数字水印技术概论
数字水印技术：概念、应用及现状
数字水印技术：概念、应用及现状一、引言随着信息时代的到来，特别是Internet的普及，信息的安全保护问题日益突出。
当前的信息安全技术基本上都以密码学理论为基础，无论采用传统的密钥系统还是公钥系统，其保护方式都是控制文件的存取，即将文件加密成密文，使非法用户不能解读。
但随着计算机处理能力的快速提高，这种通过不断增加密钥长度来提高系统秘密级别的方法变得越来越不安全。
另一方面，多媒体技术已被广泛应用，需要进行加密、认证和版权保护的声像数据也越来越多。
数字化的声像数据从本质上说就是数字信号，如果对这类数据也采用密码加密方式，则其本身的信号属性就被忽略了。
最近几年，许多研究人员放弃了传统密码学的技术路线，尝试用各种信号处理方法对声像数据进行隐藏加密，并将该技术用于制作多媒体的“数字水印”。
二、认识数字水印数字水印（Digital Watermark）技术是指用信号处理的方法在数字化的多媒体数据中嵌入隐蔽的标记，这种标记通常是不可见的，只有通过专用的检测器或阅读器才能提取。
数字水印是信息隐藏技术的一个重要研究方向。
数字水印技术的基本特性:1. 鲁棒性(robustness)：所谓鲁棒性是指在经历多种无意或有意的信号处理过程后，数字水印仍能保持完整性或仍能被准确鉴别。
可能的信号处理过程包括信道噪声、滤波、数/模与模/数转换、重采样、剪切、位移、尺度变化以及有损压缩编码等。
2.安全性(security):指隐藏算法有较强的抗攻击能力，即它必须能够承受一定程度的人为攻击，而使隐藏信息不会被破坏。
3.透明性(invisibility):利用人类视觉系统或人类听觉系统属性，经过一系列隐藏处理，使目标数据没有明显的降质现象，而隐藏的数据却无法人为地看见或听见。
***典型的数字水印系统模型：图 1为水印信号嵌入模型，其功能是完成将水印信号加入原始数据中；图 2为水印信号检测模型，用以判断某一数据中是否含有指定的水印信号。
数字水印技术概述
这里 , X 代表原始产品 , X 钥。
w
代表含水印产品。
为了提高安全 性, 有时在 嵌入算法 中包含嵌 入密 7) A t 表示对含水印产品 X 的攻击算法, 即 A t : X ! K # ∀X , X = A t ( X , K ∃ )
w a a w a w
( 4)
1
引言
为有效解决信息安全和版权保护问题, 近年来
上 , 水印不仅可以为一维序列, 也可以是二维序列 , 甚至是三维或者高维信号, 这通常要根据载体对象 的维数来确定, 如音频对应一维 , 静止图像对应二 维 , 动态图像对应三维。人们通常用上式表示水印 信号, 对于高维情况, 相当于交高维信号按一定顺 序展成一维形式。水印信号的值域可以是二值形 式 , 如 U = { 0 , 1} , U= { - 1 , 1} 或 U = { - r , r } 或者 是高斯白噪声等其它形式。
于海燕 : 数字水印技术概述
总第 174 期
3) W 为所有可能水印信号 W 的集合。 4) K 代表水印密钥 K 的集合。
P rocess) [ 2] 。将这几个过程表示如下 : 1) WGP: 设计要嵌入到宿主信号中的水印信 号 W 。典型的水印信号依赖于密钥 k 和水印信息 I: W = f 0( I , k ) W 还有可能依赖于要嵌入的宿主数据 X : W = f 0( I , k , X ) 数据 X 一体化。 ( 8) 2) WEP: 设计嵌入方法使水印信号 W 和宿主 ( 7)
[ 1]
2ห้องสมุดไป่ตู้
数字水印系统的基本框架
