数字水印攻击方法156页PPT
数字水印攻击实验
1
一、实验目的：
(1)掌握数字水印攻击的原理；
(2)熟悉木马攻击的基本过程及危害。
二、实验内容以及步骤：
1、LSB图像数字水印算法嵌入、提取与攻击
（1）选择bmp格式的图片作为水印的载体，并选取好要隐含的信息文件
（2）生成嵌入水印后的图像，并与原图象对比 2
（3）运用LSB算法提取图像中的水印信息
（4）输入错误密码提取信息，出现乱码，与原隐含信息不符 3
（5）输入正确密码提取的隐含信息与原信息对比，与原嵌入信息一致
（5）对嵌入水印后的图像进行攻击 4
（7）攻击后再次谁水印图像进行提取隐含信息
攻击后隐含信息与原隐含信息不符合，出现乱码
5 2、DCT图像数字水印算法嵌入、提取与攻击
（1）用DCT算法对图像进行水印嵌入
（2）嵌入水印前后图像对比
（3）提取水印信息 6
（4）对DCT算法生成的水印图像进行攻击
（5）攻击后再次提取隐含信息，出现乱码 7
三、思考题：
1、思考木马攻击的基本过程
答：木马攻击一般过程：从本质上看，木马都是网络客户/服务模式，它分为客户端和服务端，其原理是一台主机提供服务，另一台主机接受服务，作为服务器的主机一般都会打开一个默认的端口进行监听。如果有客户机向服务器的这一端口提出连接请求，服务器上的响应程序就会自动运行，来应答客户机的请求。这个程序被称为守护进程。从进程上看大致可分为六步：
1、木马的配置
2、木马的传播
3、木马的自启动
4、木马的信息泄露
5、建立连接
6、远程控制
四、实验总结：
1、在此次试验中，我们学会运动LSB算法和DCT算法对图像进行水印加密，提取隐含信息，水印攻击等应用。还学习了一下木马攻击的基本过程
2、在此次试验中，我们没有遇到大的问题，只是在进行不同算法水印的时候进行对比，看两种算法有何不同
3、试验中我们不但要懂得如何操作，要知其然，更要知其所以然，懂得试验的原理和步骤。
数字水印技术
第 1 页 共 9 页 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 第 2 页 共 9 页 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 第 3 页 共 9 页 性是比较困难的。 4、水印容量 嵌入的水印信息必须足以表示多媒体内容的创建者或所有者的标志信息，或是购买者的序列号。这样在发生版权纠纷时，创建者或所有者的信息用于标示数据的版权所有者，而序列号用于标示违反协议而为盗版提供多媒体数据的用户。 5、安全性 应确保嵌入信息的保密性和较低的误检测率。水印可以是任何形式的数据，比如数值、文本、图像等。所有的水印都包含一个水印嵌入系统和水印恢复系统。 6、低错误率 即使在不受攻击或者无信号失真的情况下，也要求不能检测到水印(漏检、false-negative) 以及不存在水印的情况下，检测到水印(虚检、false - positive) 的概率必须非常小。 三、数字水印技术分类 1、按特性划分 按水印的特性可以将数字水印分为鲁棒数字水印和脆弱数字水印两类。 鲁棒水印(Robust Watermarking)主要用于在数字作品中标识著作权信息，利用这种水印技术在多媒体内容的数据中嵌入创建者、所有者的标示信息，或者嵌入购买者的标示（即序列号）。在发生版权纠纷时，创建者或所有者的信息用于标示数据的版权所有者，而序列 第 4 页 共 9 页 号用于追踪违反协议而为盗版提供多媒体数据的用户。用于版权保护的数字水印要求有很强的鲁棒性和安全性，除了要求在一般图像处理（如：滤波、加噪声、替换、压缩等）中生存外，还需能抵抗一些恶意攻击。 脆弱水印（Fragile Watermarking），与鲁棒水印的要求相反，脆弱数字水印主要用于完整性保护和认证，这种水印同样是在内容数据中嵌入不可见的信息。