基于混沌加密與水印技術(shù)的多媒體安全通信方案-文庫吧
2025-04-27 23:10 本頁面
【正文】 慮多媒體數(shù)據(jù)的自身特點?？紤]到上面這些不足，近年來，研究人員突破了傳統(tǒng)密碼學的技術(shù)路線，開始將目光轉(zhuǎn)向一種新的信息安全手段——數(shù)字水印技術(shù)（Digital Watermark Technology）。數(shù)字水印技術(shù)是一種將某種秘密標記嵌入到多媒體內(nèi)容中的技術(shù)。對于圖像、音頻、視頻等多媒體內(nèi)容來說，由于其本身所固有的數(shù)據(jù)量大、數(shù)據(jù)冗余性高等特點，把秘密信息隱藏在其中是十分可行的，并不會造成其可用性的下降。因此，該技術(shù)自被提出以來，近十年來獲得了長足的發(fā)展，并被認為是“多媒體保護的最后一道防線”[1,5]。相比于傳統(tǒng)的密碼學方法，數(shù)字水印技術(shù)無論在版權(quán)保護、數(shù)據(jù)追蹤還是內(nèi)容真實性認證方面具有下面的優(yōu)點：1. 傳統(tǒng)的加密方法對內(nèi)容的保護只局限在加密通信的信道中或其他加密狀態(tài)下，一旦解密，則毫無保護可言；而數(shù)字水印則存在于多媒體內(nèi)部，永遠與多媒體信息保留在一起。 2. 密碼學中的認證方法對多媒體內(nèi)容的保護顯得無能為力：一方面由于多媒體內(nèi)容的真實性認證往往需容忍一定程度的失真，而密碼學中的認證方法不容許一個比特的改變；另一方面，用于多媒體認證的認證信息往往需要直接嵌入多媒體內(nèi)容中，不能夠另外保存認證信息，但密碼學中的認證方法則需另外保存信息認證碼（Message Authentic Code，MAC）。數(shù)字水印可以做到不額外增加認證碼，與媒體一起流動；同時容許一定限度的多媒體信息的降質(zhì)。盡管數(shù)字水印技術(shù)有如此多的優(yōu)點，但它畢竟是一項被動的保護技術(shù)。它只能證明多媒體內(nèi)容的版權(quán)擁有權(quán)，或者證明多媒體數(shù)據(jù)的真實性，而并不能直接阻止非法授權(quán)者對這些多媒體信息的傳播、篡改和使用。對多媒體數(shù)據(jù)的直接保護還需要求助于加密技術(shù)，只是這里所采用的加密技術(shù)是一些更適合于多媒體特性的技術(shù)。對于一個多媒體保護系統(tǒng)，需要綜合使用加密技術(shù)和水印技術(shù)，以達到對多媒體內(nèi)容的最有效的保護。本文利用混沌加密技術(shù)，提出一種結(jié)合水印認證的多媒體保護方案，該保護方案能夠應(yīng)用于多數(shù)多媒體安全應(yīng)用場合，比如：多媒體版權(quán)保護、視頻會議保護等。文章以一個實際的系統(tǒng)證明了該方案的可行性。1 多媒體水印技術(shù)簡介數(shù)字水印技術(shù)（Digital Watermarking）是指將與多媒體內(nèi)容相關(guān)或不相關(guān)的一些標示信息直接嵌入多媒體內(nèi)容當中，同時不影響原多媒體的使用價值，并且不為人的知覺系統(tǒng)所覺察的一項信息隱藏技術(shù)。由于人的知覺具有不敏感性，因此，這種在多媒體中嵌入秘密信息的方法是可行的，比如，我們通常使用的數(shù)字化后的圖像有256級灰度級，而人眼對灰度的分辨率只有幾十級，因此，在圖像中嵌入信息后，人并不能察覺。目前對數(shù)字水印系統(tǒng)還沒有一個確切的定義，也沒有通用的數(shù)學模型，一般我們可以這樣來描述：設(shè)載體數(shù)據(jù)為X，水印信息為W，密鑰為K，則水印通過變換I=f(W,X,K)完成嵌入，獲得嵌有水印的數(shù)據(jù)I；對待檢測數(shù)據(jù)I’，通過變換W’=g(X,I’,K)提取水印W’；對待檢測水印W’和原始水印W通過相似性檢測函數(shù)sim(W’,W)獲得一個布爾輸出的過程稱為水印驗證。具體的模型如圖1所示。值得注意的是，圖中的密鑰K在水印嵌入/提取中不是必需，同
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