电子公文中公章图像的安全易损水印算法

摘 要： 随着网络的不断发展 ， 电子公文作为 电子政务的重要信 息资源 ， 其安全 陛尤为重要 ， 通过对 电子公文水印公章的特 点的分析 ， 出了易 提
损 水 印技 术 加 强 其 安 全性 。 关键词 ： 易损 水印 ； 图像认证 ； 安全 ； 电子公文
分布到整个图形空间，不适用于本论文中的公 章， 因此采用基于空域的易损水印方案。 ３ 密钥一次一密 。本算法采用 随机数控 ． ４ 制水印的嵌入位置 ， 将公文 内容的哈希函数 的 二进制值作为随机数种子的一部分 ，这样 不同 内容的公文的哈希值是不同的 ，可以做到一次 安全性 得到提 高。 公文的流程要求 ，又能够解决接收公 文的身份 密 ， 文。 ４算法安全性分析 鉴别问题 。 ｌ 电子公文 中公章图像 的使用 限制 由于攻 击者攻 击 的主要 目标是 公文 文档 ３一种改进 的公章图像的易损水 印方法 随着办公 自 化的发展 ， 动 电子公文交互 系 而不是公 章图像 ， 因此可忽略本算法 的 为 了防止伪认证攻击 ， 以及公章 本身的约 的内容 ， 统 的实施 ， 改变 了人们现有的办公方式 ， 然而现 束条件 ，算法结合 了以下几种策略增强其安全 局部检测性能 ，本方法 的安全性 由以下几方面 有 的公文交互系统还不能对收到的公 文身份的 决定。 真伪进行鉴别 ， 公文就失去 了法律效力 。 性， 避免了已有算法 的安全缺陷。 ３ 与数字签名相 结合。现有 的用 于图像 ． １ ４ 伪随机数。安全的随机数 的产生 是算 ． １ 电子公章 图像通 常是经扫 描仪扫 描并 且 经过处理后 的 Ｒ Ｂ图像 ， Ｇ 具有如下使用限制。 认证的方法有密码学 中的数字签名技术 和信 息 法安全性的关键，由数 的随机排列决定水印的 算法采用 数的随机排列 ， 虽然敏感性 １ 公章颜色 比较 简单 ，理论上仅有 两种 隐藏中的易损数字水 印技术。传统的基于密码 嵌入位置 ， ． １ 但是水印是签名 ， 安全 学 的数字签名技术也可 以保护数据的完整性和 不如基于混沌的随机数 ， 颜色 ， 以水印只能嵌入到红色图案中。 所 １ 为 了达到纸 质公 章同样 的效果 ， 章 真实性 ， ． ２ 公 随着 Ｐ Ｉ Ｋ （ 基础设施） 的发展与 性可以得到补偿。 公钥 技术 ４ 密钥的选取。密钥 的安 区空 间及 安全 ． ２ 需要经过镂空处理 ， 因而嵌入的信息量要少 。 普及 ， 将电子文档利用密钥加密成密文后发布 ， ｌ 考虑到公文 接收者对处理时 间的忍耐 在 网络传递过程中使得非法攻击者无法从密文 管理是算法的安 全性 的关键 ，本算法采用文档 Ｉ ３ 因 程度 ， 需要公文处理速度快 ， 因而算法要处理 简 获得机密信息，可以在一定程度上达 到文档信 的哈希值作 为随机数产生 的密钥 的一部份 ， 对于不同的公文产生的随机数也不 同 ， 如果 单， 易于实现。 息不被非 法获取 的目的 ，但这并 不能完全解决 此 ， 由于哈希 函数 的特性 ， 地文档 响应 １ 攻 击 者 的主 要 目的 是攻 击公 文 的 内 问题。 ． ４ 一方面 ， 加密后 的文件 因其不可理解性妨 文档被修改 ， 另一方面 ， 电子文 档经过加 的哈希值发 生变化 ， 因此 ， 随机数 发生 了改 变 ， 容， 水印检测时可以忽略局部检测性 能的要求 。 碍电子文档的传播 ； 密后容易引起攻击者 的好奇和注意 ，并有 被破 提取的水印也发生变化 ， 因此 ， 算法做到了一次 ２嵌有水 印公章的特点 和需求 安全性 得到提 高， 有效地抵制了伪认 证的 嵌有水 印 的公章应 当具有 与实物 公章 相 解的可能性，而且一旦被破解其内容就完全 透 密 ， 攻击。 同的功能 ， 即保证公文的真实性 和有效性 ， 现 明 了 。 体 使用水 印技术有 两方面潜在优势 ：第 一， ４ 数 字签名技术。算法的水 印采用 公文 ． ３ 公章的法律效力 ，下面从嵌有水 印公 章的特点 和需求分别阐述 。 水 印不需存储相关 的数据（ 如签名）第二 ， 印 的数字 签名 ， ； 水 数字签名是密码学 中完整性认证 但是 由于数字签名需要 同公 文一 同传 ２１ ．嵌有 水印公章的特点 。