当内容发生改变时，这些水印信息会发生相应的改变，从而可以鉴定原始数据是否被篡改。根据脆弱水印的应用范围，脆弱水印又可分为选择性和非选择性脆弱水印。非选择性脆弱水印能够鉴别出比特位的任意变化，选择性脆弱水印能够根据应用范围选择对某些变化敏感。例如，图像的选择性脆弱水印可以实现对同一幅图像的不同格式转换不敏感，而对图像内容本身的处理（如：滤波、加噪声、替换、压缩等）又有较强的敏感性，即：既允许一定程度的失真，又要能将特定的失真情况探测出来。 2、按附载的媒体划分 按水印所附载的媒体，我们可以将数字水印划分为图像水印、音频水印、视频水印、文本水印以及用于三维网格模型的网格水印等。随着数字技术的发展，会有更多种类的数字媒体出现，同时也会产生相应的水印技术。 3、按检测过程划分 按水印的检测过程可以将数字水印划分为盲水印和非盲水印。非盲水印在检测过程中需要原始数据或者预留信息，而盲水印的检测不需要任何原始数据和辅助信息。一般来说，非盲水印的鲁棒性比较强，但其应用需要原始数据的辅助而受到限制。盲水印的实用性强，应用范围广。非盲水印中，新出现的半盲水印能够以少量的存储代价换来更低的误检率、漏检 第 5 页 共 9 页 率，提高水印算法的性能。目前学术界研究的数字水印大多数是盲水印或者半盲水印。 4、按内容划分 按数字水印的内容可以将水印划分为有意义水印和无意义水印。有意义水印是指水印本身也是某个数字图像（如商标图像）或数字音频片段的编码；无意义水印则只对应于一个序列。有意义水印的优势在于，如果由于受到攻击或其他原因致使解码后的水印破损，人们仍然可以通过视觉观察确认是否有水印。但对于无意义水印来说，如果解码后的水印序列有若干码元错误，则只能通过统计决策来确定信号中是否含有水印。 5、按用途划分 不同的应用需求造就了不同的水印技术。按水印的用途，我们可以将数字水印划分为票证防伪水印、版权保护水印、篡改提示水印和隐蔽标识水印。 票证防伪水印是一类比较特殊的水印，主要用于打印票据和电子票据、各种证件的防伪。一般来说，伪币的制造者不可能对票据图像进行过多的修改，所以，诸如尺度变换等信号编辑操作是不用考虑的。但另一方面，人们必须考虑票据破损、图案模糊等情形，而且考虑到快速检测的要求，用于票证防伪的数字水印算法不能太复杂。 版权标识水印是目前研究最多的一类数字水印。数字作品既是商品又是知识作品，这种双重性决定了版权标识水印主要强调隐蔽性和鲁棒性，而对数据量的要求相对较小。 篡改提示水印是一种脆弱水印，其目的是标识原文件信号的完整性和真实性。 隐蔽标识水印的目的是将保密数据的重要标注隐藏起来，限制非法用户对保密数据的使用。 第 6 页 共 9 页 6、按隐藏位置划分 按数字水印的隐藏位置，我们可以将其划分为时（空）域数字水印、频域数字水印、时/频域数字水印和时间/尺度域数字水印。 时（空）域数字水印是直接在信号空间上叠加水印信息，而频域数字水印、时/频域数字水印和时间/尺度域数字水印则分别是在DCT变换域、时/ 频变换域和小波变换域上隐藏水印。 随着数字水印技术的发展，各种水印算法层出不穷，水印的隐藏位置也不再局限于上述四种。应该说，只要构成一种信号变换，就有可能在其变换空间上隐藏水印。 7、按透明性划分 按数字水印是否透明的性质，可分为可见水印和不可见水印两种。可见水印就是人眼能看见的水印，比如照片上标记的拍照的日期或者电视频道上的标识等。不可见水印就是人类视觉系统难以感知的，也是当前数字水印领域关注比较多的。 四、数字水印技术应用 1、印刷数字水印 一种特殊的数字水印技术，采用印刷机印刷输出，是向用于印刷输出的印刷品设计图内容中嵌入文字或图像信息，用于防伪溯源与版权保护的技术。 技术特点： 个性化——可根据客户需求，设定水印内容和类型； 易识别——能实现人工或通用设备快速、客观、准确的现场和远程识别； 易实施——不改变印刷设备，工艺流程，耗材和印刷效果； 第 7 页 共 9 页 兼容性强——可兼容各类系统； 防伪性能强——无成功攻击记录，可达到防伪的惟一性和不可仿制性。 