【正文】 ， 為了保證系統(tǒng)數(shù)據(jù)的正確性 ， 需要對通信過程進行差錯控 制。 (p[76*2], q[76*2], pixel)。 m++) {p[m+1]=(p[m]+2*q[m])%xx。 for(int m=0。 j++) { p[0]=i。 i++) {for(j=0。 } } //Arnold 變換 for(i=0。 j++) { ().getPixel(i,j,pixel)。 i++) { for(j=0。 for(i=0。 TiledImage ti = new TiledIamge(sourceImage,true)。 yy = ()。 int i,j。 int[] q=new int[1000]。 原始圖像 置亂后的圖像 圖 Arnold 置亂變換變換 表 不同階數(shù) N下二維 Arnold 變換的周期 N 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 16 24 25 周期 3 4 3 10 12 8 6 12 30 5 12 12 12 50 N 32 40 48 50 56 60 64 100 120 125 128 256 480 512 周期 24 30 12 150 24 60 48 150 60 250 96 192 120 384 Arnold 置亂的實現(xiàn) //圖像的置亂方法 pulbic static PlanarImage getZhiluanImage(PlanarImage sourceImage) 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)論文 14 throws Exception { int xx,yy。當(dāng)該數(shù)字產(chǎn)品遭到用戶的修改或惡意攻擊時，數(shù)字產(chǎn)品的某一部分通常會遭到損壞或丟失 (例如裁剪 )，這樣一來嵌入的數(shù)字水印的某一部分也會遭到損壞或丟失，當(dāng)將該遭到損壞的數(shù)字水印提取出來后，再繼續(xù)利用 Arnold 變換可以恢復(fù)數(shù)字水印圖像。通過變換，貓臉圖像由清晰變模糊 ，這實際上是一種點的位置移動，并且這種變換是一一對應(yīng)的(如圖 )。39。s Cat Map)。本節(jié)選 Arnold 變換作為水印嵌入的預(yù)處理方法，是由于它直觀簡單并且具有周期性 [12] (如表 )，這在應(yīng)用時非常方便。置亂處理還具有增強水印的魯棒性作用 [11]。 由于對水印進行置亂可以消除水印像素的空間相關(guān)性， 使水印圖像不容易被識別，對于公開水印，算法的安全性依賴于水印圖像的安全性。 加密前 加密后 圖 圖像水印加密 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)論文 12 圖 DES算法流程圖 圖像水印的置亂處理 圖像置亂就是利用某種算法將一幅圖像各像素的次序打亂，但像素的總個數(shù)不變，直方圖不變。由于 DES算法沒有公開算法設(shè)計的原理和所有技術(shù)細節(jié)，破譯者還無法根據(jù)明文和密文反算出相應(yīng)的密鑰，而只能用窮舉法進行試算 來破解其密鑰，這種破解方法不僅耗資巨大，而且破解時間也很長，因此， DES加密算法目前在諸多領(lǐng)域中被廣泛使用。 解密過程與加密過程相同，區(qū)別僅在于第一次迭代時用子密鑰 K15,第二次用K14?? ,最后一次用 K0,算法本身并沒有變化。 令 IP表示初始置換 ,Ki表示密鑰運算 ,i為迭代次數(shù)變量 ,KEY為 64位密鑰 , f為加密函數(shù) , ⊙ 表示逐位模 2 求和。合并后經(jīng)過 IP逆 置換生成右 32位。經(jīng)過 16次迭代運算后 , 得到 R1 L16,注意最后一次左右不互 換位置 ,將其合并作為輸入 ,進行 IP逆置換 ,即得到密文輸出。 )轉(zhuǎn)化為 64位的密文輸出塊。該算法屬于對稱式加 /解密算法，基本方法對明文進行分組，并利用密鑰對分組進行加密。本文中使用的是 DES加密算法。多數(shù)情況下 ,數(shù)據(jù)加密是保證信息機密性的惟一方法。 圖像水印的加密處理 隨著 Inter 和各種局域網(wǎng)的普及 ,人們越來越多地使用計算機網(wǎng)絡(luò)傳遞安全敏感信息 ,如網(wǎng)上銀行業(yè)務(wù)、商業(yè)數(shù)據(jù)交換、政府秘密信息傳遞、網(wǎng)上交易電子支付系統(tǒng)等。圖像水印的水印信息通常選擇圖像，本文也是如此。同時，提高水印的安全性，因此非常重要。