【正文】 級(jí)分解，利用密鑰控制需嵌入水印的小波系數(shù)，將這些小波系數(shù)用預(yù)定的量化步長(zhǎng)進(jìn) 行奇偶性量化后與水印信息比較，若不等，利用量化步長(zhǎng)調(diào)整小波系數(shù)。 基于量化的數(shù)字水印算法 在量化水印算法中，所用的水印通常是二值圖像或二值序列，根據(jù)一種量化方案把原數(shù)據(jù)替換成另一種量化值來(lái)嵌入水印。 Wolfgang 的方法源于 Cox，但他在嵌入算法中加了一個(gè)權(quán)值因子調(diào)整嵌入水印能量與圖像失真的大小。嵌入算法是將圖像進(jìn)行四級(jí)小波變換，在整個(gè)頻帶內(nèi)選擇大于閾值的小波系數(shù)來(lái)嵌入水印。序列長(zhǎng)度由視覺(jué)模型確定。 Wolfgang 等提出了一種基于小波變換的擴(kuò)頻水印算法，此算法在擴(kuò)頻水印算法中很具有代表性。擴(kuò)頻數(shù) 字水印方案的基本思想是在改變不引 13 人注目的地方擴(kuò)大標(biāo)記，并且將它嵌入到感知上重要的信號(hào)部分中。在此方案中，水印的嵌入過(guò)程就是在原圖像中加入偽隨機(jī)序列。下面介紹兩種典型的水印算法 [7]。相反，高頻子帶攜帶的圖像的邊緣和紋理信息，人眼對(duì)這部分信息不敏感，因此，在這部分嵌入水印，可以避免引起圖像的失真，但同時(shí)水印容易遭到破壞。 基于小波 域 算法的數(shù)字水印生成與隱藏算法 小波域水印算法往往把水印嵌入到圖像小波變換后的低頻子帶或高頻子帶。隱蔽標(biāo)識(shí)水印是在圖像中加入注釋信息，對(duì)圖像進(jìn)行說(shuō)明和作者介紹等，不占用帶寬，需要隱藏的數(shù)據(jù)量較大 [6]。按水印的用途，可以將數(shù)字水印劃分為票據(jù)防偽水印、版權(quán)保護(hù)水印、篡改提示水印和隱藏標(biāo)識(shí)水印。因此，頻域水印算法對(duì)諸如壓縮和某些圖像處理等的攻擊的魯棒性更強(qiáng)?？臻g域水印的嵌入和提取是通過(guò)修改圖像像素點(diǎn)的強(qiáng)度或灰度值來(lái)實(shí)現(xiàn)的，計(jì)算簡(jiǎn)單，效率較高，但難以抵抗常見(jiàn)圖像處理的攻擊及噪聲干擾的影響，穩(wěn)健性較差。但對(duì)無(wú)意義的水印來(lái)說(shuō)，如果解碼后的水印序列有若干碼元錯(cuò)誤，則只能通過(guò)統(tǒng) 12 計(jì)決策來(lái)確定信息中是否含有水印。有意義水印是指水印本身也是某個(gè)數(shù)字圖像（如商標(biāo)圖像）或數(shù)字音頻片斷的編碼；無(wú)意義水印則只對(duì)應(yīng)于一個(gè)序列號(hào)。目 前研究的數(shù)字水印大多數(shù)是半盲水印或者盲水印。非盲水印在檢測(cè)過(guò)程中需要原始數(shù)據(jù)和原始水印的參與；半盲水印則不需要原始數(shù)據(jù)，但需要原始水印來(lái)進(jìn)行檢測(cè)；盲水印的檢測(cè)只需要密鑰，既不需要原始數(shù)據(jù)，也不需要原始水印。隨 著數(shù)字技術(shù)的發(fā)展，會(huì)有更多類的數(shù)字媒體出現(xiàn)，同時(shí)也會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的水印技術(shù)。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(guò)，實(shí)現(xiàn)對(duì)多媒體的被破壞情況的跟蹤和定位。脆弱水印對(duì)多媒體的任何變換或處理都非常敏感；魯棒水印對(duì)常見(jiàn)的各種處理操作和攻擊均有較強(qiáng)的魯棒性，好的魯棒水印算法甚至可以從質(zhì)量已被破壞的數(shù)字作品中提取出水??；魯棒數(shù)字水印主要用于在數(shù)字作品中標(biāo)識(shí)著作權(quán)信息，如作者、作品序號(hào)等。