【導(dǎo)讀】的檢測(cè)可達(dá)到保護(hù)多媒體數(shù)據(jù)版權(quán)的目的。數(shù)字水印是嵌在數(shù)字產(chǎn)品中的數(shù)字信號(hào)，水。印的存在要以不破壞原數(shù)據(jù)的欣賞價(jià)值、使用價(jià)值為原則。數(shù)字水印潛在的應(yīng)用市場(chǎng)很。大，例如，電子商務(wù)，在線(xiàn)或離線(xiàn)的分發(fā)多媒體內(nèi)容以及大規(guī)模的廣播服務(wù)等。機(jī)）的制造者等。

　　

【正文】 與移去攻擊相比，幾何攻擊的目的不是移去水印，而是在空間或時(shí)間上改變含有水印圖像數(shù)據(jù)。這種攻擊算法往往會(huì) 破壞檢測(cè)器的同步性，這樣即使水印存在也無(wú)法檢測(cè)到。目前用得最多的兩種攻擊工具是 Strimark 和 Unzign,Stimark 除了可以對(duì)圖像作全局幾何變換外，還引入了局部的扭曲，到目前為止，似乎還沒(méi)有一種水印算法能夠抵抗它的攻擊； Unzign 引入圖像的局部像素抖動(dòng)，這種攻擊方法對(duì)于空域水印的攻擊非常有效。 密碼攻擊有些類(lèi)似于密碼學(xué)中的密碼破譯，但又有其自身的特性。由于許多水印算法都利用了密鑰作為水印信號(hào)產(chǎn)生的前提，若密鑰長(zhǎng)度不夠長(zhǎng)，則利用窮搜索算法就可以找到正確的密鑰，從而破壞水?。涣硪环N攻擊成 為 Oracle 攻擊，它可以在檢測(cè)時(shí)產(chǎn)生22 一副不含水印的圖像；統(tǒng)計(jì)平均攻擊，它利用不同的密鑰及所對(duì)應(yīng)的不同水印建立一個(gè)數(shù)據(jù)集合，計(jì)算出其平均值作為攻擊數(shù)據(jù)，如果這個(gè)集合足夠大，則會(huì)導(dǎo)致水印無(wú)法被檢測(cè)到，共謀攻擊，針對(duì)指紋水印的攻擊方法，攻擊者通過(guò)同一數(shù)據(jù)源的嵌入不同水印版本，經(jīng)過(guò)平均等運(yùn)算得到一個(gè)新的版本，使得水印無(wú)法被檢測(cè)到。 協(xié)議攻擊的目的不是破壞水印信號(hào)，也不是通過(guò)全局或局部數(shù)據(jù)處理使得水印信號(hào)無(wú)法被檢測(cè)，而是設(shè)法將一副圖像中的水印“拷貝”到另一幅圖像中，從而使版權(quán)保護(hù)中表示身份的水印失信， Craver 等人首先提出協(xié)議攻擊的概念，他們引入可逆水印的概念并指出 對(duì)于版權(quán)保護(hù)來(lái)說(shuō)，其水印必須是不可逆的，也就是說(shuō)，對(duì)于非可逆水印來(lái)說(shuō)應(yīng)該是不可能從含有非可逆水印 圖像中恢復(fù)出來(lái)的。 5. IBM 攻擊 這是針對(duì)可逆、非盲（ nonoblivious）水印算法而進(jìn)行的攻擊。其原理為設(shè)原始圖象為 I，加入水印 WA 的圖象為 IA=I+WA。攻擊者首先生成自己的水印 WF，然后創(chuàng)建一個(gè)偽造的原圖 IF=IAWF，也即 IA=IF+WF。此后，攻擊者可聲稱(chēng)他擁有 IA 的版權(quán)。因?yàn)楣粽呖衫闷鋫卧煸瓐D IF從原圖 I 中檢測(cè)出其水印 WF；但原作者也能利用原圖從偽造原圖IF中檢測(cè)出其水印 WA。這就產(chǎn)生無(wú)法分辨與解釋的情況。防止這一攻擊的有效辦法就是研究不可逆水印嵌入算法，如哈希過(guò)程。 攻擊 Stirmark 是英國(guó)劍橋大學(xué)開(kāi)發(fā)的水印攻擊軟件，它采用軟件方法，實(shí)現(xiàn)對(duì)水印載體圖象進(jìn)行的各種攻擊，從而在水印載體圖象中引入一定的誤差，我們可以以水印檢測(cè)器能否從遭受攻擊的水印載體中提取 /檢測(cè)出水印信息來(lái)評(píng)定水印算法抗攻擊的能力。