【正文】 數(shù)字版權(quán)及保護 ? 數(shù)字水印技術(shù) ? 數(shù)字版權(quán)保護技術(shù) ? 開源軟件與版權(quán) 主要內(nèi)容 ? 數(shù)字水印技術(shù) 低廉的復制代價 繪畫 、 雕塑 、 書法等傳統(tǒng)藝術(shù)品的復制是一項專業(yè)性很強的技術(shù) ， 以至于一些贗品本身也具有相當高的藝術(shù)價值 。 但對于數(shù)字作品來說 ， 即使是大批量復制 ，也不過是舉手之勞 。 一幅辛辛苦苦創(chuàng)作出來的電腦繪畫作品 ， 只要成為網(wǎng)頁的一部分 ， 在短時間內(nèi)就會產(chǎn)生成千上萬份拷貝 ， 以至于無法分清誰是創(chuàng)作者 ， 誰是復制者 。 廉價的復制不僅導致了盜版的猖獗 ， 也給追查侵權(quán)行為造成了困難 。 一、數(shù)字水印技術(shù)發(fā)展的必要性 司法鑒定的困難 針對紙質(zhì)文書和傳統(tǒng)藝術(shù)品的真?zhèn)伪鎰e ， 目前的司法鑒定技術(shù)有一套完整的解決方案 ， 如紙張鑒定 、 筆跡鑒定等 。 而對于數(shù)字作品來說 ， 原作與復制品百分之百相同 ， 在理論上就不存在鑒別的可能 。 雖然文件本身還會攜帶諸如修改時間 、 所有者姓名 、 讀寫密碼等附加信息 ， 但這些信息很容易被篡改 ， 只能構(gòu)成一種脆弱的保護 。 原創(chuàng)者不僅可能 “ 有理講不清 ” ， 而且可能反遭誣告 。 因此 ， 數(shù)字作品侵權(quán)的取證工作已經(jīng)成為知識產(chǎn)權(quán)執(zhí)法過程中的一個棘手問題 。 篡改方便 對傳統(tǒng)藝術(shù)品來說 ， 篡改或引用是非常困難的 ，很難想像誰能夠?qū)⑦_芬奇的油畫剪切一部分貼到自己的作品中 。 然而 ， 數(shù)字作品幾乎允許一切可能形式的編輯 ， 這就使原作品的完整性受到嚴重威脅 ，同時也模糊了侵權(quán)使用與合理使用之間的界線 。 網(wǎng)頁保護的難題 電子商務的興起使 Inter 成為企業(yè)的生命線 ，網(wǎng)頁的保護十分重要 。 除了作為企業(yè)的網(wǎng)上門戶之外 ， 網(wǎng)頁本身還凝結(jié)著設(shè)計者的智慧和勞動 ， 這種智慧和勞動直接關(guān)系到企業(yè)的經(jīng)濟利益 。 因此 ， 網(wǎng)頁的保護既是知識產(chǎn)權(quán)保護又是商業(yè)利潤保護 ， 它必然包含兩方面的內(nèi)容：一是防篡改 ， 二是防盜用 。 目前的網(wǎng)絡安全技術(shù)還缺乏對于網(wǎng)頁篡改的自動偵測機制 ， 加之一些網(wǎng)站疏于管理 ， 往往一個網(wǎng)頁被黑客篡改了數(shù)小時后才被發(fā)現(xiàn) ， 嚴重損害了企業(yè)的經(jīng)濟利益和企業(yè)形象 。 對于網(wǎng)頁資源的盜用 ， 目前也沒有很好的解決方案 。 1999 年國內(nèi)幾起重大網(wǎng)頁侵權(quán)案的順利裁定 ， 與其說是侵權(quán)取證技術(shù)的勝利 ， 不如說是原告的企業(yè)聲譽起了主要作用 。 隨著數(shù)字多媒體的發(fā)展，各種數(shù)字產(chǎn)品層出不窮，隨之而來的版權(quán)保護等問題也日益尖銳； 一般都認為，通過加密可以使通信變得很安全，但是在實際應用當中，這還不夠！許多人都想到用信息隱藏，而不是用加密！ 