不可見(jiàn)水印不能夠阻止盜版者對(duì)數(shù)字產(chǎn)品的非法復(fù)制，但可用來(lái)證明數(shù)字產(chǎn)品所有權(quán)，以及作為鑒定、起訴非法侵權(quán)的證據(jù)。 數(shù)字水印的分類 數(shù)字水印的分類方法多種多樣，從不同的角度可以如下進(jìn)行分類： 按水印的可見(jiàn)性劃分 按嵌入水印后數(shù)字產(chǎn)品中水印是否可見(jiàn)可將數(shù)字水印分為可見(jiàn)水印和不可 11 見(jiàn)水印。然而現(xiàn)代密碼學(xué)的研究和發(fā)展為數(shù)字水印技術(shù)的應(yīng)用提供了良好的基礎(chǔ)。因此，這些預(yù)覽內(nèi)容被自動(dòng)加上可見(jiàn)的但難除去的水印。從而保護(hù)制造商的商業(yè)利益。與其它水印不同的是，這類水印必須是脆弱的，并且檢測(cè)水印信號(hào)時(shí)，不需要原始數(shù)據(jù)。為實(shí)現(xiàn)該目的，通?？蓪⒃紙D像分成多個(gè)獨(dú)立塊，再將每個(gè)塊加入不同的 水印。這種隱式注釋不需要增加額外的帶寬，且不容易丟失，因此是一種比較理想的注解方式。 標(biāo)題與注釋 利用水印 技術(shù)將媒體的相關(guān)注釋或標(biāo)題等信息加入其中，以便自己或他人使用。當(dāng)發(fā)現(xiàn)未經(jīng)授權(quán)的拷貝時(shí)，就可以根據(jù)此拷貝所恢復(fù)出的指紋來(lái)確定它的來(lái)源，以追究非法傳播者的責(zé)任。對(duì)這種應(yīng)用領(lǐng)域來(lái)說(shuō)，水印技術(shù)必須有較好的魯棒性，同時(shí)也必須能防止被偽造。 數(shù)字水印在各領(lǐng)域的應(yīng)用 數(shù)字水印技術(shù)的研究是與數(shù)字媒體的版權(quán)保護(hù)緊密相關(guān)的，目前數(shù)字水印技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛，概括起來(lái)主要包括以下幾個(gè)方面： 媒體所有權(quán)的認(rèn)定和版權(quán)保護(hù) 數(shù)字作品的所有者可用密鑰產(chǎn)生一個(gè)水印，并將其嵌入原始數(shù)據(jù)，然后公開(kāi)發(fā)布他的水印版權(quán)作品。就目前已經(jīng)出現(xiàn)的很多算法而言，攻擊者有可能破壞掉圖像中的水印，或復(fù)制出一個(gè)理論上存在的“原始圖像”，這導(dǎo)致文件所有 者不能令人信服地提供版權(quán)歸屬的有效證據(jù)。水印算法能識(shí)別被嵌入到保護(hù)對(duì)象中的所有者的相關(guān)信息（如注冊(cè)的用戶號(hào)碼、產(chǎn)品標(biāo)志或者有意義的文字等），并能在需要的時(shí)候?qū)⑵涮崛〕鰜?lái)。如果 9 不具備可檢測(cè)性，那么水印也就失去了意義。 可檢測(cè)性：數(shù)字水印應(yīng)該能夠由作者或公證機(jī)構(gòu)來(lái)檢測(cè)或提取。因此需要在這兩者之間進(jìn)行折中。對(duì)于魯棒和易損 的不可見(jiàn)水印來(lái)說(shuō)，這是一個(gè)最基本的要求。 不可感知性：對(duì)應(yīng)的英文術(shù)語(yǔ)為 Imperceptibility，可以理解為 “ 難以覺(jué)察，感覺(jué)不到”。不同的水印應(yīng)用對(duì)魯棒性的要求不同，一般應(yīng)能夠抵抗正常的圖像處理。數(shù)字水印的魯棒性是指數(shù)字水印應(yīng)該具備這樣的特性：當(dāng)被保護(hù)的信息經(jīng)過(guò)某種改動(dòng)后，比如傳輸、過(guò)濾操作、重新采樣、編碼、有損壓縮等，嵌入的信息應(yīng)保持其完整性，不能被輕易地去除，并以一定的正確概率被檢測(cè)到。 數(shù)字水印的基本特征 不同的用途 ,對(duì)于數(shù)字水印的要求各不相同。