代表产品：防伪标签、防伪包装、防伪证书、防伪票据等；主要解决防伪溯源的问题。 主要应用群体：省部级政府部门、大中企业、各大院校、烟酒厂商、出版社、特殊工艺商品厂商。 2、打印数字水印 打印纸质文档通过打印数字水印系统可隐藏任意自定义动态数字水印信息；其信息不能用肉眼辨识，只能通过特殊的数字水印手机APP或扫描仪加专用提取软件实现现场和远程提取、识别认证； 数字水印可分为可见与不可见、离散与非离散数字水印；支持所有品牌喷墨、激光打印机；防伪溯源性能极强。 技术特点 防伪造换页——防止对文件内页造假（包括复印修改、扫描PS）调换； 防篡改——防止对文件内容的非法修改（包括复印修改、扫描PS）； 易识别——若有伪造换页、内容篡改，能实现人工或通用设备快速、客观、准确现场或远程识别； 使用方便——支持彩色激光、喷墨打印，支持数字印章生成和省略盖骑缝章的非安全与繁琐程序； 兼容性强——支持多种系统集成的模块、子系统或独立软件；支持不同品牌、不同类型打印机、扫描仪兼容；支持多种印刷模式。 代表产品：文印防伪溯源系统、证卡打印防伪系统、数字印刷防伪系统等；主要解决防伪溯源和信息问题。
水印嵌入容量分析及攻击方式
水印嵌入容量分析及攻击方式
第一篇：水印嵌入容量分析及攻击方式
影响图像数字水印的重要参数
为了说明影响水印的一些重要参数, 我 们有必要先了解一般的水印嵌入和检测方 案。
图1 说明了水印的嵌入过程。假定一幅 图像I, 水印W 和随机的密钥K, 嵌入过程可 以定义如下的映射公式: I×K×W →I ∧
。图2 说明了水印的检测过程, 它的输出要么是提 取出的水印W ′,
要么是能说明被测试的图像 中是否存在指定的水印。图2 数字水印检测
各种水印系统按其检测水印时的输入输 出可以分为:(1)私有水印系统 检测水印时需要原
始图像, 它可以分为两种类型, É 类型能在测 试图像中提取水印W ′(即: I×I ∧ ×K→W ′), Ê 类型说明测试图像中是否存在某一水印
(即: I×I ∧
×K×W →{0, 1})。由于这种水印
方案只传递很小的水印信息, 且检测时要求 访问原始图像, 因此比其它的水印方案鲁棒 性强。
(2)私有水印 检测水印时不需要原始
图像, 但能说明测试图像中是否存在某一水 印(即: I×K×W →{0,
1})。这种水印方案可 以在法庭上证明产品的所有权及版权控制(如用户在使用DVD 时需要知道某一内容 能否播放), 现在提出的大多数水印方案都可 以归为此类。
(3)半公开水印 检测水印时需要一个
依赖于原始图像的密钥, 这种水印一般不认 为是公开的, 它的应用范围受到了较大的限 制。
(4)公开水印(盲水印)由于检测时既 不需要原始图像I 也不需要嵌入的水印W , 但能从测试图像中提取出nbits 的信息(即: I ×K→W ′),
它的研究是一个富有挑战性和应 用广泛的课题。各种不同的水印系统最重要的性能是鲁 棒性(抵御各种无意或有意去除图像中所嵌 入水印的能力), 而鲁棒性主要依赖于以下几 个重要参数: a1 嵌入信息的数量
这是一个重要的
参数, 因为它直接影响水印的鲁棒性。对同一 种水印方法而言, 要嵌入的信息越多, 水印的 鲁棒性越差。
数字水印
数字水印