数字水印处理系统基本框架如图 1 所示。 它可以定 义为九 元体 ( M, X , W , K , G, E m,
数字水印技术
数字水印技术目录一、数字水印技术发展 (2)二、数字水印技术特点 (2)1、隐蔽性 (2)2、鲁棒性 (2)3、抗篡改性 (3)4、水印容量 (3)5、安全性 (3)6、低错误率 (3)三、数字水印技术分类 (3)1、按特性划分 (3)2、按附载的媒体划分 (4)3、按检测过程划分 (4)4、按内容划分 (5)5、按用途划分 (5)6、按隐藏位置划分 (6)7、按透明性划分 (6)四、数字水印技术应用 (6)1、印刷数字水印 (6)2、打印数字水印 (7)3、屏幕数字水印 (8)4、多媒体数字水印 (8)一、数字水印技术发展数字水印（Digital Watermark）一种应用计算机算法嵌入载体文件的保护信息。
数字水印技术，是一种基于内容的、非密码机制的计算机信息隐藏技术。
它是将一些标识信息（即数字水印）直接嵌入数字载体当中（包括多媒体、文档、软件等）或是间接表示（修改特定区域的结构），且不影响原载体的使用价值，也不容易被探知和再次修改。
但可以被生产方识别和辨认。
通过这些隐藏在载体中的信息，可以达到确认内容创建者、购买者、传送隐秘信息或者判断载体是否被篡改等目的。
数字水印是保护信息安全、实现防伪溯源、版权保护的有效办法，是信息隐藏技术研究领域的重要分支和研究方向。
二、数字水印技术特点1、隐蔽性也称不可感知性，即对于不可见水印处理系统，水印嵌入算法不应产生可感知的数据修改，也就是水印在通常的视觉条件下应该是不可见的，水印的存在不会影响作品的视觉效果。
2、鲁棒性水印必须很难去掉(希望不可能去掉)，当然在理论上任何水印都可以去掉，只要对水印的嵌入过程有足够的了解，但是如果对水印的嵌入只是部分了解的话，任何破坏或消除水印的企图都应导致载体严重的降质而不可用。
3、抗篡改性与抗毁坏的鲁棒性不同，抗篡改性是指水印一旦嵌入到载体中，攻击者就很难改变或伪造。
鲁棒性要求高的应用，通常也需要很强的抗篡改性。
在版权保护中，要达到好的抗窜改性是比较困难的。
数字水印技术：原理、算法与应用研究
数字水印技术：原理、算法与应用研究第一章引言1.1 研究背景数字水印技术是一种将特定信息嵌入到数字媒体中的技术，它可以用于版权保护、内容认证、数据追踪等方面。
随着数字媒体的广泛应用，数字水印技术也得到了越来越多的关注和研究。
1.2 研究目的本文旨在介绍数字水印技术的原理、算法和应用研究，帮助读者了解数字水印技术的基本概念和工作原理，并探讨数字水印技术在各个领域中的应用。
第二章数字水印技术的原理2.1 数字水印的定义数字水印是指将特定信息嵌入到数字媒体中，并且这种嵌入是不可察觉的。
数字水印可以分为可见水印和不可见水印两种类型。
2.2 数字水印的分类根据嵌入的信息类型，数字水印可以分为同步水印和异步水印。
同步水印是将特定信息嵌入到数字媒体的某个特定位置，而异步水印是通过算法将特定信息嵌入到数字媒体中。
2.3 数字水印的嵌入与提取过程数字水印的嵌入过程包括特定信息的选择、特定信息的嵌入和嵌入位置的选择等步骤。
数字水印的提取过程包括水印的检测和水印的提取两个步骤。
第三章数字水印技术的算法3.1 空域水印算法空域水印算法是将数字水印直接嵌入到像素值中的算法。
常用的空域水印算法有LSB算法、块迭代算法等。
3.2 变换域水印算法变换域水印算法是在数字媒体的变换域中嵌入水印的算法。
常用的变换域水印算法有DCT算法、小波变换算法等。
3.3 混合域水印算法混合域水印算法是将空域水印和变换域水印结合起来的算法。
常用的混合域水印算法有伪随机数算法、混合素数算法等。
