基于SVD的抗协议攻击的数字图像水印算法研究

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1、内容摘要计算机网络技术的发展，为数字作品的使用、传播提供了便利的途径。但同时也带来了非法拷贝和复制等网络信息安全问题。数字水印作为多媒体版权保护的一项潜在解决手段，最近几年成为了商业界和学术界共同关注的焦点。随着数字水印研究的不断深入，对数字水印的攻击的水平也有极大提高。目前对于水印的攻击特别是协议攻击还没有很好的解决方法。本文首先介绍了数字水印技术的原理，分析了其中的关键技术和研究要点。描述了目前攻击数字水印的一些主要的方法，分析了协议攻击(含模糊攻击、拷贝攻击和共谋攻击)的模型及其相应对策的发展

2、现状和存在的不足，给出了可能的解决方案。其中重点关注了对抗协议攻击的两种方法：密码学和媒体哈希的解决方案。其次重点对基于SVD的数字水印算法进行了分析，从理论和实验两个方面指出了SVD算法在抵抗协议攻击方面的缺陷。提出了一种改进的基于奇异值分解的数字水印算法，该算法通过对宿主图像进行DWT变换，对小波域所有频带系数进行分块单次奇异值分解，然后将水印信息嵌入到所选块SVD分解的最大奇异值中去。提取水印时不需要原始图像，实现了盲检测，增加了系统的安全性和实用性。结果表明所提算法具有很好的抵抗各种攻击的能

3、力。然后将媒体哈希算法应用于SVD数字水印，提出了一种可以抗协议攻击的SVD图像水印算法，详细给出了基于图像哈希的水印的生成过程。理论分析结果表明，所提算法解决了协议攻击问题，同时保持了SVD特有的抗几何攻击的能力。对所提算法进行了仿真，结果表明，所提算法具有很好的鲁棒性，相对以往算法在性能上有了明显的改善。最后对所提的基于媒体哈希和SVD的数字水印算法在版权保护这种具体的应用下进行了抵抗协议攻击的效果仿真，结果显示，所提的算法对协议攻击的免疫效果较好。最后总结了以上工作，并对进一步研究内容进行了探

4、讨。关键词：SVD数字水印协议攻击媒体哈希算法IIAbstractWiththewidespreaduseofcomputersandInternet,accessandexchangeofdigitaldatabecameanextremelysimpletask.Asaresult,illegalreproductionofdigitalinformationstartedtoposearealproblem.Asapotentialmeanstosolvethisproblem,digital

5、watermarkingbecomesacommonfocusofindustryandacademicsocietyinrecentyears.Whilenewwatermarkingtechnologiesarebeingdeveloped,someresearchersarealsoinvestigatingdifferentwaysofattackingdigitalwatermarks.Atpresentnoneoftheexistedalgorithmsareimmunetoallthe

6、attacksespeciallyprotocolattacks.Firstly,theprincipleandtheframeworkofdigitalwatermarkingareintroduced,andsomekeytechniquesarealsoanalyzed.Afterdepictingthemainwaysofattackingdigitalwatermarks,themodelofprotocolattacks(whichincludingtheinterpretationat

7、tack,copyattackandcollusionattack)isstudied.Thensomesolutionsofanti-protocolattacksareanalyzed,onwhichcryptographicandhash-basedsolutionsarepaidmoreattention.Secondly,theconventionalSVD-baseddigitalwatermarkingalgorithmisanalyzed.Boththetheoreticalande

8、xperimentalresultspointoutSVD-basedalgorithmisfundamentallyflawedbecauseoftheprotocolattack.AnimprovedSVD-basedwatermarkingschemeisproposed.AbinarywatermarkisembeddedinthemagnituderelationshipofthelargestsingularvaluesofselectedDWTblock