数字水印技术的核心及原理术.pptx
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二、数字水印技术数据变换Βιβλιοθήκη 、数字水印信息嵌入 •密钥
数字水印
信息载体
DWT
TTT
嵌入算法
IDWT
含水印载体
谢谢
二、数字水印技术数据变换
• 基于小波变换的频域水印方法。在目前信号处理中，使用最多的手段是小
波分析法，这是因为它具有较好的时频特性、快速计算能力及可并行计算等许 多优点。 • 在第二代小波方法(提升方案)中，可根据用户指定数据特性和分析需要自 行构造小波。数据变换件根据要求完成数据的正向和逆向数据变换。如图1所示 ，描述了某项目所使用的二维数据的正向和逆向小波变换构成。
在目前信号处理中使用最多的手段是小波分析法这是因为它具有较好的时频特性快速计算能力及可并行计算等许多优在第二代小波方法提升方案中可根据用户指定数据特性和分析需要自行构造小波
一、数字水印技术的核心及原理术
• 数字水印（Digital Watermarking）技术的核心是算法。以印刷打印数字
水印技术为例：在开放的网络环境下，要满足其结果的唯一性，就必须解决印 刷数字水印的隐形性、水印技术的稳健性和水印技术的单向性问题。
《数字水印与隐写术》课件
隐写术的分类
图片隐写术
隐藏信息嵌入图片文件中，如LSB隐写术、直方图隐写术。
文本隐写术
隐藏信息嵌入文本文件中，如空格隐写术、格式隐写术。
音频隐写术
隐藏信息嵌入音频文件中，如频谱隐写术、相位编码隐写术。
传统隐写术的实现原理
1
空域方法
修改像素值、颜色或位置，使变化不易察觉。
2
频域方法
嵌入信息到频域域系数中，如DCT系数、小波系数。
基于图像的转换域，如小波变换、离散余弦变换等，将水印嵌入到转换域系数中。
数字水印的嵌入和提取方法
1
嵌入
将水印信息嵌入到数字媒体中，保持媒
提取
2
体的质量并确保提取的准确性。
利用相关解码算法和密钥，从包含水印
的媒体中提取出水印信息。
3
鲁棒性
水印能够抵抗各种攻击和媒体处理操作， 如压缩、旋转和滤波。
数字水印的安全性
数字水印的安全性取决于嵌入和提取算法的保密性、鲁棒性和攻击者的能力。加密和身份验证技术可以提高水 印的安全性。
数字水印的应用案例介绍
身份认证
版权保护
防伪溯源
数字水印用于验证身份文件的真 实性和合法性，如护照和身份证。
数字水印应用于保护音乐、电影、 图书等数字媒体的版权。
数字水印用于产品防伪溯源，帮 助消费者识别真伪。
3
算法方法
利用算法和密钥将信息嵌入到载体中，如F5算法。
隐写术的嵌入和提取方法
1
嵌入
将隐藏信息嵌入到载体中，保持载体的
提取
2
质量和可观察特征。
利用算法和密钥提取隐藏在载体中的信
息，还原出原始消息。
3
鲁棒性
数字水印与隐写术PPT课件
IBM攻击 这是针对可逆、非盲（non-oblivious） 水印算法而进行的攻击。其原理为设原始 图象为I，加入水印WA的图象为IA=I+WA。 攻击者首先生成自己的水印WF，然后创建 一个伪造的原图IF=IA-WF，也即 IA=IF+WF。这就产生无法分辨与解释的 情况。防止这一攻击的有效办法就是研究 不可逆水印嵌入算法，如哈希过程。
涉及的相关理论和软件
数字图像处理的编码与压缩原理 数字图像相关的概率统计特征 数字图像的DFT、DCT、DWT变换 计算机密码学作为前处理和后处理 各种攻击算法的原理 VC++的编程环境或MATLAB软件等
数字水印与隐写术的区别
数字水印系统所隐藏的信息总是与被保护的数字对 象或它的所有者有关, 而信息隐写系统可以隐藏任何 信息 对于“健壮性”的要求不同，与隐写术相比, 水印技 术需要更好健壮性 在发送者与接收者之间的通信方式不同。隐写术通 常是点对点的, 而数字水印技术通常是一点对多点的 隐写术时信息隐藏的一个重要分支，专门研究如何 隐藏实际存在的信息隐藏信息可以与被保护信息无 任何关联水印并不总需隐藏，如可见水印，隐藏信 息与被保护信息间由密切关系