第四章数字水印技术的应用研究4.1 版权保护数字水印技术可以用于版权保护，可以嵌入版权信息到数字媒体中，以防止盗版和非法传播。
4.2 内容认证数字水印技术可以用于内容认证，可以验证数字媒体的完整性和真实性，以防止内容被篡改和伪造。
4.3 数据追踪数字水印技术可以用于数据追踪，可以追踪数字媒体的传播路径和使用情况，以提供数据分析和监控。
第五章数字水印技术的挑战与展望5.1 水印容量和可靠性数字水印技术在提高水印容量的同时，也需要保证水印的可靠性，即水印在传输过程中不受损失和篡改。
数字水印概述we
第一章数字水印概述随着Internet和数字技术的发展，各种形式的数字作品纷纷以网络形式发表，然而数字作品的便利性和不安全性是并存的。
它可以低成本、高速度地被复制、传播和公开。
盗版者正是利用这些途径侵犯数字产品制造商和用户的合法权利和利益。
数字水印技术就在这种应用要求下迅速发展起来。
这是一种有效的数字产品版权保护和数据安全维护技术，是信息隐藏技术领域的一个重要分支。
数字水印技术是指将特定的信息嵌入数字信号中，数字信号可能是音频、图片或是影片等。
若要拷贝有数字水印的信号，所嵌入的信息也会一并被拷贝。
可以用于判别对象是否受到保护，监视被保护数据的传播，鉴别真伪，解决版权纠纷并为法庭提供认证证据。
1.1数字水印系统的基本框架一个典型的数字水印系统由嵌入器和检测器组成。
嵌入器至少具有两个输入量：一个是原始信息，它通过适当的变换后作为待嵌入的水印信号；另一个就是要在其中嵌入水印的载体作品。
水印嵌入器的输出结果为含水印的载体作品。
它通常用于传输和转录，之后这件作品或另一件未经过这个嵌入器的作品可作为水印检测器的输出量。
大多数检测器试图尽可能地判断出水印存在与否。
若存在，则输出为所嵌入的水印信号。
图1-1给出了数字水印处理系统基本框架的详细示意图。
它可以定义为九元体（M, X, W, K, G, Em, At, D, Ex）,分别定义如下：1、M代表所有可能原始信息的集合；2、X代表所要保护的数字产品x的集合，即内容；3、W代表所有可能水印信号w的集合；4、K代表水印密钥k的集合；5、G代表利用原始信息m、密钥k和原始数字产品x共同生成水印的算法，即G：M×X×K→W，w=G（m, x, K）需要说明的是，原始数字产品不一定参与水印的生成过程，因此图1-1中用细线表示。
6、Em表示将水印w嵌入数字产品x中的嵌入算法，即Em: X×W→X, x w=Em(x, w)这里，x代表原始，x w代表含水印产品，为提高安全性，有时在嵌入算法中包含嵌入密钥。
ok 第2章 数字水印技术概述
得G(X,K)=W， 则称水印W是有效的。
(4) 不可逆性： 函数W=G(X,K)应该是不可逆的， 即K不能根据W和函数G逆推出来。
第2章 数字水印技术概述
(5) 产品依赖性： 在相同的密钥条件下， 当水印 算子G用在不同的产品时， 应该产生不同的水印信号。
(6) 多重水印： 通常对已嵌入水印信号的产品用另
第2章 数字水印技术概述
第2章 数字水印技术概述
2.1 研究背景 2.2 数字水印基本框架
2.3 数字水印的分类及特性
2.4 数字水印的主要应用领域
2.5 数字水印技术研究的历史
2.6 小结
第2章 数字水印技术概述
2.1 研究背景
1. 数字作品的知识产权保护 数字作品(如电脑美术、 扫描图像、 数字音乐、 视频、 三维动画)的版权保护是当前的热点问题， 而 对数字作品的版权保护可能是水印最主要的应用。 由 于数字作品的拷贝、 修改非常容易， 而且可以做到与
第2章 数字水印技术概述
(1) 感知相似性： 设数字产品X,Y∈X, 则符号X~Y
表示X和Y具有相同的感知形式。 (2) 水印等价性： 若水印W1和W2满足
