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1、第21卷第8期甘肃科技Vol.21No.82005年8月GansuScienceandTechnologyAug.2005①隐写术与数字水印研究李曦焱(西北师范大学数学与信息科学学院,甘肃兰州730070)摘要:在信息时代大量的数据信息得到广泛地传播和使用,信息安全成为当前重要和热门的话题。本文针对日益引起人们关注的隐写术及数字水印,详细讨论了它们的关系、基本特征等。总结概括了这种技术的发展以及研究现状,在此基础上提出进一步发展和研究的方向。关键词:隐写术;信息隐藏;数字水印;鲁棒性中图分类号:TP391有一些隐藏数据的方法,比如在数字语音或图像文件中使用最低有效位LSB(LeastSigni
2、ficantBits)嵌1隐写术的定义、发展和应用入信息。在数字化、计算机、网络等这些信息时代产物带②完整性、资格认证动下,崭新的隐写术应运而生,它是信息隐藏的一个在图像处理中,使用隐写技术可以给图像嵌入重要分支,它赋予了古老的隐写术(steganography)一个封条,使得数据若遭到修改就会被检测到,从而新的内涵。隐写术有复杂多样的方法和应用,本质达到资格认证的目的。这种方法的优点在于提供隐上它是一种秘密传送信息的方法或技术。隐写术与蔽的嵌入数据,并且不易丢失或遭到攻击而损坏。密码术(cryptography)经常被联系在一起,但二者有同时还必须注意隐写方法的保密性,以及使用的密根本的不同
3、。密码术主要是对传送的信息进行加钥的安全。密,但传送的方式是公开的,怀有恶意的攻击者可能③非法泄露得到传送的信息,但是无法解密内容。隐写术的根隐写术主要在高质量文件中隐藏低质量的秘密本不同在于,传送的方式是秘密的,在不引起敌方的信息,这样可以有较宽的带宽通信信道。当“外包注意的情况下,通过隐秘的通道信息得以传送。但装”质量下降后,可容易地抽取秘密信息。这样也容一些应用中,隐写术和密码术需要有机地结合,把传易被不法分子利用来犯罪。送的信息加密后,通过隐秘的通道加以传输,从而起2隐写系统构成与数字水印的提出到双重保险的功能。信息时代的数字化使大量信息以数字化的形式2.1隐写系统的构成可用图1表示在
4、网络中流通、传播。而且这些信息也容易被快捷地复制、修改。因此如何保障信息的安全,隐写术与数字水印成为了人们关注的重要研究课题。目前隐写术的应用领域基本可以分为三种:秘密通信,完整性、资格认证,数据的非法泄露。①秘密通信当传送秘密数据时,用一种“外包装”将数据隐藏起来,它可以是任何类型的文件或数据流。隐写术使用的通道是与传送“外包装”使用的通道同时使图1隐写系统的构成用的。人们可以开发各种各样隐写通道,现在已经①本课题得到甘肃省科技攻关项目(2GS035-AOS2-011)资助)。第8期李曦焱:隐写术与数字水印研究81其中的秘密信息,表示将要传送的隐藏信息。水印和脆弱型数字水印两类。鲁棒型数字水
5、印主要“外包装”表示公开传送的信息,可以是文字、图像、用于在数字作品中标识著作权信息,如作者、作品序语音等。通过加入系统使用密钥将信息嵌入“外包列号等,它要求嵌入的水印能够经受各种常用的处装”再由公开通道传输,收到隐写文档后用与加入互理操作;脆弱型数字水印主要用于内容的完整性保逆的过程解出秘密信息。根据隐写术应用的特点,护,必须对信号的改动很敏感。从视觉上,水印可分数字水印技术被提出并应用于图像等数字媒体的安为两大类:可见水印和不可见水印。为了有效保护全认证方面。知识产权所有权,不可见水印应满足如下一些原则:2.2数字水印的研究内容与一般模型·不可察觉性,水印应在视觉上不对原图像造成所谓数字水
6、印(digitalwatermarking)技术,就是可察觉的降质。将代表数字媒体著作权人身份的特定信息、用户指·鲁棒性,水印必须能抵抗一些常见的图像处理定的标志或序列码等,按照某种方式嵌入被保护的(例如缩放、剪切、压缩等)。信息(包括版权保护、内容完整性(真实性)保护)中,·可证明性,在某些水印应用中,公认的权威检在产生版权纠纷时,通过相应的算法提取出该数字测机构应很容易检测到水印。水印,从而验证版权的归属,避免非法盗版的威胁。数字水印在可感知性和稳健性之间有一个权数字水印的基本原理是将某些标识数据作为水衡。可通过主观测试或通过失真度量对水印的可感印信息嵌入到载体数据中,并且保证水印信息在载
7、知性进行评估。现在,图像和视频编码压缩领域的体数据中的不可感知和足够安全。从图像处理的角主要失真度量标准是峰值信噪比(PeakSignalto度看,嵌入水印就是在强背景(原始图像)下迭加一NoiseRatio,PSNR),通常以分贝dB来度量。2个弱信号(水印信号),由于人的视觉系统有一定的XYΣPXY10x,y局限性,只要迭加信号的幅度低于对比度门限,就感PSNR=10log2(1)Σ(Px,y