下面我們來看一下數(shù)字水印預(yù)處理基本模型，如圖 所示： 對嵌入水印的預(yù)處理包括水印的加密、置亂和差錯控制編碼等。 本章 小結(jié) 本章簡要介紹了數(shù)字 水印的分類及其主要特性，并對數(shù)字水印的基本原理做了 詳細 的分析， 給出數(shù)字水印的一般定義 以及形成水印處理系統(tǒng)的基本條件 。 計算有效性 水印處理算法應(yīng)該比較容易用軟件或硬件實現(xiàn)。如果 Pfa 是檢測的虛警 概 率，則它滿足 PfaPthres，這時 Pthres 是產(chǎn)品供應(yīng)者所選擇的合適的概率閾值。若 1( , ) , 1, 2 , .. .i i iX E X W i???那么對于任何 i≤ n，原始水印必須在 Xi中還能檢測出來，即 1( , ) 1iD X W ? ，這里 n 是個足夠大的整數(shù)，使得 0~XXn ，而且 01 XXn ?? 。這也往往是盜版者或侵權(quán)者在重銷時可能做的工作。即對于任何特定的密鑰 K∈ K 和任何 ( , ) 0D X W ? ，滿足 2121 WWKK ??? ，其中 ( , ), 1, 2iiW G X K i??。在實際應(yīng)用中，不可逆意味著對于任何水印信號 W， 很難再找到一個與 W 等價是水印信號。 不可逆性 函數(shù) ),( KXW? 應(yīng)該是不可逆的，即 K 不能根據(jù) W 和函數(shù) G 逆推出來。 水印有效性 在水印處理算法中只采用有效的水印。 不可感知性 對于不可見水印處理系統(tǒng)，水印嵌入算法不應(yīng)產(chǎn)生可感知的數(shù)據(jù)修改，也就是加水印后的產(chǎn)品必須相似于原始產(chǎn)品，即 wXX ~0 。反之不然，等價是水印可能相差 很大。 水印等價性：若水印 W1 和 W2 滿足： 12( , ) 1 ( , ) 1D X W D X W? ? ? () 則稱 W1和 W2是等價的，表示為 21 WW? 通常情況下，水印的等價性是指水印間的高 度相關(guān)性。 知覺相似性通常基于人類知覺系統(tǒng) 的主觀標(biāo)準(zhǔn)。 我們再引入兩個基本定義： 感知 相似性：設(shè)數(shù)字產(chǎn) 品 XYX ?, ，則符號 YX~ 表示 X 和 Y 具有相同的感知形式。 水印處理系統(tǒng)的基本框架可以定義為六元體 (X,W,K,G,E,D)，其中 ， X 代表所要保護的數(shù)字產(chǎn)品 X 的集合； W 代表所有可能水印信號 W 的集合； K 是標(biāo)識碼 (也稱為水印密鑰 )的集合； G 表示利用密鑰 K 和待嵌入水印的 X 共同生成水印的算法 ： 即 ： : , ( , )G X K W W G X K? ? ? () E 表示將水印 W 嵌入數(shù)字產(chǎn)品 X0中的嵌入算法，即 ： 0: , ( , )wE X W X X E X W? ? ? () 這里， X0 代表原始的數(shù)字產(chǎn)品， Xw代表嵌入水印后得到的數(shù)字產(chǎn)品。水印信號可以是二 進制形式 ( { 0 ,1} { 1,1})UU? ? ?或 或高斯噪聲形式。 數(shù)字水印的 定義 盡管數(shù)字水印有各種 形式 ，通常我們可以定義水印為如下的信號 W，如下面公式()所示。 水印的提取和檢測 水印的提取和檢測可以作用于任何產(chǎn)品 ,提取和檢測時可以需要原始產(chǎn)品的參與 ,也可不需要原始產(chǎn)品的參與 。參數(shù) ? 可能隨采樣數(shù)據(jù)的不同而不同 ， ? 數(shù)值變大，魯棒性就會變差，當(dāng)數(shù)值過大時，數(shù)字水印圖像質(zhì)量就會下降 。 { ( )}H h k? 稱為 d 維（ 聲音 1 維，圖像 2 維，視頻 3 維 ）的水印嵌入掩碼。 原始水印信號也可以預(yù)先指定 ,而在嵌入水印前對 常見的 水印信號 變換 可以做適當(dāng)?shù)淖儞Q或者不做變換 ,加密方法 可以在水印嵌入過程中產(chǎn)生 。 水印的生成 水印信號的產(chǎn)生通常 基于偽隨機數(shù)發(fā)生器或混沌系統(tǒng) 。而作為水印信息的重要組成部分 —— 密鑰，則是每個設(shè)計方案的一個重要特色所在。 數(shù)字水印的基本原理 一個完整水印系統(tǒng)的設(shè)計包括水印的生成、嵌入和提取三部分。 確定性 數(shù)字水印所攜帶的版權(quán)信息能夠被 唯一 確定地的鑒別，以判定數(shù)字作品的真正所有者。