信息隱藏的主要分支 ： 隱蔽信道 （ Covert channels): 在多級安全水平的系統(tǒng)環(huán)境中，那些既不是專門設(shè)計的也不打算用來傳輸消息的通信路徑稱為隱蔽信道 ； 匿名通信（ Anonymity): 匿名通信就是尋找各種途徑來隱藏通信的發(fā)送者和接收者； 隱寫術(shù) （ Steganography): 研究將實際存在的信息怎樣隱藏起來，而不引起別人的注意，這個名詞起源于 15 世紀，來源于希臘文，是 “ 被掩蓋的筆跡 ” 的意思； 版權(quán)標記 （ Copyright marking): 主要包括水印技術(shù)（ Watermarking) 和指紋 (Fingerprinting), 二、數(shù)字水印技術(shù)概況 隨著信息時代的到來 ， 特別是 Inter的普及 ， 信息的安全保護問題日益突出 。 當前的信息安全技術(shù)基本上都以密碼學理論為基礎(chǔ) ， 無論是采用傳統(tǒng)的密鑰系統(tǒng)還是公鑰系統(tǒng) ，其保護方式都是控制文件的存取 ， 即將文件加密成密文 ， 使非法用戶不能解讀 。 但隨著計算機處理能力的快速提高 ， 這種通過不斷增加密鑰長度來提高系統(tǒng)密級的方法變得越來越不安全 。 另一方面，多媒體技術(shù)已被廣泛應用，需要進行加密、認證和版權(quán)保護的聲像數(shù)據(jù)也越來越多。數(shù)字化的聲像數(shù)據(jù)從本質(zhì)上說就是數(shù)字信號，如果對這類數(shù)據(jù)也采用密碼加密方式，則其本身的信號屬性就被忽略了。最近幾年，許多研究人員放棄了傳統(tǒng)密碼學的技術(shù)路線，嘗試用 各種信號處理方法對聲像數(shù)據(jù)進行隱藏加密 ，并將該技術(shù)用于制作多媒體的 “ 數(shù)字水印 ” 。 數(shù)字水印定義 數(shù)字水印 （ Digital Watermark） 技術(shù)是指用信號處理的方法在數(shù)字化的多媒體數(shù)據(jù)中嵌入隱蔽的標記 ， 這種標記通常是不可見的 ， 只有通過專用的檢測器或閱讀器才能提取 。數(shù)字水印是信息隱藏技術(shù)的一個重要研究方向 。 嵌入數(shù)字作品中的信息必須具有以下基本特性： 隱蔽性 ：在數(shù)字作品中嵌入數(shù)字水印不會引起明顯的降質(zhì) ， 且不易被察覺 。 隱藏位置的安全性 ：水印信息隱藏于數(shù)據(jù)而非文件頭中 ,，文件格式的變換不應導致水印數(shù)據(jù)的丟失 。 魯棒性 ：所謂魯棒性是指在經(jīng)歷多種無意或有意的信號處理過程后 ， 數(shù)字水印仍能保持完整性或仍能被準確鑒別 ?？赡艿男盘柼幚磉^程包括信道噪聲 、 濾波 、 數(shù) /模與模 /數(shù)轉(zhuǎn)換 、 重采樣 、 剪切 、 位移 、 尺度變化以及有損壓縮編碼等 。 在數(shù)字水印技術(shù)中 ， 水印的數(shù)據(jù)量和魯棒性構(gòu)成了一對基本矛盾 。 從主觀上講 ， 理想的水印算法應該既能隱藏大量數(shù)據(jù) ，又可以抗各種信道噪聲和信號變形 。 然而在實際中 ， 這兩個指標往往不能同時實現(xiàn) ， 不過這并不會影響數(shù)字水印技術(shù)的應用 ， 因為實際應用一般只偏重其中的一個方面 。 如果是為了隱蔽通信 ， 數(shù)據(jù)量顯然是最重要的 ， 由于通信方式極為隱蔽 ， 遭遇敵方篡改攻擊的可能性很小 ， 因而對魯棒性要求不高 。 但對保證數(shù)據(jù)安全來說 ， 情況恰恰相反 ， 各種保密的數(shù)據(jù)隨時面臨著被盜取和篡改的危險 ，所以魯棒性是十分重要的 ， 此時 ， 隱藏數(shù)據(jù)量的要求居于次要地位 。 數(shù)字水印技術(shù)的基本思想源于古代的密寫術(shù) 。 古希臘的斯巴達人曾將軍事情報刻在普通的木板上 ， 用石蠟填平 ， 收信的一方只要用火烤熱木板 ， 融化石蠟后 ， 就可以看到密信 。 使用最廣泛的密寫方法恐怕要算化學密寫了 ， 牛奶 、 白礬 、 果汁等都曾充當過密寫藥水的角色 ?？