一种可区分内容或水印篡改的图像认证算法
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ｍａ ｇ ｅ Ｐｒ ｏ ｃ ｅ ｓ ｓ ｉ ｎ ｇ ａｎ ｄ Ｍｕ ｌ ｔ ｉ ｍｅ ｄｉ ａ Ｔｅ ｃ ｈｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ
一
种 可 区分 内容 或水 印篡 改 的 图像 认 证 算 法
秦 娜 ， 杨 军 彦
（ 西 北 师 范 大 学 计 算 机 科 学 与工 程 学 院 ， 甘 肃 兰州 ７ ３Leabharlann Baidu０ ０ ７ ０ ）
近年 来 ， 随着 数 字 水 印 技术 的快 速 发 展 ， 出 现 了 大
利 用 效 率 ，并 妨 碍 数 字 图 像 认 证 技 术 的 推 广 与 应 用 ； 另
一
量 基 于 水 印 的 图 像 认 证 算 法 ， 当 图 像 真 伪 性 受 到 怀 疑
时 ，提 取 的 水 印 就 可 以 作 为 验 证 篡 改 是 否 发 生 的 依 据 。
ａ ｌ ｇ ｏ ｒ ｉ ｔ ｈ ｍ ｃ ａ ｎ ｌ ｏ ｃ ａ ｌ ｉ ｚ ｅ ｔ ｈ ｅ ｔ ａ ｍｐ ｅ ｒ ｅ ｄ ａ ｒ ｅ ａ ａ ｃ ｃ ｕ ｒ ａ ｔ ｅ ｌ ｙ ，ｄ ｉ ｓ ｔ ｉ ｎ ｇ ｕ ｉ ｓ ｈ ｔ ｈ ｅ ｔ ｙ ｐ ｅ ｏ ｆ ｔ ａ ｍｐ ｅ ｉ ｒ ｎ ｇ ａ ｎ ｄ ｒ ｅ ｓ ｔ ｏ ｒ ｅ ｔ ｈ ｅ ｔ ａ ｍｐ ｅ ｒ ｅ ｄ ｃ ｏ ｎ ｔ ｅ ｎ ｔ ｃ ｏ ｎ ｄ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｌ ｌ ｙ ． Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄ ｓ： Ｃ ｏ ｎ ｔ ｏ ｕ ｒ ｌ ｅ ｔ ｔ ｒ ａ ｎ ｓ ｆ ｏ ｍ ；ｉ ｒ ｍａ ｇ ｅ ａ ｕ ｔ ｈ ｅ ｎ ｔ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ
方 面 攻 击 者 可 以 通 过 仅 篡 改 水 印 来 伪 造 对 图 像 内 容 的篡 改 ， 使本来 真实 的图像不 能通过认证 ， 达 到 恶 意
攻 击 的 目 的 。因 此 ， 能 区 分 是 图 像 内 容 还 是 水 印 被 篡 改 的 认 证 算 法 成 为 图 像 认 证 技 术 推 广 与 应 用 必 须 解 决
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ： Ｂａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ Ｃ ｏ ｎ ｔ ｏ ｕ ｒ ｌ ｅ ｔ ｔ ｒ ａ ｎ ｓ ｆ ｏ ｒ ｍ， ａ ｎ ｉ ｍａ ｇ ｅ ａ ｕ ｔ ｈ ｅ ｎ ｔ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｌ ｇ ｏ ｒ ｉ ｔ ｈ ｍ ｗｉ ｔ ｈ ｄ ｉ ｓ ｃ ｉ ｒ ｍｉ ｎ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｒ ｅ ｅ ｍｂ ｅ ｄ ｄ ｅ ｄ ｉ ｎ ｔ ｏ ｔ ｈ ｅ Ｃ ｏ ｎ ｔ ｏ ｕ ｒ ｌ ｅ ｔ ｉ ｆ ｅ ｌ ｄ ｏ ｆ ｉ ｍａ ｇ ｅ ｏ ｆ ｔ ａ ｍｐ ｅ ｒ ｓ ｏ ｎ ｉ ｍａ ｇ ｅ ｏ ｒ ｗａ ｔ ｅ ｍａ ｒ ｒ ｋ ｉ ｎ ｇ ｉ ｓ ｐ ｕ ｔ ｆ ｏ ｒ ｗａ ｒ ｄ ．Ｉ ｎ ｔ ｈ ｅ ａ ｌ ｇ ｏ ｉ ｒ ｔ ｈ ｍ ，ｔ ｈ ｅ ａ ｕ ｔ ｈ ｅ ｎ ｔ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｗ ａ ｔ ｅ ｍａ ｒ ｒ ｋ ｉ ｎ ｇ ａ ｎ ｄ ｔ ｈ ｅ ｒ ｅ ｃ ｏ ｖ ｅ ｒ ｙ
据 。仿 真 实验 表 明 ， 该 算 法 不但 能 准确 定 位 篡 改 位 置 ， 而 且 能 区分 篡 改 类 型 ， 在 一 定 条 件 下 还 可 以 恢
