信息隐藏第6章

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1、信息隐藏技术第6章数字指纹孙晓玲第6章数字指纹目　录6.1概论6.2指纹的分类6.3数字指纹攻击6.4指纹方案数字指纹技术能用于数据的版权保护，应用数字指纹可以识别数据的单个拷贝，数据所有者通过指纹可以追踪非法散布数据的用户，因此能够达到保护知识产权的目的。指纹是指一个客体所具有的模式，它能把自己和其它相似客体区分开。6.1概论6.1.1定义和术语数字指纹是利用数字作品中普遍存在的冗余数据与随机性，向被分发的每一份软件、图像或者其它数据拷贝中引入一定的误差，使得该拷贝是唯一的，从而可以在发现被非法再分发的拷贝时，可以根据该拷贝中的误差跟踪到不诚实原始购买者的一种数字作品

2、版权保护技术。标记：标记是客体的一部分并有若干个可能的状态；指纹：指纹是标记的集合；发行人：发行人是一个授权提供者，他将嵌入指纹的客体提供给用户；6.1.1定义和术语6.1.1定义和术语授权用户：授权用户是一个获得授权使用某一嵌入指纹客体的个人；攻击者：攻击者是非法使用嵌入指纹客体的个人；叛逆者：叛逆者是非法发行嵌入指纹载体的授权用户；6.1.2数字指纹的要求与特性合谋容忍：即使攻击者获得了一定数量的拷贝（客体），通过比较这些拷贝，不应该能找到、生成或删除该客体的指纹。特别地，指纹必须有一个共同的交集。6.1.2数字指纹的要求与特性客体质量容忍：加入标记不允许明显地减少

3、客体的用途和质量。客体操作容忍：如果攻击者篡改客体，除非有太多噪音使客体不可用，否则指纹仍应能存在于客体中。特别地，指纹应能容忍有损数据压缩。数字指纹有以下一些特性：(1)隐形性：向数据对象中引入的数字指纹不应引起被保护作品可感知的质量退化。(2)稳健性：数字指纹必须能够抵抗传输过程中可能受到的处理或变形，使得版权信息最终仍然能够被提取出来，达到证明作品的所有权或跟踪非法再分发者的目的。(3)确定性：每个用户都有唯一确定的指纹，指纹所带的信息能被唯一确定地鉴别出，进而可以跟踪到进行非法再分发的原始购买者，以达到版权保护的目的。数字指纹有以下一些特性：(4)数据量较大：数

4、字指纹所保护的往往是录像制品、服务软件等数据量较大的对象，实际上，大数据量也是数字指纹可以使用的必要条件，因为与数字水印相比，数字指纹通常要求向数据拷贝中嵌入更长的信息，特别是在用户数量比较大的情况下，以保证每个用户都具有不同的指纹。(5)抗合谋攻击能力：即使不诚实用户已经达到一定数量并联合他们的拷贝，他们应该不可以通过比较这些拷贝发现所有的标记。6.1.3数字指纹的发展历史N.R.Wagner在1983年发表的一篇题为“Fingerprinting”的文章，文章介绍了指纹的思想和一些术语。D.Boneh和J.Shaw在1995年发表的“Collusion—Secure

5、FingerprintingforDigitalData”是关于数字指纹码字编码方法的一篇经典文章。6.1.3数字指纹的发展历史1996年B.Pfitzmann和M.Schunter在“AsymmetricFingerprinting”一文中介绍了一个非对称指纹方案B.Pfitzmann和M.Waidner在1997年发表文章“AnonymousFingerprinting”也提出了一种使用非对称指纹技术进行叛逆者跟踪的方案6.2.1数字指纹系统模型6.2.2指纹的分类6.2.2.1基于客体的分类6.2.2.2基于检测灵敏度的分类6.2.2.3基于嵌入指纹方法的分类6.

6、2.2.4基于指纹值的分类基于客体的分类客体的自然属性是一个最基本的标准，这是因为它能提供一种定制的方法为客体嵌入指纹。基于客体分类时，能分为两种：数字指纹和物理指纹。如果加入指纹的客体是数字格式，使得计算机能处理其指纹，我们称它是数字指纹。基于客体的分类如果一个客体能用其物理特性与其它客体区分开来，我们称之为物理指纹。人的指纹、虹膜模式、声音模式以及一些爆炸物的编码微粒都属于物理指纹。不管是数字指纹还是物理指纹，对于一个客体的指纹，它能把自己和其它相似客体区分开来。基于检测灵敏度的分类基于对侵害的检测灵敏度，可以把指纹分为三类：完美指纹、统计指纹和门限指纹。如果对客体

7、的任何修改使指纹不可识别的同时，也导致了客体不可用，我们称这种指纹为完美指纹。因此指纹生成器总能通过检测一误用客体来识别出攻击者。统计指纹则没有这么严格。假定有足够多误用客体可供检测，指纹生成器能以任意希望的可信度来确认越轨用户。基于检测灵敏度的分类门限指纹是上面两种的混合类型，它允许一定程度上的非法使用，也就是门限，只有达到门限值时，才去识别非法拷贝，这样就允许对一个客体进行拷贝，只要其拷贝数量小于门限即可，并且根本不对这些拷贝作任何检测。当拷贝数量超出门限时，就追踪拷贝者。基于嵌入指纹方法的分类基本的指纹处理方法，如识别、删除、添加、