通过对 电子公 和含水 印作品一起经历相同变换 ，与 附加签名 的方法 ， 文中公章的功能 和特点 的分析 ，嵌有易损水 印 不 同， 当作品被改写时水印 自身也发生变化 。 通 输， 容易成为攻击者攻击的 目 ， 标 而将其嵌入公 的电子公 章应具有 如下特 点。 ． １ 章是可 以 过水 印和 已知变换的 比较 ，不仅可知道发生改 章中 ， ２ ．公 １ 防止受到攻击 ， 因而算法结合数字签名 在 被确认 的 ， 即当文件上有公章 时， 别人确信这个 变 ， 并且可推断出何时何地发 生怎样 的改变 。 密 安全上得到双倍保证 。 文件是经 盖章者发出的。 ． ２ ２ ． 公章是无法伪造 码术是 以不可读的乱码形 式出现 的，而 易损数 １ ４ 不对应 的位置关 系。算法完全打乱 了 ． ４ 的， 即公章是盖章者 的凭证 。２ Ｉ 公章是无法 字水 印能够保持数字图像 的直观显现 ，因此两 水印与载体 图像 的位置关系 ，从图像不能获 取 ．３ １ 被重复利用 ，即任何人无法把盖章者在别处的 者相结合 ，提供 了一种很好 的电子公文安全性 任何水 印的信息 ，只有知道密钥 的人才能正确 印章挪到该文件 。 ．４ ２ ．文件被盖章后是无法被 解决方案 。 １ 提取 出水 印信息 。 因此算法具有较高的安全性。 篡改 的。２ ． 公 章具有 不可否认性 ， ．５ １ 即盖章者 ３ 与图像内容相结合 。 目 的水 印认证 ． ２ 前 ５ 小 结 无法否认 自己在文件上 的盖章行为。 算法中 ， 水印信息的形成大多与图像内容无关 ， 首先分析 了公章 图像 的特点 ， 论了嵌有 讨 ２ 嵌有水 印公 章的需求 。电子公 章应具 若采用基于图像 内容的水 印信息 ，则一方面可 易损水 印的公章的特点和需求 ，在此基础上提 ． ２ 有保障电子公文 的安全性 ，即如何保障公文的 以增强系统抵御攻击 的能力 ，另一方面又可避 出一个适用于电子公文中公章 图像 的安全易损 合法性 、 可追溯性 、 防非法窜改以及 电子公章的 免在认证 检测时额外提供原始水印信息 ；而且 水 印算法 ， 并对算法的安全性进行 了分析 ， 总结 权威性等成 为亟待解决的问题 。 图像内容一般对各类常用的信息处理操 作具 有 出该水印能够对公文 的身份进行鉴别 ，同时又 如果将传 统 的公章 系统毫不 改变 地移植 鲁 棒性 ， 对恶 意篡 改具 有敏感性 ， 以 ， 所 这类依 能体现公章的权威性和安全性 。 到电子环境 中，我们不难发现 ，会 出现两个 问 赖 于图像 内容的水印算法更适 用于图像认证 。 参 考 文献 题， 一是即使公 章图像难 以伪造 ， 但是可 以从一 ３ 空域 中基 于数 的随机排列。公章作 为 【 张勇，赵 东宁， ． ３ ｌ 】 李德毅． 数字水印技 术及进展 个文件到另一个 文件通 过复制和粘贴这样方式 种特殊 的载体 ， 进行镂空处 理． 印仅能嵌在 叨． 水 解放 军理工 大学学报（ 然科 学版） ０ ３ 自 ，２０ ＇ ４ 来得 到公 章图像 ；一是文件在这样 的盖章后也 公章 的红色部位 ，有规 律地嵌入信息就会使攻 （） － ． ３： ５ １ 很 容易修改 ， 并且不会 留下痕迹 。 两个 问题导 击者很容易地获取水印的嵌入位置 ，从而提取 【 彳 晓晨，沈林成， 这 ２白 １ 常文森． 字水印的关键技 数 致 了电子公章不满 足所要求 的基本特征 ，可 以 出水 印， 公文的安全性 不能得到保证 ， 以需要 术【． 所 Ｊ计算机世界，００（） ９ ２ ． １ ２０ ， ： － １ ６１ 看到 ，在这样设定下的电子公文是有 两个 基本 打乱水印的嵌入位 置。本算法提出一个基于数 【 昊庆畅，刘兵， ３ 】 杨鉴 于邻域相关算 法的数 基 要素组成的 ： 文件 内容和公章图像 。 比传统公 的随机排列 的水 印算法 ，水印的嵌入位置是随 字图像 易损水 印技 术【． 频技 术应 用与工程， 这 Ｊ视 】 章下的签名要少一个要素 ： 纸张。 在传统的公章 机的 ， 不知道密钥 的攻击者无法获得水 印信息 。 ２ ｏ ， ：２ ９ ． ０ ３（１９ － ５ １） 中，纸张将文件内容与公章印文有 机地联 系在 频域的方 案虽然可见�
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