数字水印被视做抵抗多媒体盗版的“最后一道防线”。因此从水印技术自身来说，它具有广泛的应用前景和巨大的经济价值。 当今社会的发展已经呈现两个明显的特征：数字化和网络化。数字化指的是信息的存储形式，特点是信息存储量大、便于编辑和复制；网络化指的是信息的传输形式，具有速度快、分布广的优点。过去10年，数字媒体信息的使用和分布呈爆炸性的增长。人们通过互联网可以快捷方便地获得数字信息和在线服务。但同时，盗版也变得更加容易，对数字内容的管理和保护成为业界迫切需要解决的问题。 数字信息在本质上有别于模拟信息，传统的保护模拟信息的方案对数字信息已不再奏效。再加上一些具有通用目的的处理器，如PC机，使得那些基于硬件的媒体保护方案很容易被攻破。而通常采用的加密技术事实上只能在信息从发送者到接受者的传输过程中保护媒体的内容。在信息被接收到以后，再利用的过程中所有的数据对使用者都是透明的，不再受到任何保护。在这一形势下，数字水印作为一种潜在的解决方案，得到了众多学者的青睐。 数字水印的基本思想是在原始媒体数据中，如音频、视频、图像等，隐藏具有一定意义的附加信息作为标记，这些信息与原始数据紧密结合，并随之一起被传输。在接收端，通过计算机水印信号被提取出来用于各种目的，可能的应用包括数字签名、数字指纹、广播监视、内容认证、拷贝控制和秘密通信等。数字水印被视做抵抗多媒体盗版的“最后一道防线”。因此从水印技术自身来说，它具有广泛的应用前景和巨大的经济价值。 数字水印的一般框架图 数字水印的基本框架 一个典型的水印系统由嵌入器和检测器组成，如图所示。嵌入器（式（1））根据要传送的信息M生成真正的水印信号，并把它隐藏到媒体数据x中，得到含水印的信号y。为了安全起见，水印信号的生成通常依赖于密钥K。 y经过传输网络可能会有一定的信息损失，到达检测器端变成y′，这段通道对于嵌入器和检测器来说都是不可控、不可知的，可以称其为攻击通道（attack channel）。检测器负责从y′中提取信息，如式（2）。对于不需要宿主信号的检测，我们称为盲水印（blind watermarking），相反称为非盲水印（non-blind watermarking）。由于应用的需求，盲水印一直是研究的主流。 数字水印的特性 数字水印的思想虽然简单，但是要达到应用的目的，就必须满足一定的性能指标，其中相对重要的特性包括： ● 保真性（fidelity）：又常称为不可见性，指的是水印嵌入导致宿主信号质量变化的程度。鉴于宿主信号多是多媒体数据供人们观赏，水印应具有很高的保真性，同时又增加了水印自身的安全。 ● 鲁棒性（robustness）：是指水印在媒体数据编辑、处理过程中的生存能力。媒体数据的各种操作会导致宿主信号信息损失，从而破坏水印完整性，像压缩、滤波、加噪、剪切、缩放和旋转等，也包括一些恶意的攻击。
数字水印 2
数字水印
数字水印被视做抵抗多媒体盗版的“最后一道防线”。因此从水印技术自身来说，它具有广泛的应用前景和巨大的经济价值。 当今社会的发展已经呈现两个明显的特征：数字化和网络化。数字化指的是信息的存储形式，特点是信息存储量大、便于编辑和复制；网络化指的是信息的传输形式，具有速度快、分布广的优点。过去10年，数字媒体信息的使用和分布呈爆炸性的增长。人们通过互联网可以快捷方便地获得数字信息和在线服务。但同时，盗版也变得更加容易，对数字内容的管理和保护成为业界迫切需要解决的问题。 数字信息在本质上有别于模拟信息，传统的保护模拟信息的方案对数字信息已不再奏效。再加上一些具有通用目的的处理器，如PC机，使得那些基于硬件的媒体保护方案很容易被攻破。而通常采用的加密技术事实上只能在信息从发送者到接受者的传输过程中保护媒体的内容。在信息被接收到以后，再利用的过程中所有的数据对使用者都是透明的，不再受到任何保护。在这一形势下，数字水印作为一种潜在的解决方案，得到了众多学者的青睐。 数字水印的基本思想是在原始媒体数据中，如音频、视频、图像等，隐藏具有一定意义的附加信息作为标记，这些信息与原始数据紧密结合，并随之一起被传输。在接收端，通过计算机水印信号被提取出来用于各种目的，可能的应用包括数字签名、数字指纹、广播监视、内容认证、拷贝控制和秘密通信等。数字水印被视做抵抗多媒体盗版的“最后一道防线”。因此从水印技术自身来说，它具有广泛的应用前景和巨大的经济价值。 