生理模型算法：利用人的生理模型的特 性，包括HVS和HAS来提高多媒体数据压 缩系统质量和效率。它们的基本思想是 利用从视觉模型导出的JND描述来确定在 图象的各个部分所能容忍的数字水印信 号的最大强度，从而避免破坏视觉质量。 这一方法同时具有好的透明性和强壮性。
数字水印攻击分析
鲁棒性攻击 它包括常见的各种信号处理操作，如图象 压缩、线性或非线性滤波、叠加噪声、图 象量化与增强、图象裁剪、几何失真、模 拟数字转换以及图象的校正等。
数字水印技术ppt-精选文档
5 5 2 15, 0, 15
5
15 0 0 1＝ 15 , D 15 , 0 0 0
10 5 5 1 0 1 1 T 15, 15 E A A 5 10 5 0 1 1 , 1 1 5 5 10 0 0 0 1
5 5 5 1 1 1 1 1 T ＝0， A A 5 5 5 0 0 0 , 2 1 , 3 0 5 5 5 0 0 0 0 1
的奇异值分解。
解：
1 2 5 5 5 1 1 1 T A A 1 2 2 2 2 5 5 5 1 2 5 5 5
5 E AT A
5 5
5 5 5
1 r T T V ( A A)V
其中V 是正交阵。令
D2 0 O 0
O O
V (V1 ,V2 )
O O
V1T T D2 V T A A (V1 , V2 ) O 2
2 7 0 1 ＝ 1 7 3 5 2 3 7 1 5
0 5
1
5 5 1 T 解 U1 x 0 得 1 , 单位化 1 35 - 3 - 3
例、求
1 1 1 A 2 2 2
其中
U1 AV1 D 1
把
U1 扩充成交阵
U (U1 , U 2 )
U2
即求解方程
《数字水印技术》课件
数字水印的分类
02 根据应用需求和嵌入方式，数字水印可分为可见水印
和不可见水印。
数字水印的功能
03
数字水印具有版权保护、内容认证、数据追踪等功能
。
感谢观看
THANKS
THE FIRST LESSON OF THE SCHOOL YEAR
内容防伪
数字水印可以用于标识多媒体内容的真伪，防止伪造和假冒。
内容追溯
数字水印可以用于追踪多媒体内容的传播路径和源头，帮助发现 和处理安全威胁。
01
数字水印技术的挑 战与展望
数字水印技术的挑战
鲁棒性
透明性
数字水印需要能够抵抗各种常见的图像处 理操作，如压缩、滤波、噪声添加等。
数字水印不应明显改变原始数据的视觉效 果，以免影响其使用价值。
数字水印技术是一种将特定信息隐藏在数字媒体 （如图像、音频、视频等）中的技术，这些信息 可以用于标识版权、追踪数据来源或验证数字媒 体的完整性。
鲁棒性
数字水印应能在数字媒体的常规处理过程中保持 完整性和可检测性，如压缩、滤波、剪切等。
不可见性
数字水印通常不会影响数字媒体的正常使用，人 眼无法直接观察到水印的存在。
《数字水印技术》 ppt课件
THE FIRST LESSON OF THE SCHOOL YEAR
目录CONTENTS
• 数字水印技术概述 • 数字水印的分类与原理 • 数字水印算法的实现 • 数字水印技术的应用案例 • 数字水印技术的挑战与展望 • 参考文献
01
数字水印技术概述
定义与特点
定义
03
易攻击: 水印算法可能被恶意攻击者破解。
04
计算成本高: 水印嵌入和提取过程计算复杂 度高。
《数字水印技术》课件
内容完整性
数字水印技术可以用于验证数字 内容的完整性，通过提取数字作 品中的水印信息，可以检测数字 作品是否被篡改或损坏。
内容来源追溯
数字水印可以用于追溯数字内容 的来源，通过提取水印信息，可 以确定数字作品的作者或发布者 ，保证数字内容的真实性和可信 度。
内容篡改检测
数字水印技术还可以用于检测数 字内容的篡改行为，通过比较原 始水印和提取的水印信息，可以 发现数字作品是否被篡改或恶意 修改。
电子票据防伪
数字水印技术可以用于电子票据的防伪，以防止 伪造和篡改。
数字水印技术的发展历程
1993年，Caronni等人提 出了数字水印的概念，并 进行了初步的实验研究。