D(X，W1)=1D(X,W2)=1
(2 - 6)
第2章 数字水印技术概述
水印处理系统的基本框架必须满足一些特定的条 件, 以便形成一套适用于版权保护和产品内容鉴定的值 得信赖的根据， 这些基本条件是： (1) 不可感知性： 对于不可见水印处理系统， 水 印嵌入算法不应产生可感知的数据修改，也就是加水
ˆ d} W { (k ) | U , k W
(2 - 1)
第2章 数字水印技术概述
水印处理系统的基本框架可以定义为六元体(X, W,
数字水印技术在图像版权保护中的应用
数字水印技术在图像版权保护中的应用随着数字时代的到来，图像的版权问题愈加突显。
为了解决这个问题，数字水印技术应运而生，成为一种非常有效的图像版权保护手段。
本文将从数字水印技术的基础概念、技术实现、应用场景及其发展前景四个方面，详细阐述数字水印技术在图像版权保护中的应用。
一、数字水印技术的基础概念数字水印（Digital Watermark）是一种不可见的、可嵌入到数字媒体中的信息。
数字水印不影响数字媒体的可视化质量，但可从中提取出被嵌入的信息。
数字水印技术应用广泛，除了在图像版权保护中，它还在音频、视频、文本等领域都有应用。
数字水印技术的基本原理是把需要嵌入的信息采用特定算法转变为一串数字序列，然后将其嵌入到数字媒体中。
数字水印必须满足一定的安全性、鲁棒性、透明性等特征。
其中安全性是保证数字水印信息不被未授权的使用者破解和篡改。
鲁棒性是指数字水印信息在经过常见的攻击（如压缩、剪裁、旋转、增加噪声等）后，仍能被较好地提取出来。
透明性是指数字水印信息不影响原始数字媒体的质量，同时被嵌入到数字媒体中的数字水印信息对人眼来说也是不可见的。
二、数字水印技术的实现方式数字水印技术的实现方式有许多种，其中最常见的是频域和空域水印嵌入技术。
1. 频域数字水印技术频域数字水印技术是将水印嵌入到原始数字图像的频域（如离散余弦变换DCT）中。
通过将水印嵌入到频域中进行嵌入，不仅可以增加数字水印的鲁棒性，还可以避免数字水印对原图像的可视性影响。
2. 空域数字水印技术空域数字水印技术是将水印嵌入到原始数字图像的像素值中。
空域数字水印技术分为直接序列嵌入技术和感知模型嵌入技术。
其中，直接序列嵌入技术是将数字水印按照一定的规则嵌入到原始图像像素中，而感知模型嵌入技术则是通过建立感知模型来嵌入数字水印。
三、数字水印技术的应用场景数字水印技术的应用场景非常广泛，其中最常见的是版权保护。
数字水印技术可以很好地解决图像被盗用和篡改的问题。
数字水印技术概论
数字水印技术概论【摘要】本文就数字水印科学保护技术展开探讨，通过原理定义论述、领域背景介绍与应用探讨，明晰了技术核心应用价值。
对促进数字水印技术的继续深化拓展，发挥对电子信息相关数据产品的可靠安全保护职能，有积极有效的促进作用。
【关键词】数字水印;应用;保护0.前言信息时代，各类信息化数字技术扩充发展，针对丰富数字信息的安全保护需求也日益扩充。
基于数字文档可方便快捷的复制、篡改与盗取，因而令其产权保护面临一定困难。
同时数字图像具有一定适应性特征，可供用户任意设计更新并为己所用。
为此应科学探究一种良好的数据可靠加密保护技术，进而有效应对不良信息篡改、窃取、盗用问题。
本文基于这一目标引入水印数字技术探讨，该技术通过印记图形加密有效保护版权信息，形成印记图形同原始保持一致，基于一定标准形成水印图像，进而探究非法复制信息、相关违规产品的不良流通应用。
该技术核心特征在于潜入模式，是通过视觉设想推理阐释实效的科学方式。