数字水印的一般框架图 数字水印的基本框架 一个典型的水印系统由嵌入器和检测器组成，如图所示。嵌入器（式（1））根据要传送的信息M生成真正的水印信号，并把它隐藏到媒体数据x中，得到含水印的信号y。为了安全起见，水印信号的生成通常依赖于密钥K。 y经过传输网络可能会有一定的信息损失，到达检测器端变成y′，这段通道对于嵌入器和检测器来说都是不可控、不可知的，可以称其为攻击通道（attack channel）。检测器负责从y′中提取信息，如式（2）。对于不需要宿主信号的检测，我们称为盲水印（blind watermarking），相反称为非盲水印（non-blind watermarking）。由于应用的需求，盲水印一直是研究的主流。 数字水印的特性 数字水印的思想虽然简单，但是要达到应用的目的，就必须满足一定的性能指标，其中相对重要的特性包括： ● 保真性（fidelity）：又常称为不可见性，指的是水印嵌入导致宿主信号质量变化的程度。鉴于宿主信号多是多媒体数据供人们观赏，水印应具有很高的保真性，同时又增加了水印自身的安全。 ● 鲁棒性（robustness）：是指水印在媒体数据编辑、处理过程中的生存能力。媒体数据的各种操作会导致宿主信号信息损失，从而破坏水印完整性，像压缩、滤波、加噪、剪切、缩放和旋转等，也包括一些恶意的攻击。
3数字水印攻击实验
计算机科学与工程学院学生实验报告
学号
专业 计算机科学与技术
班级
姓名
课程名称 信息安全实验 课程类型 专业限选实验
实验名称
数字水印攻击
一、实验目的
LSB/DCT图像数字水印算法嵌入
LSB/DCT图像数字水印算法提取
数字水印攻击
二、实验环境介绍
ISES客户端
注：请将信息隐藏测试载体放在指定目录下：C:\ISES
三、实验原理
一、 数字水印技术
(一) 数字水印概述
数字水印技术是指在数字化的数据内容中嵌入不明显的记号。被嵌入的记号通常是不可见或不可察觉的，但是通过一些计算操作可以被检测或被提取。水印与原数据(如图像、音频、视频数据)紧密结合并隐藏其中，成为不可分离的一部分。
所有嵌入水印的方法都包含两个基本的构造模块：水印嵌入系统和水印恢复系统。
(1) 水印嵌入系统的输入为：水印、载体数据和一个可选的公钥或私钥。水印可以是任何形式的数据，比如数值、文本、图像等。密钥可用来加强安全性，以避免未授权方恢复和修改水印。当水印与私钥或公钥结合时，嵌入水印的技术通常分别称为秘密水印技术和公开水印技术。水印系统的输出称为加入了水印的数据。水印嵌入方案如图4.1.8-1所示。
图4.1.8-1数字水印嵌入方案
(2) 水印恢复系统的输入为：已经嵌入水印的数据、私钥或公钥、原始数据或原始水印(取决于添加水印的方法)，输出的是水印W，或者某种可信度的值，它表明了所考查数据中存在给定水印的可能性。水印恢复方案如图4.1.8-2所示。
图4.1.8-2数字水印恢复方案
(二) 常用实现方法
目前提出的数字水印嵌入方法基本分为两类：基于空间域和基于变换域的方法。
(1) 空间域数字水印是直接在声音、图像或视频等信号空间上叠加水印信息。本实验中的最低有效位算法(LSB)就是比较常用的一种技术。
LSB算法是最早提出的一种典型的空间域信息隐藏方法。它具体的实现方法在之前的LSB图像信息隐藏实验中曾经做过介绍，在此就不再累述。
数字水印技术的攻击方法及对策
电脑编程技巧与维护
数字水印技术的攻击方法及对策
姚学礼
（河南省政法管理干部学院，郑州450002）
摘要：计算机互联网技术的飞速发展促使数字信息在网络信息系统上的分发、复制和处理变得很容易。然而，这同
样使得拷贝那些版权保护的信息也变得相当容易，而且几乎不用支付任何费用。作为信息隐藏技术的一个重要分支,数
字水印技术将成为保护数字作品版权的重要手段。本文对多媒体数字水印技术的原理及其基本特征、现有方法作了详