2000年左右，随着数字 媒体技术的普及，数字水 印技术的应用范围逐渐扩 大。
ABCD
1997年，国际信息隐藏 学会成立，推动了数字水 印技术的进一步发展。
利用深度学习技术提高水印的 鲁棒性和隐蔽性，以及利用神 经网络进行水印的生成和检测 是未来的一个重要方向。
动态水印技术的研究
随着媒体内容的动态变化，研 究如何在水印中嵌入动态信息 ，以实现更高级别的版权保护 和内容追踪是未来的一个研究 方向。
跨媒体水印技术的研究
随着多媒体内容的普及，研究 如何在水印中同时嵌入图像、 音频和视频信息，以实现跨媒 体版权保护和内容追踪是未来 的一个研究方向。
水印容量与嵌入强度的关系
水印容量决定了能够嵌入的信息量，而嵌入强度则影响水印的鲁棒性 ，如何在保证水印鲁棒性的前提下提高水印容量是一个挑战。
跨媒体一致性问题
数字水印需要在多种媒体上保持一致性，包括图像、音频和视频等， 这需要解决不同媒体间的水印同步问题。
数字水印技术的未来发展方向
数字水印技术技术介绍PPT共52页
检测过程示意图
产品输入输出 产品数据
数据变换
关
变换域数据
联 数
结果解释
字
结果数据 水印信息检测»
水 印
水印信息数据
技 术
用户信息输入 用户输入数据 随机序列产生
水印信息嵌入
位置信息序列P
关
联 数
特征提取 特征集I 嵌入» 特征集I’ 数据置换
字
水
印
技
术 频域数据Df
水印信息
视觉模型
频域数据D’f
数 字
映射到实数空间，且维持映射的唯
水 印
一性。
技 术
保证水印密码的不可猜测，提高水
印对输入的敏感性，增加水印序列
的随机性。
关联措施
采用混沌方法，将输入的密码和个人信息
映射到实数空间，以保证密码空间足够大。
关 联
同一种子产生随机位置序列和水印信息序
数 字
列，保证系统的关联可靠性。
水 印 技
使种子的生成对输入敏感，采用动力混沌 方法。
一维小波变换
l1
关 联 数 字
cj1,k hmcj,m2k m0
l1
dj1,k gmcj,m2k
低通 高通
正 变 换
水
m0
印
技
逆
术
l 1
l 1
cj 1,k hmcj,m 2k gmdj,m 2k
变 换
m 0
m 0
关联随机序列
保证水印方案过程的单向性，单向
映射。
关 联
保证水印密码空间足够大，将输入
数字水印技术技术介绍
31、园日涉以成趣，门虽设而常关。 32、鼓腹无所思。朝起暮归眠。 33、倾壶绝余沥，窥灶不见烟。
数字水印
PKI），是一种遵循既定标准的密钥管理平 PKI），是一种遵循既定标准的密钥管理平 台,它能够为所有网络应用提供加密和数字 签名等密码服务及所必需的密钥和证书管 理体系。 完整的PKI系统必须具有权威认证（CA）机 完整的PKI系统必须具有权威认证（CA）机 构、数字证书库、密钥备份及恢复系统、 证书作废系统、应用接口（API）等基本构 证书作废系统、应用接口（API）等基本构 成部分 。
本章总结
本章需要重点理解的是密码学的基本概念 DES加密技术的优缺点 DES加密技术的优缺点 RSA加密算法的基本原理 RSA加密算法的基本原理 掌握使用PGP加密工具进行文件和邮件的加 掌握使用PGP加密工具进行文件和邮件的加
密。
本章习题
【1】、密码学包含哪些概念？有什么功能？ 【2】、简述对称加密算法的基本原理。 【3】、利用对称加密算法对“1234567”进行加密，并进行解密。（上 、利用对称加密算法对“1234567”
