合并隐藏其中，成为原数据不可分离的一部分，并可以经历一些有意或无意的破坏原数据的操作而存活下来。对于文本水印来说，它应具备下列要求：1)不可见性。即水印是视觉上不可见的，

4、它的存在不应该使原数据发生可被人眼感知的变化。2)稳健性。即嵌入了水印信息的载体数据，经过一些常见的改变后，水印信息仍然存在，并可以提取出来。3)低复杂性。水印算法容易实现。基于文本信息的特点，我们可以根据文本空间特征来嵌入秘密信息。通常来说，一个文本文件是由字、词、行和段落等有规律的结构组合而成的，在空间上对其做轻微的改动是难以被察觉的。但是，在文本中嵌入水印的前提是最好不要修改文本的任何内容，只能对文本行、字和词在页面上作不易被识别的轻微调整。本文提到的算法便是通过调整段落中的行间距，将水印信息嵌入到文本文件中。2.行间距编

5、码概述行间距编码就是在文本的每—页中，每间隔一行轮流地嵌入水印信息。但嵌入信息的行的相邻上下两行位置不动，作为参照。需嵌入信息的行根据水印数据的比特流进行轻微的上移和下移。在移动过的一行中编码一个信息比持。如果这一行上移，则编码为“1”，如果这一行下移，则编码为“0”。一般来说，大部分的文档格式都有一个持点：一段内的各行的间-1-http://www.paper.edu.cn距是均匀的。尽管人眼已熟练于区分不均衡的情况，但是经验告诉我们：当垂直位移量等于或小于1／300英寸时人眼将无法辨认，为了方便准确地提出水印信息，通常页面上

6、第一行和最后一行都不作为嵌入的行。对较短的行也不动，不作编码。行间距编码提取水印信息可以采用质心检测法，质心定义为水平轴上一行的中心。我们用∆表示移动行和其上一个不R−动行的质心之间的距离，用∆表示移动行和其下一个不动行的质心之间的距离，并用∆R+X−和∆表示在原来未作修改文档中相应的质心距离。因此我们可以作如下判断，X+如果：∆−∆∆−∆R−R+X−X+>∆+∆∆+∆R−R+X−X+则它上一行的距离被增大，即这一行被下移。同样如果：∆−∆∆−∆R+R−X+X−>∆+∆∆+∆R−R+X−X+则它与上一行的距离被缩小，即这一行被上

7、移。这样水印的数据流就随着行间距的改变而被[2]嵌入到文本中。3.水印嵌入和提取算法说明3.1水印的嵌入算法首先，假设待嵌入水印的文本为一个10页共450行的PDF格式的文档。水印嵌入的步骤如下：（1）将水印信息转为比特流。假设待嵌入的水印信息为一个序列号“DJTU2210”，它对应的比特流为“0100010001001010010101000101010100110010001100100011000100110000”。转换的算法是首先按照系统的编码规则获得序列号对应的字节数组，然后再将每个字节用二进制表示，最后将这些二进制

8、字符连成一个长字符串。（2）读取待嵌入水印信息的PDF文件，获得它的总页数和总行数。（3）分析PDF文件的内容，选取控制行和改动行。控制行：保持原位置不变的行，用于参照使用。改动行：被上移或下移的行，用于存储水印信息。（4）按照水印比特流的顺序依次调整改动行。调