细的论述，重点分析了几种数字水印算法方案和攻击手段，指出了应用中存在的问题，并展望了未来研究方向。
关键词：数字水印；版权保护；水印攻击；对策
水印技术发展的数十年同样也是水印攻击技术发展的黄
金时段。要深入研究水印技术，对它的反面：水印攻击技术
也同样要有深入的了解。在公安刑侦及法庭判案领域中，数
字图像作为重要的证据，其真实性和完整性，直接影响到执
法结果。随着数字图像处理技术的快速发展，对数字图像进
行处理、修改变得越来越容易，处理效果也越来越逼真。蓄
意修改图像证据的内容，以便遮掩事实得到期望的断案结果，
通常被称为恶意篡改，其后果的严重性已经受到公安、安全
部门的关注。因此，公安刑侦图像证物的恶意篡改这一课题
亟待解决。
1数字水印
数字水印(DigitalWatermarking)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某些能证明版权归属或跟
踪侵权行为的信息，可以是作者的序列号、公司标志、有意
义的文本等。这些信息通常是不可见的，只有通过专用的检
测器或阅读器才能提取。通过这些隐藏在多媒体内容中的信
息，可以达到确认内容创建者、购买者或判断内容是否真实
完整的目的。
通用的数字水印算法包含两个基本方面:水印的嵌入和水
印的提取及检测。纵观近几年相关的报道和文献，数字水印技
术无论是整体框架构思还是具体实现细节设计，可以说是百花
齐放，百家争鸣，各种设计思想往往取决于具体设计人员的研
究背景和不同的设计角度。通过对多种水印算法的深入分析，
数字水印的攻击与反攻击
数字水印的攻击与反攻击
张新红
河南大学计算机学院, （475001）
E-mail（hnkfzxh@）
摘 要： 数字水印技术近年来得到了广泛的研究。新的水印算法不断提出，同时新的攻击
方法也不断出现。对水印攻击的研究促进和推动了数字水印技术的发展。在简单介绍了图像
数字水印的一些基础理论后，系统地回顾了各种数字水印的攻击算法，对攻击算法进行了分
类，并根据对水印的攻击分别对水印设计、嵌入和检测三个阶段中水印的反攻击方法进行了
分析。介绍并分析了一些常见水印评测工具。最后对目前水印研究的现状提出了一些看法。
关键词：数字水印；攻击；反攻击
1. 引 言
随着国际互联网、电子商务的快速发展，工业界、商业界都对多媒体市场中的知识产权
(IPR)保护问题提出了迫切的需求。自九十年代初以来，数字水印和信息隐藏已经迅速发展
成为一个单独地研究领域，出现了大量的算法[1-3]
。1996年首次召开了关于信息隐藏的国际
学术会议。近年来对数字水印的攻击也得到了广泛的研究。显然，这些攻击算法的研究将有
助于数字水印技术的发展。本文对已经出现的一些数字水印攻击与反攻击算法进行了总结和
分析，我们希望能像在密码学领域中那样，通过对数字水印的攻击与反攻击的研究，为以后
进一步提出新的数字水印理论和算法打下良好的基础。
本文的第2节简单介绍了图像数字水印的一些基础理论。然后在第3节系统地讨论了各
种数字水印的攻击与反攻击算法，并对这些算法给出了分类。第4节对几个常见的基准程序
(Benchmark)软件进行了分析，最后，第5节对全文进行了总结。
2. 数字水印技术
2.1 数字水印算法
为了方便以后的讨论，本文对将要用到的数学符号做如下的定义：I表示原始图像，M
表示水印信息，K表示密钥或公钥，I’表示嵌入水印以后的图像，M’表示提取出的水印信息。
根据图像数字水印算法的输入和输出的不同，可以把他们分为下面几类：
数字水印常见攻击类型汇总，噪声，缩放，旋转，剪切（附matlab代码）
数字⽔印常见攻击类型汇总，噪声，缩放，旋转，剪切（附matlab代码）
数字⽔印技术作为信息隐藏技术的⼀种，不可见性和鲁棒性是它的两个主要特点，通常在⽔印嵌⼊时需要确定⽔印的嵌⼊量，来平衡不可见