梢哉f ， 人類早期使用的保密通信手段大多數(shù)屬于密寫而不是密碼 。 然而 ， 與密碼技術(shù)相比 ， 密寫術(shù)始終沒有發(fā)展成為一門獨立的學科 ， 究其原因 ， 主要是因為密寫術(shù)缺乏必要的理論基礎(chǔ) 。 。 1） 按特性劃分 魯棒數(shù)字水印 和 脆弱數(shù)字水印 兩類 。 魯棒數(shù)字水印主要用于在數(shù)字作品中標識著作權(quán)信息 ， 如作者 、 作品序號等 ， 它要求嵌入的水印能夠經(jīng)受各種常用的編輯處理；脆弱數(shù)字水印主要用于完整性保護 ，與魯棒水印的要求相反 ， 脆弱水印必須對信號的改動很敏感 ，人們根據(jù)脆弱水印的狀態(tài)就可以判斷數(shù)據(jù)是否被篡改過 。 2） 按水印所附載的媒體劃分 ， 我們可以將數(shù)字水印劃分為 圖像水印 、 音頻水印 、 視頻水印 、 文本水印 以及用于三維網(wǎng)格模型的 網(wǎng)格水印 等 。 隨著數(shù)字技術(shù)的發(fā)展 ， 會有更多種類的數(shù)字媒體出現(xiàn) ， 同時也會產(chǎn)生相應的水印技術(shù) 。 3)按檢測過程劃分 明文水印 和 盲水印 。 明文水印在檢測過程中需要原始數(shù)據(jù) ， 而盲水印的檢測只需要密鑰 ， 不需要原始數(shù)據(jù) 。 一般來說 ， 明文水印的魯棒性比較強 ， 但其應用受到存儲成本的限制 。 目前學術(shù)界研究的數(shù)字水印大多數(shù)是盲水印 。 4)按內(nèi)容劃分 有意義水印 和 無意義水印 。 有意義水印是指水印本身也是某個數(shù)字圖像 （ 如商標圖像 ） 或數(shù)字音頻片段的編碼；無意義水印則只對應于一個序列號 。 有意義水印的優(yōu)勢在于 ， 如果由于受到攻擊或其他原因致使解碼后的水印破損 ， 人們?nèi)匀豢梢酝ㄟ^視覺觀察確認是否有水印 。 但對于無意義水印來說 ， 如果解碼后的水印序列有若干碼元錯誤 ， 則只能通過統(tǒng)計決策來確定信號中是否含有水印 。 5)按用途劃分 。 按水印的用途 ，我們可以將數(shù)字水印劃分為 票據(jù)防偽水印 、 版權(quán)保護水印 、篡改提示水印 和 隱蔽標識水印 。 票據(jù)防偽水印 是一類比較特殊的水印 ， 主要用于打印票據(jù)和電子票據(jù)的防偽 。 一般來說 ， 偽幣的制造者不可能對票據(jù)圖像進行過多的修改 ， 所以 ， 諸如尺度變換等信號編輯操作是不用考慮的 。 但另一方面 ， 人們必須考慮票據(jù)破損 、 圖案模糊等情形 ， 而且考慮到快速檢測的要求 ， 用于票據(jù)防偽的數(shù)字水印算法不能太復雜 。 版權(quán)標識水印 是目前研究最多的一類數(shù)字水印 。 數(shù)字作品既是商品又是知識作品 ， 這種雙重性決定了版權(quán)標識水印主要強調(diào)隱蔽性和魯棒性 ， 而對數(shù)據(jù)量的要求相對較小 。 篡改提示水印 是一種脆弱水印 ， 其目的是標識宿主信號的完整性和真實性 。 隱蔽標識水印 的目的是將保密數(shù)據(jù)的重要標注隱藏起來 ，限制非法用戶對保密數(shù)據(jù)的使用 。 6)按水印隱藏的位置劃分 ， 我們可以將其劃分為 時（ 空 ） 域數(shù)字水印 、 頻域數(shù)字水印 、 時 /頻域數(shù)字水印和 時間 /尺度域數(shù)字水印 。 （ 空 ） 域數(shù)字水印是直接在信號空間上疊加水印信息 ， 而頻域數(shù)字水印 、 時 /頻域數(shù)字水印和時間 /尺度域數(shù)字水印則分別是在 DCT變換域 、 時 / 頻變換域和小波變換域上隱藏水印 。 ， 各種水印算法層出不窮 ，水印的隱藏位置也不再局限于上述四種 。 