机完成） 【4】、简述非对称加密算法的基本原理。 【5】、利用非对成加密算法对“1234567”进行加密，并进行解密。 、利用非对成加密算法对“1234567” （上机完成） 【6】、比较对称加密算法和公开密钥算法，分析他们的异同。 【7】、恺撒密码是公元前50年古罗马恺撒用过的密码，加密方法是把a 、恺撒密码是公元前50年古罗马恺撒用过的密码，加密方法是把a 变成D 变成D，b变成E，c换成F，依次类推，z换成C。这样明文和密文的字母 变成E 换成F，依次类推，z换成C 就建立一一对应的关系。加密原理其实就是：对明文加上了一个偏移值 29，即“a”对应的ASCII码位97，“D”对应的ASCII码为68，相减得到29。 29，即“ 对应的ASCII码位97， 对应的ASCII码为68，相减得到29。 编写程序1：实现恺撒密码加密单词“julus” 编写程序1：实现恺撒密码加密单词“julus”。（上机完成） 编写程序2：实现解密，将程序1 编写程序2：实现解密，将程序1得到的密文进行解密。（上机完成） 【8】、简述PGP加密技术的应用。 、简述PGP加密技术的应用。 【9】、使用PGP软件加密文件，并将与其他人交换密钥。（上机完成） 、使用PGP软件加密文件，并将与其他人交换密钥。（上机完成）
本章总结
本章需要重点理解的是密码学的基本概念 DES加密技术的优缺点 DES加密技术的优缺点 RSA加密算法的基本原理 RSA加密算法的基本原理 掌握使用PGP加密工具进行文件和邮件的加 掌握使用PGP加密工具进行文件和邮件的加
密。
本章习题
【1】、密码学包含哪些概念？有什么功能？ 【2】、简述对称加密算法的基本原理。 【3】、利用对称加密算法对“1234567”进行加密，并进行解密。（上 、利用对称加密算法对“1234567”
机完成） 【4】、简述非对称加密算法的基本原理。 【5】、利用非对成加密算法对“1234567”进行加密，并进行解密。 、利用非对成加密算法对“1234567” （上机完成） 【6】、比较对称加密算法和公开密钥算法，分析他们的异同。 【7】、恺撒密码是公元前50年古罗马恺撒用过的密码，加密方法是把a 、恺撒密码是公元前50年古罗马恺撒用过的密码，加密方法是把a 变成D 变成D，b变成E，c换成F，依次类推，z换成C。这样明文和密文的字母 变成E 换成F，依次类推，z换成C 就建立一一对应的关系。加密原理其实就是：对明文加上了一个偏移值 29，即“a”对应的ASCII码位97，“D”对应的ASCII码为68，相减得到29。 29，即“ 对应的ASCII码位97， 对应的ASCII码为68，相减得到29。 编写程序1：实现恺撒密码加密单词“julus” 编写程序1：实现恺撒密码加密单词“julus”。（上机完成） 编写程序2：实现解密，将程序1 编写程序2：实现解密，将程序1得到的密文进行解密。（上机完成） 【8】、简述PGP加密技术的应用。 、简述PGP加密技术的应用。 【9】、使用PGP软件加密文件，并将与其他人交换密钥。（上机完成） 、使用PGP软件加密文件，并将与其他人交换密钥。（上机完成）
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波分析法，这是因为它具有较好的时频特性、快速计算能力及可并行计算等许 多优点。 • 在第二代小波方法(提升方案)中，可根据用户指定数据特性和分析需要自 行构造小波。数据变换件根据要求完成数据的正向和逆向数据变换。如图1所示 ，描述了某项目所使用的二维数据的正向和逆向小波变换构成。
二、数字水印技术数据变换
四、数字水印信息嵌入 •
密钥
数字水印
信息载体
DWT
TTT
嵌入算法
IDWT
含水印载体
谢谢
一、数字水印技术的核心及原理术
• 数字水印（Digital Watermarking）技术的核心是算法。以印刷打印数字
水印技术为例：在开放的网络环境下，要满足其结果的唯一性，就必须解决印 刷数字水印的隐形性、水印技术的稳健性和水印技术的方法。在目前信号处理中，使用最多的手段是小
二、数字水印技术数据变换
四、数字水印信息嵌入 •
密钥
数字水印
信息载体
DWT
TTT
嵌入算法
IDWT
含水印载体
谢谢
一、数字水印技术的核心及原理术
• 数字水印（Digital Watermarking）技术的核心是算法。以印刷打印数字
水印技术为例：在开放的网络环境下，要满足其结果的唯一性，就必须解决印 刷数字水印的隐形性、水印技术的稳健性和水印技术的方法。在目前信号处理中，使用最多的手段是小