数字水印技术及其在军事信息安全中的应用

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1、178中国测绘学会第十七届海洋测绘综合性学术研讨会论文集数字水印技术及其在军事信息安全中的应用陈高兴，田震(海军大连舰艇学院海洋与测绘科学系，辽宁大连116018)摘要：数字水印技术是将信息以某种编码形式通过数字调制技术嵌入到原始信息中，使之与原始信息在外观上不可区分，可利用后检测手段提取的信息隐藏技术。首先介绍了数字水印技术的基本原理、特点及其主要算法。然后在水印技术研究的基础上，结合军事地理信息和军事数字产品的作战应用，详细介绍了数字水印技术在军事领域中的各种应用，从理论上拓宽了水印技术应用领域，为

2、进一步研究水印技术对军事信息安全的影响打下基础。关键词：数字水印；信息安全；版权保护；鲁棒性l前言随着新军事革命的深入发展，现代战争已经成为以信息战为中心的高科技战争。但是信息化技术本身的可复制性和广泛传播的特性也给信息安全保护带来了负面效应。一些敌对势力和恶意团体在没有得到许可的条件下就可以对这些数字形式的数据文件或信息进行拷贝和传播，例如，现代盗版者仅需轻点几下鼠标就可以获得与原版一样的复制品；而一些具有特殊意义的信息，则会遭到恶意攻击和篡改伪造等。因此，信息安全问题至关重要。尤其在高技术战争条件下

3、，如何提高军事地理信息和作战指挥信息的安全性，保证军事信息传输通道的快捷畅通安全，也成为军事研究工作者的重要任务。传统的信息安全是以密码学为基础的，即利用加密技术将数据文件加密后进行隐秘传输，使非法攻击者无法从密文中获得真实信息，从而达到有效保护信息的目的。但这也潜藏着它的局限性：一方面，加密后的文件因其不可理解性妨碍了信息的传播；另一方面，信息经过加密后容易引起攻击者的好奇和注意，也就具有了被破解的可能性，即使密码的强度非常高并且难以破译，但是攻击者仍有足够的手段进行破坏。数字水印技术是目前信息安全技

4、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。所有者的信息和个人标志可以通过数字水印系统以不可感知的水印形式嵌入在数据文件中，使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信息。将数字水印技术引入到军事信息安全保护领域具有很强的实用性和很高的利用价值，并为信息安全保护提供了一种新的研究方向。2数字水印2．1定义和基本特点数字水印技术是一种防伪认证技术，常见的如纸币上的水印、纸张上的水印。其原理是将特定的标示一一数字水印，隐藏在数字

5、图像、声音、文档、图书、视频、图形等数字产品中，用以证明原创作者对其作品的所有权，并作为鉴定、起诉非法侵权的证据，同时通过对水印的检测和分析保证数字信息的完整性和可靠性，从而成为保护作者权益的有效手段。对于公开发行的各种数字产品，数字水印的价值就表现在可以确保数据和图像的流动得到监督，有效地降低盗版现象的发生概率，即使发生盗版也可以追查其流失的源头并加以预防。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点。可证明性(justification)：水印应能为受到版权保护的信息产品的归属

6、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(unperceptivity)：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收稿日期：2005—06．29作者简介：

7、陈高兴(1976一)，男，河北唐县人，硕士研究生，主要从事数字水印、电子海图和GIS研究。中国测绘学会第十七届海洋测绘综合性学术研讨会论文集179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。鲁棒性(robustness)：又称稳健性，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)。显然在经过这些操作后，稳健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

8、除水印将会导致水印载体的彻底破坏。安全性(salty)：水印不能被非法用户检测到，即使检测到也不能被识别，只有授权的合法用户才能检测、提取以及修改水印信息。由于水印特性的要求对应用的依赖型很强，恰当的评价准则和具体的应用有关。尤其是不可感知性与稳健性是相互冲突的两个要求，有效的水印算法必须在两个要求之间进行折衷，没有哪一种算法能满足上述所有特点。2．2基本理论框架一个数字水印方案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或检测