應該說 ， 只要構(gòu)成一種信號變換 ， 就有可能在其變換空間上隱藏水印 。 1)知覺模式與蒙版概念 水印技術(shù)的目的是提供一種看不見的嵌入秘密的信息－水印 ， 水印必須被它所處在的圖像所掩蓋 。 眾所周知 ， 眼睛的視網(wǎng)膜把圖像分隔成幾個像元 ， 這些像元經(jīng)過不同的通道傳播到大腦皮層 ， 每個通道連接一個像元 。而每一個單元圖像的特征可由 ① 在視場 （ 圖像中 ） 的位置； ② 空間頻率 （ 在傅立葉區(qū)域：極坐標振幅 ） ； ③ 方向 （ 極坐標的位相 ） 三個因素描述 。 三、數(shù)字水印技術(shù) 因此 ， 一個知覺渠道只能被一個性質(zhì)與其協(xié)調(diào)的信號激勵 ， 不同性質(zhì)的像元之間相互獨立 。 據(jù)人類視覺知覺模式 ， 有相同或相近性質(zhì)的信號在眼睛與大腦皮層間相同的通道傳播 ， 而過程可使這些信號之間產(chǎn)生相互作用和非線性效應 ， 蒙版即是這些效應之一 。 我們把能被覺察的最小閾值 ， 而把由于其他信號存在時檢測閾值的增加現(xiàn)象稱為蒙版 。 換句話說 ， 一個信號由于其他具有相近特性并以較高強度信號存在而不能被看見的現(xiàn)象稱為蒙版 。 2)蒙版模式 對用于模型化蒙版現(xiàn)象的柵格物體而言 ， 現(xiàn)已證明人眼對這些柵格的對比度較敏感 ， 這種反差被定義為： C=1(L max L min )/L max L min (61) 這里 L 是照度 ， 用實驗可以確定蒙版信號反差 C m 和相對于某一個信號的閾值差 C s 。 這種雙對數(shù)坐標的曲線給出單個頻率與單個方向信號 （ f 0 ,θ 0 ） ， 表達式如下： C s =max[C 0 ,C 0 (C m /C Q ) ε ] (62) 1)水印圖像 水印的信息即二值圖像 ， 看上去就像傳統(tǒng)的棋盤 。 為了今后方便說明 ， 圖像是由方形的像素組成 ， 它可以由用戶版權(quán)秘密鑰匙推斷出 。 2)印記 為了利用視覺特性 ， 基本信息被對應于不同的頻率和方向的獨立元素所調(diào)制；此外 ， 我們可用一個低通濾鏡 （ LP ） 來濾過初始的棋盤 ， 濾出的信號是帶限的 。這一點非常重要 ， 因為它允許在一個通道上限制蒙版判據(jù) 。 這種調(diào)制的位置是隱蔽的 ， 可以從用戶秘密鑰匙推斷 。 實際上 ， 這種頻率平面圖被分為兩個區(qū)域 ， 每個區(qū)域與單個感覺單元相連 ， 并定義了哪些基本信息可調(diào)制的耦合 （ f,θ ） 群 ， 只有一對耦合是為每個區(qū)域所選擇的 （ 因為同一區(qū)域的耦合并不能激勵獨立單元 ） 。 從每個調(diào)制格柵的合成圖像稱為印記 S （ x,y ） ： S(x,y)=G(x,y)cos(f xj x+f yj y) 這里 k 表示區(qū)域列以及 （ f xj ,f yj ） 對應于 J 區(qū)域的選擇耦合 （ 元素由用戶秘密鑰匙設(shè)置 ） 。 3)總體版權(quán)計劃處理位置 版權(quán)保護計劃過程可按圖所示的那樣進行 。 其構(gòu)圖功能在于從一幅圖中抽取出其基本特征 。 其結(jié)果是用干擾功能 （ H 功能 ） 產(chǎn)生了連續(xù)字節(jié)塊 。 每一個字節(jié)塊都有相同的寬度 。 這種構(gòu)圖功能對于附近的兩圖塊給出相同的結(jié)果 （ 例如原始圖像和水印圖像 ） 。 但是 H 功能經(jīng)常在不同字節(jié)輸入時給予不同的結(jié)果 。 因此 ， 對于接受的精美圖片 ， 注冊的密碼是不是一樣的 。 H 功能后 ， 編碼功能將轉(zhuǎn)化為一種稱之為活動板的功能 ， 正是由于這種功能 ， 注冊的密碼用來導出基本柵格和依賴于持