通過(guò)這些隱藏在載體中的 信息，可以達(dá)到確認(rèn)內(nèi)容創(chuàng)建者、購(gòu)買者、傳送隱秘信息或者判斷載體是否被篡改等目的。 1999 年，在何德全、周仲義、蔡吉人三位院士的積極倡導(dǎo)下，由北京電子技術(shù)應(yīng)用 研究所組織成立了信息隱藏專家委員會(huì)，定期主辦信息隱藏方面的學(xué)術(shù)會(huì)議 [4]。此外， IEEE、 ACM、 SPIE 等一些知名學(xué)術(shù)組織在其主辦的學(xué)術(shù)會(huì)議和期刊中葉包含了信息隱藏方面大量的研究成果。 1996 年在英國(guó)劍橋召開(kāi)的第一屆國(guó)際信息隱藏學(xué)術(shù)研討會(huì)，標(biāo)志著信息隱藏作為一個(gè)新學(xué)科的誕生。在數(shù)字化、計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)等這些新時(shí)代的產(chǎn)物的孕育中，基于信息理論、數(shù)理統(tǒng)計(jì)理論、認(rèn)知心理學(xué)和現(xiàn)代信技術(shù)手段，載新 的隱寫(xiě)術(shù) — 現(xiàn)在的信息隱藏技術(shù)因運(yùn)而生。在很長(zhǎng)一段時(shí)間里，信息隱藏技術(shù)無(wú)論在研究領(lǐng)域還是在實(shí)際應(yīng)用中都未受到關(guān)注。 由此可見(jiàn)，隱寫(xiě)術(shù)是一門(mén)古老 而有趣的安全傳遞秘密信息的方法，從中國(guó)古代文人的藏頭詩(shī)到德國(guó)間諜的隱寫(xiě)信，從古希臘的蠟板藏書(shū)到現(xiàn)在的網(wǎng)絡(luò)隱藏通信，無(wú)不蘊(yùn)藏著人類的智慧。另一種常用的做法是， 7 把隱顯墨水涂在書(shū)或雜志中分散的字母上。使用隱顯墨水的一般做法是，按通常的樣子打印或手寫(xiě)一份假信，然后用該墨水在行間寫(xiě)上密文。近代以來(lái)，由于化學(xué)的進(jìn)步，各國(guó)的秘密通信的專家們找到了無(wú)數(shù)種類的隱顯墨水。 常用的隱寫(xiě)術(shù)是用“隱顯墨水”（ sympathetic inks）書(shū)寫(xiě)，這種墨水只有經(jīng)過(guò)某種處理才會(huì)顯現(xiàn)。大約同一時(shí)期，古希臘米利都的君主希斯忒奧斯 (Histiaeus)曾經(jīng)把密信寫(xiě)在奴隸的光頭上；等頭發(fā)重新長(zhǎng)出來(lái)后，再派他到收信方那里去；對(duì)方只需把那個(gè)奴隸的頭發(fā)剃光，就可以看到信的內(nèi)容。 隱寫(xiě)術(shù)也已經(jīng)有很長(zhǎng)的歷史。例如，文字的大小，間距，字體，或掩飾文本的其他特性可以被修改來(lái)包含隱藏的信息。 一般來(lái)說(shuō)，隱寫(xiě)的信息看起來(lái)像 一些其他的東西，例如一張購(gòu)物清單，一篇文章，一篇圖畫(huà)或者其他 “ 偽裝 ” （ cover）的消息。 特里特米烏斯的一本看上去是有關(guān)黑魔法，實(shí)際上是講密碼學(xué)與隱寫(xiě)術(shù)的一本書(shū) Steganographia 中。 6 2 隱寫(xiě)技術(shù) 古隱寫(xiě)術(shù) 隱寫(xiě)術(shù)是關(guān)于信息隱藏，即不讓計(jì)劃的接收者之外的任何人知道信息的傳遞事件（而不只是信息的內(nèi)容）的一門(mén)技巧與科學(xué)。 在這里，信息主要是指存放在信息系統(tǒng)中的程序和數(shù)據(jù)。因此，保護(hù)信息系統(tǒng)中信息的安全實(shí)際上已成為保護(hù)信息系統(tǒng)安全的最重要的目標(biāo)。 