复 被 篡 改 的 区域 。 关 键 词 ：Ｃ ｏ ｎ ｔ ｏ ｕ ｒ ｌ ｅ ｔ变 换 ； 图像 认 证
中 图 分 类 号 ：Ｔ Ｐ ３ ９ １ 文 献 标 识 码 ：Ａ 文 章 编 号 ：１ ６ ７ ４ — ７ ７ ２ ０ （ ２ ０ １ ３） ２ １ — ０ ０ ３ ５ — ０ ２
的 问题 。
其 中 ，在 Ｃ ｏ ｎ ｔ ｏ ｕ ｒ ｌ ｅ ｔ 变 换 域 嵌 入 水 印 的 图像 认 证 算 法 受 到
重视＿ 】 － ３ １ ， 这 些 算 法 大 都 将 水 印嵌 入 到 能 量较 大 的 Ｃ ｏ ｎ ｔ ｏ ｕ ｒ ｌ ｅ ｔ 变 换 方 向 子 带 中 ，较 好 地 利 用 了 方 向 子 带 的 纹 理 特 性 ， 满足 水 印的不 可见性 和鲁 棒性 要求 。 这 些 算 法 通 过 将 提 取 的水 印与原 始水 印相对 比， 能 判 断 该 图 像 是 否 发 生 了 篡改 ， 并对 篡 改 区域 进行 定 位 ， 但 不 足 之 处 在 于 它 们 仅 能 指 出 图像 的 篡 改 位 置 ， 而 不 能 区 分 是 图 像 内容 被 篡 改 还是 水 印被篡 改 ， 或者 两者都 被篡 改 。
摘 要 ： 提 出 了 一 种 基 于 Ｃ ｏ ｎ ｔ ｏ ｕ ｒ ｌ ｅ ｔ变 换 的 可 区 分 内容 或 水 印 篡 改 的 图 像 认 证 算 法 。在 载 体 图 像
的 Ｃ ｏ ｎ ｔ ｏ ｕ ｒ ｌ ｅ ｔ变 换 域 分 别 嵌 入 认 证 水 印 和 恢 复 水 印 ， 作 为 区 分 图 像 内 容 被 篡 改 还 是 水 印 被 篡 改 的 依
ｗａ ｔ ｅ ｍ ａ ｒ ｒ ｋｉ ｎ ｇ， ｗｈｉ ｃ ｈ ａ ｒ ｅ ｕｓ ｅ ｄ ｆ ｏ ｒ ｄ ｉ ｓ ｃ ｒ ｉ ｍｉ ｎａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ｔ ａｍｐ ｅ ｒ ｓ ｏ ｎ ｉ ｍａ ｇ ｅ ｏ ｒ ｗａ ｔ ｅ ｍ ａ ｒ ｒ ｋｉ ｎｇ ．Ｔｈｅ ｓ ｉ ｍｕｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｅ ｘ ｐ ｅ ｉｍｅ ｒ ｎ ｔ ｄｅ ｍｏ ｎ ｓ ｔ ｒ ａ ｔ ｅ ｓ ｔ ｈ ａ ｔ ｔ ｈｅ
Ｑ ｉ ｎ Ｎ ａ， Ｙ ａ ｎ ｇ Ｊ ｕ ｎ ｙ ａ ｎ
（ Ｃｏ ｌ ｌ ｅ ｇ ｅ ｏ ｆ Ｃ ｏ ｍｐ ｕ ｔ ｅ ｒ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ａ ｎ ｄ Ｅｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｉｎ ｒ ｇ， Ｎｏ ｒ ｔ ｈ ｗ ｅ ｓ ｔ Ｎｏ ｒ ｍａ ｌ Ｕｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ， Ｌ ａ ｎ ｚ ｈ ｏ ｕ ７ ３ ０ ０ ７ ０， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ）
Ａｎ ｉ ｍａ ｇ ｅ ａ ｕ ｔ ｈ ｅ ｎｔ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｌ ｇ ｏ ｉｔ ｒ ｈｍ ｗｉ ｔ ｈ ｄ ｉ ｓ ｃ ｉｍｉ ｒ ｎａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ｔ ａ ｍｐ ｅ ｒ ｓ ｏ ｎ ｉ ｍａ ｇ ｅ ｏ ｒ ｗａ ｔ ｅ ｒ ｍａ ｒ ｋ ｉ ｎｇ
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种 可 区分 内容 或水 印篡 改 的 图像 认 证 算 法
秦 娜 ， 杨 军 彦
（ 西 北 师 范 大 学 计 算 机 科 学 与工 程 学 院 ， 甘 肃 兰州 ７ ３Leabharlann Baidu０ ０ ７ ０ ）
近年 来 ， 随着 数 字 水 印 技术 的快 速 发 展 ， 出 现 了 大