如StirMark 可對(duì)水印載體進(jìn)行重采樣攻擊，它可模擬首先把圖象用高質(zhì)量打印機(jī)輸出，然后再利用高質(zhì)量掃 描儀掃描重新得到其圖象這一過(guò)程中引入的誤差。 另外， StirMark 還可對(duì)水印載體圖象進(jìn)行幾何失真攻擊，即它可以以幾乎注意不到的輕微程度對(duì)圖象進(jìn)行拉伸、剪切、旋轉(zhuǎn)等幾何操作。 StirMark 還通過(guò)一個(gè)傳遞函數(shù)的應(yīng)用，模擬非線(xiàn)性的 A/D 轉(zhuǎn)換器的缺陷所帶來(lái)的誤差，這通常見(jiàn)于掃描儀或顯示設(shè)備。 其攻擊方法是首先把圖象分割成為許多個(gè)小圖象，然后將每個(gè)小圖象放在 HTML 頁(yè)面上拼湊成一個(gè)完整的圖象。一般的 Web 瀏覽器都可以在組織這些圖象時(shí)在圖象中間不留任何縫隙，并且使其看起來(lái)這些圖象的整體效果和原圖一模 一樣，從而使得探測(cè)器無(wú)法從中檢測(cè)到侵權(quán)行為。這種攻擊方法主要用于對(duì)付在 Inter 網(wǎng)上開(kāi)發(fā)的自動(dòng)侵權(quán)探測(cè)23 器，該探測(cè)器包括一個(gè)數(shù)字水印系統(tǒng)和一個(gè)所謂的 Web 爬行者。但這一攻擊方法的弱點(diǎn)在于，一旦當(dāng)數(shù)字水印系統(tǒng)要求的圖象最小尺寸較小時(shí)，則需要分割成非常多的小圖象，這樣將使生成頁(yè)面的工作會(huì)非常繁瑣。 所謂串謀攻擊就是利用同一原始多媒體數(shù)據(jù)集合的不同水印信號(hào)版本，來(lái)生成一個(gè)近似的多媒體數(shù)據(jù)集合，以此來(lái)逼近 和 恢復(fù)原始數(shù)據(jù)，其目的是使檢測(cè)系統(tǒng)無(wú)法在這一近似的數(shù)據(jù)集合中檢測(cè)出水印信號(hào)的存在，其最簡(jiǎn)單的一 種實(shí)現(xiàn)就是平均法。 跳躍攻擊主要用于對(duì)音頻信號(hào)數(shù)字水印系統(tǒng)的攻擊，其一般實(shí)現(xiàn)方法是在音頻信號(hào)上加入一個(gè)跳躍信號(hào)（ jitter），即首先將信號(hào)數(shù)據(jù)分成 500 個(gè)采樣點(diǎn)為一個(gè)單位的數(shù)據(jù)塊，然后在每一數(shù)據(jù)塊中隨機(jī)復(fù)制或刪除一個(gè)采樣點(diǎn)，來(lái)得到 499 或 501 個(gè)采樣點(diǎn)的數(shù)據(jù)塊，然后將數(shù)據(jù)塊按原來(lái)順序重新組合起來(lái)。實(shí)驗(yàn)表明，這種改變對(duì)古典音樂(lè)信號(hào)數(shù)據(jù)也幾乎感覺(jué)不到，但是卻可以非常有效地阻止水印信號(hào)的檢測(cè)定位，以達(dá)到難以提取水印信號(hào)的目的。類(lèi)似的方法也可以用來(lái)攻擊圖象數(shù)據(jù)的數(shù)字水印系統(tǒng)，其實(shí)現(xiàn)方法也非常簡(jiǎn)單，即 只要隨機(jī)地刪除一定數(shù)量的象素列，然后用另外的象素列補(bǔ)齊即可，該方法雖然簡(jiǎn)單，但是仍然能有效破壞水印信號(hào)存在的檢驗(yàn)。 水印的抗攻擊能力 為了測(cè)試本算法的性能，本文對(duì) 256 級(jí)灰度、 512X512 的標(biāo)準(zhǔn)圖像進(jìn)行了水印嵌入試驗(yàn)。基于上面的集中攻擊對(duì)此水印系統(tǒng)作了一下試驗(yàn)：中值濾波、水印圖像壓縮、水印圖像的剪裁。 對(duì)嵌入水印的圖像進(jìn)行中值濾波，然后打開(kāi)原圖像進(jìn)行檢測(cè)，測(cè)出水印的存在，結(jié)果水印圖像比較清晰，其試驗(yàn)結(jié)果說(shuō)明該算法對(duì)中值濾波有一定的抗攻擊能力 目前網(wǎng)絡(luò)上傳輸?shù)膱D像大多 以 JPEG 格式壓縮，因此保證該算法對(duì) JPEG 壓縮的強(qiáng)壯性是很有必要的。