技術(shù)安全 技術(shù)安全是指計(jì)算機(jī)系統(tǒng)本身在運(yùn)行過(guò)程中，采用具有一定安全性質(zhì)的硬件、軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)信息的安全保 護(hù)，以使得在整個(gè)系統(tǒng)中，在一定程度上甚至完全可以保證系統(tǒng)在無(wú)意或惡意的軟件或硬件攻擊下仍能使得系統(tǒng)內(nèi)的信息不被破壞、增加、丟失和泄漏。入侵者的主觀愿望雖然各異，但對(duì)信息系統(tǒng)破壞是相同的。嚴(yán)格對(duì)工作人員的審查，要求工作人員忠實(shí)可靠，制定工作人員必須遵守的規(guī)章制度，減少工作中的失誤。另外，如果內(nèi)部工作人員入侵或者內(nèi)部工作人員與外部人員勾結(jié)起來(lái)進(jìn)行破壞，則會(huì)對(duì)信息 5 系統(tǒng)構(gòu)成特別嚴(yán)重的威脅 ，正所謂“家賊難防”。但是，僅僅使用物理安全控制措施不能解決分布式系統(tǒng)的安全問(wèn)題，隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的不斷擴(kuò)充，物理安全的作用在不斷減小，很難保證任何系統(tǒng)都有完備的無(wú)力保護(hù)措施。因此，計(jì)算機(jī)應(yīng)安置在安全可靠的地方，能防火、防水、防雷擊、防盜、防塵、防電磁干擾等。 信息系統(tǒng)安全的主要因素 從對(duì)信息系統(tǒng)安全的保護(hù)方法來(lái)考慮，信息系統(tǒng)安全可分為以下 4 類。例如，在甲、乙雙方通信時(shí)，可能是丙在冒充乙的身份與甲通信，而甲并不知道，由此引起甲受到經(jīng)濟(jì)上甚至政治上的損失。 重放 在網(wǎng)絡(luò)通信中重放以前截收到的過(guò)時(shí)的信息，使收方落入陷阱。又例如，一些不法分子通過(guò)斷電設(shè)置障礙，采用縱火、爆炸、盜竊通信設(shè)備等手段導(dǎo)致計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的硬件遭到破壞，使計(jì)算機(jī)及通信系統(tǒng)無(wú)法正常工作。 用戶的誤操作、軟硬件出現(xiàn)故障等均可能引起系統(tǒng)內(nèi)的數(shù)據(jù)或軟件的破壞，因而使得計(jì)算機(jī)不得不停止工作。例如，電子商務(wù)中威脅源可能希望在網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)中加上假的交易，或者在現(xiàn)有的數(shù)據(jù)庫(kù)中修改記錄。某些情形的更改可以用簡(jiǎn)單的措施檢測(cè)出來(lái)，而一些更精妙的更改卻很難發(fā)現(xiàn)或者檢測(cè)。 篡改 威脅源雖然未經(jīng)許可，但成功地獲得了對(duì)系統(tǒng)某項(xiàng)資源的訪問(wèn)權(quán)并更改該項(xiàng)資源。例如，對(duì)無(wú)線電和微波傳輸，或?qū)碾娮釉O(shè)備輻射出來(lái)的帶有信息的電磁能進(jìn)行截收。 搭線竊聽(tīng)：利用硬線連接，對(duì)通信線路上各次傳輸?shù)男畔⑦M(jìn)行截收。威脅源通過(guò)竊取口令獲得合法用戶的身份后，也可在系統(tǒng)中非法竊取所需要的信息。 從總體上來(lái)看，威脅信息系統(tǒng)安全的主要類型有以下幾種： 竊取 威脅源未經(jīng)過(guò)許可卻直接或間接獲得了對(duì) 系統(tǒng)資源的訪問(wèn)權(quán)，從中竊取有用的數(shù)據(jù)或者某種服務(wù)。 2020 年 6 月 1718 日于北京， 2001 年 9 月 10 日于西安， 2002 年 8 月 2426 于大連， 2020 年 11 月 1921于廣州中山大學(xué)分別召開(kāi)了第二、第三、第四、第五界信息隱藏學(xué)術(shù)討論會(huì)，標(biāo)志著我國(guó)對(duì)數(shù)字水印技術(shù)的研究已經(jīng)與國(guó)際同步了。