利 用 效 率 ，并 妨 碍 数 字 图 像 认 证 技 术 的 推 广 与 应 用 ； 另
一
量 基 于 水 印 的 图 像 认 证 算 法 ， 当 图 像 真 伪 性 受 到 怀 疑
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方 面 攻 击 者 可 以 通 过 仅 篡 改 水 印 来 伪 造 对 图 像 内 容 的篡 改 ， 使本来 真实 的图像不 能通过认证 ， 达 到 恶 意
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中 图 分 类 号 ：Ｔ Ｐ ３ ９ １ 文 献 标 识 码 ：Ａ 文 章 编 号 ：１ ６ ７ ４ — ７ ７ ２ ０ （ ２ ０ １ ３） ２ １ — ０ ０ ３ ５ — ０ ２
的 问题 。
其 中 ，在 Ｃ ｏ ｎ ｔ ｏ ｕ ｒ ｌ ｅ ｔ 变 换 域 嵌 入 水 印 的 图像 认 证 算 法 受 到
重视＿ 】 － ３ １ ， 这 些 算 法 大 都 将 水 印嵌 入 到 能 量较 大 的 Ｃ ｏ ｎ ｔ ｏ ｕ ｒ ｌ ｅ ｔ 变 换 方 向 子 带 中 ，较 好 地 利 用 了 方 向 子 带 的 纹 理 特 性 ， 满足 水 印的不 可见性 和鲁 棒性 要求 。 这 些 算 法 通 过 将 提 取 的水 印与原 始水 印相对 比， 能 判 断 该 图 像 是 否 发 生 了 篡改 ， 并对 篡 改 区域 进行 定 位 ， 但 不 足 之 处 在 于 它 们 仅 能 指 出 图像 的 篡 改 位 置 ， 而 不 能 区 分 是 图 像 内容 被 篡 改 还是 水 印被篡 改 ， 或者 两者都 被篡 改 。
摘 要 ： 提 出 了 一 种 基 于 Ｃ ｏ ｎ ｔ ｏ ｕ ｒ ｌ ｅ ｔ变 换 的 可 区 分 内容 或 水 印 篡 改 的 图 像 认 证 算 法 。在 载 体 图 像
的 Ｃ ｏ ｎ ｔ ｏ ｕ ｒ ｌ ｅ ｔ变 换 域 分 别 嵌 入 认 证 水 印 和 恢 复 水 印 ， 作 为 区 分 图 像 内 容 被 篡 改 还 是 水 印 被 篡 改 的 依
ｗａ ｔ ｅ ｍ ａ ｒ ｒ ｋｉ ｎ ｇ， ｗｈｉ ｃ ｈ ａ ｒ ｅ ｕｓ ｅ ｄ ｆ ｏ ｒ ｄ ｉ ｓ ｃ ｒ ｉ ｍｉ ｎａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ｔ ａｍｐ ｅ ｒ ｓ ｏ ｎ ｉ ｍａ ｇ ｅ ｏ ｒ ｗａ ｔ ｅ ｍ ａ ｒ ｒ ｋｉ ｎｇ ．Ｔｈｅ ｓ ｉ ｍｕｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｅ ｘ ｐ ｅ ｉｍｅ ｒ ｎ ｔ ｄｅ ｍｏ ｎ ｓ ｔ ｒ ａ ｔ ｅ ｓ ｔ ｈ ａ ｔ ｔ ｈｅ
Ｑ ｉ ｎ Ｎ ａ， Ｙ ａ ｎ ｇ Ｊ ｕ ｎ ｙ ａ ｎ
（ Ｃｏ ｌ ｌ ｅ ｇ ｅ ｏ ｆ Ｃ ｏ ｍｐ ｕ ｔ ｅ ｒ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ａ ｎ ｄ Ｅｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｉｎ ｒ ｇ， Ｎｏ ｒ ｔ ｈ ｗ ｅ ｓ ｔ Ｎｏ ｒ ｍａ ｌ Ｕｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ， Ｌ ａ ｎ ｚ ｈ ｏ ｕ ７ ３ ０ ０ ７ ０， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ）
Ａｎ ｉ ｍａ ｇ ｅ ａ ｕ ｔ ｈ ｅ ｎｔ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｌ ｇ ｏ ｉｔ ｒ ｈｍ ｗｉ ｔ ｈ ｄ ｉ ｓ ｃ ｉｍｉ ｒ ｎａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ｔ ａ ｍｐ ｅ ｒ ｓ ｏ ｎ ｉ ｍａ ｇ ｅ ｏ ｒ ｗａ ｔ ｅ ｒ ｍａ ｒ ｋ ｉ ｎｇ