本試驗(yàn)對(duì)采用 JPEG 技術(shù)對(duì)含有水印的圖像進(jìn)行了壓縮，其從不同壓縮比的壓縮圖像中提取水印的試驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)，圖像質(zhì)量越低，亦即壓縮比越高，則抽取的水印效果越差。試驗(yàn)中還用本文方法對(duì)水印抽取作了研究，均得到不錯(cuò)的效果?？梢?jiàn)，雖然對(duì)含水印圖像進(jìn)行了某種程度的退化處理，其在產(chǎn)生了很大失真的情況下，依然可以檢測(cè)到水印，這說(shuō)明本文提出的算法具有良好的強(qiáng)壯性。 24 對(duì)嵌入水印的圖像進(jìn)行 1/16 的剪裁，被剪裁部分以黑色代替。剪裁后雖然圖像變得不完全，但仍可檢測(cè)出水印的存在。 可見(jiàn)，雖然對(duì)含水印圖像進(jìn)行了某種程度的退化處理，其在產(chǎn)生了很大失真的情況下，依然可以檢測(cè)到水印，這說(shuō)明本文提出的算法具有良好的強(qiáng)壯性。 總之水印的攻擊方式是多種多樣的，在實(shí)際的應(yīng)用中，專(zhuān)業(yè)攻擊者不會(huì)僅使用一種攻擊方法，往往是結(jié)合兩種甚至更多的攻擊方法進(jìn)行攻擊。這使得水印算法的設(shè)計(jì)也相應(yīng)的復(fù)雜化。 25 4 總結(jié) 數(shù)字水印技術(shù)是近年來(lái)國(guó)際學(xué)術(shù)界興起的一個(gè)前沿研究領(lǐng)域。它與信息安全、信息隱藏、密碼學(xué)和隱寫(xiě)術(shù)等均有密切關(guān)系。特別是在網(wǎng)絡(luò)技術(shù) 和應(yīng)用迅速發(fā)展的今天，數(shù)字水印技術(shù)研究更具現(xiàn)實(shí)意義。當(dāng)前，數(shù)字水印技術(shù)有幾個(gè)缺點(diǎn)。首先，水印技術(shù)不足以禁止攻擊者為了自己的利益處理數(shù)據(jù)對(duì)象。第二，沒(méi)有相應(yīng)的水印技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，公共還不能接受水印作為內(nèi)容版權(quán)保護(hù)的合法形式。第三，還有許多與水印和因特網(wǎng)內(nèi)容相關(guān)的法律問(wèn)題沒(méi)有解決。所以說(shuō)數(shù)字水印技術(shù)作為保護(hù)數(shù)字內(nèi)容版權(quán)的手段還不成熟，但是沒(méi)有 克服 不了的困難，也許在不久的將來(lái)，數(shù)字水印將名副其實(shí)的成為版權(quán)保護(hù)的有力手段。數(shù)字水印技術(shù)下一步的研究主要是提高現(xiàn)有水印算法的魯棒性和安全性，從而發(fā)現(xiàn)更好的水印算法，增強(qiáng)其在法庭 上提供證據(jù)的可信賴(lài)性及商業(yè)的應(yīng)用。另外還要增加對(duì)其他非多媒體數(shù)字水印技術(shù)的研究，如關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)的非屬數(shù)值型屬性數(shù)字水印技術(shù)等。 這幾個(gè)月我收獲頗多，但也有不少教訓(xùn)。計(jì)算機(jī)科學(xué)是一門(mén)比較寬廣的學(xué)科，涉及許多領(lǐng)域，應(yīng)該大量翻閱書(shū)籍資料，借鑒別人的心得體會(huì)做到事半功倍。遇到難題要虛心請(qǐng)教，做到取長(zhǎng)補(bǔ)短，避免鉆牛角尖。 