同時(shí)，國(guó)家“ 836 計(jì)劃”，“ 973”項(xiàng)目，國(guó)家自然科學(xué)基金等都對(duì)數(shù)字水印的研究有項(xiàng)目資金支持。 1999年 12 月，我國(guó)信息安全領(lǐng)域的何德全院士，周仲義院士，蔡吉人院士與有關(guān)應(yīng)用研究單位聯(lián)合發(fā)起并召開(kāi)了我國(guó)第一屆信息安全隱藏學(xué)術(shù)研討會(huì)。在 1999年第三屆信息隱藏國(guó)際學(xué)術(shù)研討會(huì)上，數(shù)字水印成為主旋律，全部 33篇文章中有 18篇是關(guān)于數(shù)字水印的研究 [1]。 1998年以來(lái)，《 IEEE圖像處理》、《 IEEE會(huì)報(bào)》、《 IEEE通信選題》、《 IEEE消費(fèi)電子學(xué)》等許多國(guó)際重要期刊都組織了數(shù)字水印?？?qū)ｎ}新聞報(bào)道。數(shù)字水印技術(shù)自 93年提出以來(lái)，由于它在信息安全上的重要地位，發(fā)展較為迅速。它是一種在開(kāi)放的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下保護(hù)多媒體版權(quán)的新型技術(shù)，可驗(yàn)證網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品的版權(quán)擁有者、識(shí)別銷售商、購(gòu)買者或提供關(guān)于網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品內(nèi)容的其他附加信息，并將這些信息以人眼不可見(jiàn)的形式嵌入在數(shù)字圖像或視頻序列中，用于確認(rèn)網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品的所有權(quán)和跟蹤侵權(quán)行為。在多媒體版權(quán)保護(hù) ,媒體認(rèn)證技術(shù)方面有著別的加密技術(shù)所不具有的優(yōu)點(diǎn) ,并且之間 有著很強(qiáng)的互補(bǔ)性 。 關(guān)鍵詞： 數(shù)字版權(quán)保護(hù) 數(shù)字水印 II Abstract Since the birth of the Inter, information technology has rapid developed and work applications is being increasingly popular. New mercial opportunity is emerged with Inter expanding all over the world. With the development of the digital technology, copyright protection of the digital multimedia has to be solved. Informationoriented society has been showing broad prospects, but information security issues also have been being increasingly prominent. One of that is the digital copyright issuesa. Copyright protection for digital products, chasing around the corner, digital watermarking is copyright protection technology for digital products in recent years. Carrying copyright informati on and authentication information, the protection of legitimate copying and dissemination of digital produ