性和鲁棒性之间的关系，若嵌⼊量过⼩，不可见性好⽽鲁棒性差，若嵌⼊量过⼤，则不可见性差⽽鲁棒性强，嵌⼊量最佳的取值可以通过遗
传算法来确定，现在常⽤的有蚁群算法，果蝇算法，粒⼦群算法等等。对于不可见性，我们可以直观地⽤视觉来判断，⽽对于鲁棒性，我们
⽆法直接的判断⼀个⽔印算法的鲁棒性强弱，需要进⾏⼀系列的攻击测试，来判断其鲁棒性。下⾯，我将介绍数字⽔印常见的⼏种攻击类
型，分别从理论，代码和实例来展开。
1. 常见的攻击类型
按照攻击原理可以将攻击类型分为四⼤类：简单攻击，同步攻击，削去攻击，混淆攻击。
（1） 简单攻击
简单攻击是试图对整个⽔印化数据（嵌⼊⽔印后的载体数据）进⾏操作来削弱嵌⼊的⽔印的幅度（⽽不是试图识别⽔印或分离⽔印），导致
数字⽔印提取发⽣错误，甚⾄根本提不出⽔印信号。
常见的有：压缩（JPEG，MPEG）、噪声
（2）同步攻击
同步攻击是试图破坏载体数据和⽔印的同步性，被攻击的数字作品中⽔印仍然存在，⽽且幅度没有变化，但是⽔印信号已经错位，不能维持
正常⽔印提取过程所需要的同步性。同步攻击通常采⽤⼏何变换⽅法。同步攻击⽐简单攻击更加难以防御。因为同步攻击破坏⽔印化数据中
的同步性，使得⽔印嵌⼊和⽔印提取这两个过程不对称。
常见的有：缩放，剪切，旋转
（3）削去攻击
削去攻击试图通过分析⽔印化数据，估计图像中的⽔印，将⽔印化数据分离成为载体数据和⽔印信号，然后抛弃⽔印，得到没有⽔印的载体
数据，达到⾮法盗⽤的⽬的。
常见的有：合谋攻击
（4）混淆攻击
混淆攻击是试图⽣成⼀个伪源数据、伪⽔印化数据来混淆含有真正⽔印的数字作品的版权
常见的有：IBM攻击
（这⾥主要介绍前两种，简单攻击和同步攻击。）
2. 理论知识及代码
2.1 压缩
图像的JPEG压缩内容⽐较多，后⾯有机会了单独开⼀个帖⼦写吧。在处理数字⽔印的压缩攻击时，我⽤的最多的是Stirmark⼯具，⼀个专
数字水印攻击及对策分析
数字水印攻击及对策分析
【 摘 要 】 数字水印技术作为数字媒体版权保护的重要手段越来越引起人们的重视。文章讨论了数字水印的概念、特征, 重点介绍了数字水印的鲁棒性及影响数字水印鲁棒性的因素，总结和分析了数字水印主要攻击方式并提出相应的应对措施。
【 关键词 】 数字水印；简单攻击；同步攻击；削去攻击；混淆攻击
【 abstract 】 digital watermarking technology, as the
essential protecting method of digital media copyright
protection, has drawn more and more attention from the public.
in this paper, the concept and features of digital
watermarking were analyzed in details, among which the
robustness of digital watermarking and factors that affect
it were introduced in special stress. in addition, the main
type of attack of digital watermarking was discussed and some
corresponding solutions were given as well.
【 keywords 】 digital watermarking; simple attacks;
synchronization attacks; removal attacks; ambiguity attacks
1 引言
随着多媒体技术和互联网的迅猛发展，网上的数字媒体应用正在呈爆炸式的增长，越来越多的知识产品以电子版的方式在网上传