1.数字水印技术概述1.1数字水印技术原理内涵数字水印技术是一类进行数据产品安全保护、信息内容科学检测，通过嵌入模式将相关序列代码或用户定义标识引入信息中，并可基于相关算法进行水印提取，进而实施保护信息版权检验的科学技术方式。
可有效维护产权人享有的产品版权利益，杜绝非法盗版问题。
数字水印技术所保护的对象可以是媒体，数据文档、工具软件、视频音频资料、信息图像等丰富内容，包括生成水印、相关嵌入过程、综合信息测试与提取水印等实践环节。
数字水印核心原理在于通过针对宿主进行标识信息嵌入形成水印，令其具备无法感知的良好属性，进而确保信息数据安全性。
同时需要遵循相应感知规则，令水印信息具有充分冗余性，即可通过分段数据实现恢复。
1.2数字水印具体类别数字水印基于出发点各异性，令其种类划分各不相同，并体现了一定的联系渗透属性。
依据水印特征，可将其划分成健壮与脆弱水印。
前者可服务于数字作品资源中进行著作权相应表述，通过水印嵌入可满足综合编辑实践需求。
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数字水印技术概论
0. 前言
信息时代，各类信息化数字技术扩充发展，针对丰富数字信
息的安全保护需求也日益扩充。
基于数字文档可方便快捷的复制、篡改与盗取，因而令其产权保护面临一定困难。
同时数字图像具有一定适应性特征，可供用户任意设计更新并为己所用。
为此应科学探究一种良好的数据可靠加密保护技术，进而有效应对不良信息篡改、窃取、盗用问题。
本文基于这一目标引入水印数字技术探讨，该技术通过印记图形加密有效保护版权信息，形成印记图形同原始保持一致，基于一定标准形成水印图像，进而探究非法复制信息、相关违规产品的不良流通应用。
该技术核心特征在于潜入模式，是通过视觉设想推理阐释实效的科学方式。
1.数字水印技术概述
1.1数字水印技术原理内涵数字水印技术是一类进行数据产品安全保护、信息内容科学检测，通过嵌入模式将相关序列代码或用户定义标识引入信息中，并可基于相关算法进行水印提取，进而实施保护信息版权检验的科学技术方式。
可有效维护产权人享有的产品版权利益，杜绝非法盗版问题。
数字水印技术所保护的对象可以是媒体，数据文档、工具软件、视频音频资料、信息图像等丰富内容，包括生成水印、相关嵌入过程、综合信息测试与提取水印等实践环节。
数字水印核心原理在于通过针对宿主进行标识信息嵌入形成水印，令其具备无法感知的良好属性，进而确保信息数据安全性。
同时需要遵循相应感知规则，令水印信息具有充分冗余性，即可通过分段数据实现恢复。
1.2数字水印具体类别
基于水印不同内容，可将数字水印定义为有意义以及无意义形式。
前者即水印自身同时代表数字图像或音频数据编码，而后者则仅仅代表序列号。
1.3数字水印技术服务应用领域数字水印技术基于优质属性、科学原理，在数字化、信息化社会建设与市场经济发展中体现了较大的应用潜能，可在电子商务领域、多媒体技术服务、广播媒介中发挥综合优势。
数字水印技术具备良好的版权保护功能，基于来源信息与版权内容嵌入，有效预防不良侵权行为，体现良好安全的版权保护能效，当然其实践应用对数字水印提出了显著的鲁棒性要求。
同时，数字水印技术科有效实现盗版跟踪，通过在合法拷贝中嵌入相应数字指纹信息，进行非法拷贝检测，可通过指纹信息恢复明确操作源头，进而有效抵御盗版侵权行为。
通过数字水印应用可进行图像认证，实施数据信息变更测试，利用水印满足认证需求。
对于各类较易篡改伪造的机打票据，可应用数字水印技术进行防伪跟踪，针对打印机图像输出，将其可识别序列号加入，进而形成良好的防伪跟踪处理。
数字水印技术还可实现优质拷贝保护应用，可引入DVD系统，基于拷贝信息明确相关水印数据是否应进行重复播放或实施拷贝。
1.4数字水印技术实践应用前景