畢業(yè)設(shè)計(jì)是對(duì)我 4 年所學(xué)知識(shí)的一次全面的檢查，這次設(shè)計(jì)，使我進(jìn)一步加深了對(duì)以前所學(xué)知識(shí)的鞏固和理解，讓我學(xué)會(huì)怎樣把理論聯(lián)系到實(shí)踐中去，更使我明白了一個(gè)道理，做項(xiàng)目要多看、多想、多做、使自己能把所學(xué)的知識(shí) 靈活運(yùn)用到計(jì)算機(jī)中去，更好地完成工作。 在畢業(yè)設(shè)計(jì)中，我遇到的困難很多，在解決 它 們的同時(shí)我又學(xué)到了很多，獲益匪淺，特別是算法對(duì)系統(tǒng)的系統(tǒng)重要性。 在結(jié)束了畢業(yè)設(shè)計(jì)以后，我感覺(jué)到自己的努力還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，在以后的日子里要不斷地充實(shí)自己，使自己能夠在高速發(fā)展的 IT 行業(yè)中站住腳跟。 26 參 考 文 獻(xiàn) [1] 潘蓉，高有行．基于小波變換的圖像水印嵌入方法 [J]．西安：西安電子科技 大學(xué)計(jì)算機(jī)外部設(shè)備研究所． [2] 勒濟(jì)芳． Visual C++小波變換技術(shù)與工程實(shí)踐 [M]．北京：人民郵電出版社 ,2020． [3] 求是科技，蘇彥華． Visual C++數(shù)字圖像識(shí)別技術(shù)典型案例 [M]．北京：人民郵電出版社 ,2020． [4] 齊東旭 ,鄒建成，韓效宥．一類(lèi)新的置亂變換及其在圖像信息隱藏中的應(yīng)用 [J]．中國(guó)科學(xué)（ E 輯）， 2020， 30（ 5）． [5] 孫圣和，陸哲明．?dāng)?shù)字水印處理技術(shù) [J]．電子學(xué)報(bào)， 2020，（ 8）． [6] 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As the effective measures to copyright protection for electronic and information products, digital watermarking technology make great progress in the challenge. Digital watermark is an invisible logo which is embedded into an image, video or audio data. It protects the multimedia data through the detection of the watermark information. Digital watermark is the digital signal embedded in digital products, it protects the value of appreciation and access of original data in principle. Application of Digital Watermarking have a huge market potential, for example, emerce, online or offline, as well as the distribution of multimedia content such as largescale broadcasting services. Potential users, emerce and supplier of imaging software, digital products (digital image providers, video cameras, digital cameras), such as the manufacturer. Key words: Digital Watermarking Applications Categories