用于版權(quán)保護的數(shù)字水印的惡意攻擊主要包括合謀攻擊合偽造、刪除等操作。即數(shù)字作品中嵌入的水印應(yīng)該在旋轉(zhuǎn)、縮放和剪切等幾 何變換下仍然保留它所攜帶的信息。即使原始數(shù)據(jù)經(jīng)過如模 /數(shù)、數(shù) /模轉(zhuǎn)換，重新采樣，重新量化，或者某種信號的增強，如圖像的亮度、對比度、聲音的低音和顫音等處理，仍然要保證水印的存在性。 一般說來，數(shù)字水印的穩(wěn)健性主要體現(xiàn)在以下幾個方面。理論上，對于任何水印，攻擊者在獲得足夠的信息后都可以將其擦除。 (3)如果信噪比為 20 分貝或者更高，被嵌入數(shù)據(jù)信道應(yīng)具有每秒 20 比特的貸款，而與信號電平和信號類型（如古典音樂、流行音樂或語音 — ）等無關(guān)。 IFPI 的穩(wěn)健性要求主要有 3 條： (1)標(biāo)記信息可以在寬頻帶進行濾波和處理操作之后被恢復(fù) ,包括兩次相繼的模、數(shù)和數(shù)、摸轉(zhuǎn)換，穩(wěn)態(tài)壓縮標(biāo)記或擴張 10%（壓縮技術(shù)如 MPEG 和多頻帶非線性振幅壓縮），引入加法或乘法噪聲，使用統(tǒng)一系統(tǒng)加入一秒鐘的被嵌入信號，低吟，終因和高音應(yīng)用中頻率能夠相應(yīng) 15 分貝的失真、組延遲和陷波濾波器。關(guān)于這方面穩(wěn)健性的第一次定義可以從留聲機工業(yè)國際聯(lián)盟（ IFPI）征求音頻標(biāo)記技術(shù)的提案中找到 。 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)論文 5 穩(wěn)健性 數(shù)字水印必須能夠抵抗傳輸過程中可 能受到的處理或變形，使得版權(quán)信息最終仍能夠被提取出來，以證明作品的所有權(quán)。如在圖像上的水印不應(yīng)干擾圖的視覺欣賞效果，但并不是說水印必須不可見。 隱形性 向數(shù)字作品中嵌入數(shù)字水印不應(yīng)該引起被保護作品可感知的質(zhì)量退化。 數(shù)字水印的主要的特性 一般來說，數(shù)字水印所 應(yīng)具有的特征隨具體應(yīng)用要求的不同而有所區(qū)別，在一類應(yīng)用中必須具備的特征可能是另一類應(yīng)用中所必須避免的。 根據(jù)數(shù)字水印的用途將其分類：版權(quán)保護數(shù)字水印、圖像認證數(shù)字水印、隱藏標(biāo)識數(shù)字水印、防止復(fù)印數(shù)字水印等。 通常魯棒水印主要應(yīng)用于版權(quán)保護，而易損水印則用于數(shù)據(jù)的完整性保護。也有文獻中將其稱為公開數(shù)字水印和私有數(shù)字水印。 根據(jù)數(shù)字水印檢測過程將其分類：盲水印、非盲水印。 根據(jù)數(shù)字水印的嵌入技術(shù)不同將其分類：時空域數(shù)字水印、變換域數(shù)字水印。 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)論文 4 第 2 章 數(shù)字水印技術(shù)的原理 數(shù)字水印的分類 數(shù)字水印的分類 方法很多，分類的出發(fā)點不同導(dǎo)致了分類的不同，它們之間是既有聯(lián)系又有區(qū)別的，最 常見的 分類方法 有： 根據(jù)數(shù)字水印的嵌入結(jié)果將其分類：可感知 的數(shù)字水印，不可感知的數(shù)字水印。 分析小波變換的基本原理，及小波嵌入和提取的算法步驟。 本 文 研究 的 主要內(nèi)容 本文 主要研究基于小波變換的圖像水印處理技術(shù)，把灰度圖像作為水印 圖像 嵌入到 宿 主圖像中，研究內(nèi)容可分為以下幾個方面： 簡要介紹數(shù)字水印的基本原理及數(shù)字水印的分類和主 要特性。一個符合要求的 DVD播放器不允許播放或拷貝帶有“禁止拷貝”水印的數(shù) 據(jù)，而帶有“一次拷貝”水印的數(shù)據(jù)可被拷貝一次，但不允許從該拷貝 進一步制作拷貝。典型的帶有次，“禁止拷貝”水印的數(shù)據(jù)，而帶有“一次拷貝”水印的數(shù)據(jù)可被拷貝一 次 但不允許從該拷貝再進一步制作拷貝。 使用控制 在多媒體發(fā)行體系中，人們希望有一種拷貝機制，即它不允許未授權(quán)的媒體拷貝。通過檢測每個數(shù)據(jù)塊中的水印信號來確定作品的完整性。 篡改提示 當(dāng)數(shù)字作品被用于法庭、醫(yī)學(xué)、新聞和商業(yè)時，常常需要確定它們