网络技术的普及应用与多媒体手段的扩充服务发展，令各行业现代化建设水平显著提升，同时也相继引发了军事政治与文化经济相关安全问题，形成了信息化社会发展研究的新一轮探究热点问题。
在数字产品领域，首要探究问题便在于如何对知识产权进行有效保护，令产品所有者享有合法权益，不会受到不合法产品应用侵犯，杜绝信息恶意篡改不良问题。
为此，可科学引入数字水印技术，在对原有作品整体性进行维护的同时，实现版权信息的全面合法控制目标。
当前，该领域中，数字水印技术实现了初步应用，并创建了数字图书馆工具水印数字功能。
Photoshop 软件也引入数字水印技术插件，提升了保护能效。
当然，纵观市场应用发展，该技术拓展研究并不十分成熟，较易遭到攻击者不良破坏与破译，因此还需要不断的持续探索，方能激发其核心应用价值功能。
伴随图像设备的高清晰、优质性建设发展，其打印形成的票
据形式丰富多样，从另一侧面则给造假人员提供了便利性，令票据伪造篡改行为难于发现辨认。
为此，应科学引入数字水印校验技术，通过水印验证，判别票据信息真伪性。
同时，基于电子商务领域的扩充发展，较多过度电子信息文件产生，例如，各类扫描纸质文件票据的电子图像信息等。
虽然当前相关网络安全应用维护技术已发展应用的相对健全成熟，然而各类电子票据仍然要通过非密码进行核准验证。
为此，可利用数字水印形成票据隐蔽认证标识，进而有效提升其伪造篡改操作难度，
构建安全有效的票据应用、流通环境。
标识数据相关信息，体现了显著的保密价值，倘若欠缺标识，一些数据不能体现良好的应用功能。
为此，对该类重要标记应进行有效保护，可通过数字水印隐藏保护模式，令其有效隐蔽，并与特殊配套阅读工具一并应用。
这样一来，将有效提升信息标识保密性，该技术方式，在遥感图像领域已实现了良好应用。
1.5数字水印技术展望
基于数字水印技术应用优势，人们深入探究，并促进该技术
日益完善，同时在实践探索阶段中，其仍然包含较多需要解决的重要问题。
首先，数字水印技术还需要深入的算法与理论模型研究，进而构建整套理论科学体系，令水印结构、具体检测策略、嵌入方案、水平测试更加科学标准。
同时，数字水印技术研究应有效融合密码学，渗透密码、密钥，进而提升其安全保护性能，创建数据综合安全防护体系。
他类研究领域专精技术也应逐步渗透至数字水印技术研究领域中，进而进一步扩充该技术思想，丰富理论形态。
例如引入神经网络、混沌、模糊控制相关技术理论等，扩充数字水印技术研究范畴，提升其核心价值功能。
未来发展实践中，数字水印技术研发应注重提升算法鲁棒性，引入多媒体模式，令其体现良好的安全应用效能，进而进一步优化更新水印算法，激发其优质商业功能并提升可信水平。
2. 数字水印技术实现数字水印技术应用实现涵盖空间域及变换域主体方式。
前者实现算法相对便捷高效，且操作容易，对图像
与水印可全部恢复，因此可满足某类特殊应用需求。
变换域实现方式通过将丰富比特数据嵌入进而完善探究评估，通过系数值更新进行数字水印相关内容隐蔽。
该实现方式可确保水印隐蔽不可见，并可基于人们视觉感官特征，便捷、高效的实施水印编码。
3. 总结总之，数字水印技术是当前人们逐步重视的核心研究方向，其同信息隐蔽、安全防护、密码技术等学科领域联系紧密。
尤其基于网络平台与数字化技术的快速发展，数字水印技术的应用拓展更加体现了显著价值。
针对当前数字水印技术应用发展中存在的抑制攻击效能有限、相关标准创设不全面、法律法规体制不健全、保护方式研发不深入等弊端缺陷，我们只有继续深化发展，明晰技术原理、发展应用前景、具体实现方式，才能真正推进数字水印技术应用实践的不断完善，进而激发其核心效用价值，真正营造安全、可靠的数字化技术发展应用氛围。
[ 科]。