基于伪随机数的数字水印

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1、第35卷第23期计算机工程2009年12月V.35No.23olComputerEngineeringDecember2009·安全技术·文章编号：1000—3428(2009)23—0146—03文献标识码：A中图分类号：TP309基于伪随机数的数字水印胡旻，廖晓峰(重庆大学计算机学院，重庆400030)摘要：针对密码技术在数据保护方面的不足，提出一种新的数字水印算法——基于分块统计的水印嵌入算法。采用Logistic混沌序列发生器和m序列发生器产生伪随机数序列，将包含信息量较少、安全性要求较高的二值秘密图像嵌入载体图

2、像。测试证明，该方法能使水印图像具有较高的信噪比，可完整方便地恢复出秘密图像。关键词：伪随机数；随机间隔位；分块统计DigitalWatermarkBasedonQuasi-randomNumberHUMin,LIAOXiao-feng(CollegeofComputerScience,ChongqingUniversity,Chongqing400030)【Abstract】Inordertousecryptographictechniquestoavoidthelackofdataprotection,thispap

3、erproposesanewwatermarkalgorithmbasedonblockstatistics.Ituseslogisticchaoticsequencegeneratorandmsequencegeneratortogeneratequasi-randomnumbersequence.Itimbedsthesecretimagepixelsintooriginaldataintermsofaquasi-randomnumbersequence.Thestatisticanalysisindicatesth

4、atthesignalandnoiseratioofwatermarkimageishighandthesecretimagecanbecompletelyrecovered.【Keywords】quasi-randomnumber;randominterval;blockstatistics伴随数字多媒体时代的到来，媒体的内容形式逐渐由模1.2用m序列加密秘密图像的过程拟向数字转变。数字技术使得信息的存储、复制和传播变得m序列具有近似随机序列的性质，又能按一定的规律产[2]非常方便。但由此引发的版权问题却日益严重。现有

5、的保护生和复制。窃密者若要获取信息就必须准确知道所用m序系统多采用密码认证技术，能在数据由发送者到接收者的传列的长度、种类和初始状态。但不同长度的伪随机序列有无[1]输过程中进行数据加密保护，但不能保护解密后的内容。数种，同一长度的伪随机序列当级数很大时也有很多种，因数字水印技术是一种将特殊的不可见标记，利用数字内嵌的此，窃密是很困难的。方法嵌入到数字媒体中的技术。它不仅可以用于证明原创作m序列的一般结构模型如图2所示。其中，bi(i=1,2,…,n)者对其作品的所有权，还可以作为鉴定、起诉非法侵权的证表示各移位寄存器的

6、状态，Ci(i=1,2,…,n)对应各移位寄存器据，成为知识产权保护和数字防伪的有效手段。本文结合使的反馈系数，Ci=1表示该级移位寄存器参与反馈，Ci=0表示用3种伪随机数序列产生的数序列，提出基于分块统计的水该级移位不参与反馈，Cn必须为1，这是因为Cn＝0意味着印嵌入算法，构造出一种相对安全的水印算法。m序列可以退化成更少级数的m序列。从图1可以看出m序1水印嵌入过程列就是由n个串联的寄存器、1个移位时钟发生器以及1个水印嵌入过程流程如图1所示。模2加法器组成的反馈电路所构成的。每个寄存器称为移位寄存器的级，且每一

7、级只能为0和1状态中的1种。移位时原始图像用混沌序列发生器钟到来时使每一级的状态向下一级移动，成为下一级的新状分割成Ms×NsMg×Ng选择嵌入位态，移位寄存器其末级输出即为m序列的输出。统计每块秘密图像利用m序列加(Mg/Ms)×(Ng/Ns)Ms×Ns密得到Ms’×Ns’的LSB位1的个数，得到嵌入矩阵M’C1C2Cn-1Cn图1水印嵌入过程流程b1b2…bn-1bn1.1载体的分块本文所选择的载体图像是8bit的灰度图像，秘密图像是图2m序列的一般结构模型1bit的二值图像。假设用G表示尺寸为Mg×Ng像素的载体假

8、设选定一个级数为4的m序列，初始状态为1010，寄图像，用S表示尺寸为Ms×Ns像素的秘密图像。根据秘密图像的大小Ms×Ns，将载体图像G分割成Ms×Ns的小块，作者简介：胡旻(1984－)，男，硕士，主研方向：信息隐藏；廖晓峰，教授、博士生导师G={0GiMN≤≤×}，其中，每个小块包含M/M行和issgs收稿日期