数字水印基本理论

4.3 文本数字水印的研究现状
• 变换编码方法 变换编码方法是将文本先 进行特定的变换后再隐藏信息 的方法，如文本伪装算法。这 种新的算法提出将不具有冗余 度的文本信号经过变换后，得 到具有冗余度的信号，再在冗 余空间中进行文本Fra Baidu bibliotek伪装。
4.3 文本数字水印的研究现状
• 其他方法 1. N.EMaxemchuk等人提出了通过附 加空格来加载秘密信息的文本数字水 印方法。 2. Shingo Inoue，Kyoko Makin， Iehiro Murase等人提出了基于XML文 档的文本数字水印。 3. 湖南大学的国家自然科学基金 “文本数字水印及文本信息安全的研 究”项目实 验室提出了基于内容的文本数字水印 算法。
二、信息隐藏
• 信息隐藏的提出 • 信息隐藏的定义 • 信息隐藏的模型 • 信息隐藏与数字水印的关系
2.1 信息隐藏的提出
信息隐藏学研究的是在信息中 隐藏信息，它是一门既古老又年轻 的学科，同时也是一门能体现人类 高度智慧的信息安全斗争技术和艺 术。 信息隐藏研究虽然可以追溯到 古老的隐写术，但在国际上正式提 出数字化信息隐藏研究则是在1992 年。直到1999年9月在德国Dresden 召开的第三届信息隐藏研讨会，信 息隐藏理论才逐渐地成熟。
3.2 数字水印系统的基本原理
• 水印生成:W=E(I，K) 水印生成的模型如图所示:
3.2 数字水印系统的基本原理
• 水印嵌入：指将待嵌入的水印 信息通过相应的水印嵌入算法 (F)添加到开放的公共数据(C) 中,其模型如图所示：
3.2 数字水印系统的基本原理
• 水印检测：用来判断某一数据中是否 含有指定的水印，它是基于统计原理 进行的，目的是使错判与漏判的概率 尽量小。模型如图所示：
三、数字水印
• 数字水印的分类 • 数字水印系统的基本原理
3.1 数字水印的分类
• 数字水印的分类方法有很多 种，分类的出发点不同导致 了分类的不同，它们之间是 既有联系又有区别的。最常 见的分类方法如下: 1.按特性划分: 稳健水印和脆弱水印。
3.1 数字水印的分类
2.按水印所附载的载体数据划 分： 按水印所附载的载体数 据，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。
3.1 数字水印的分类
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 用途可以将数字水印划分为 票据防伪水印、版权保护水 印、篡改提示水印和隐蔽标 识水印。
3.1 数字水印的分类
6.按水印隐藏的位置划分 按数字水印的隐藏位置，可以 将其划分为时(空)域数字水印、变 换域数字水印。 时(空)域数字水印是直接在信 号空间上叠加水印信息，而变换域 水印则包括在DCT域、DFT域和小波 变换域上隐藏水印。
一、概述
相对于其他版权保护对象而言，数 字作品有一系列突出特点，如无失真复 制、复制成本低等，这些特点使得它很 难得到现有版权制度的保护。因此，20 世纪90年代，人们对研究如何保护数字 作品版权的兴趣空前高涨，数字水印技 术也就开始成为学术界一个重要的热门 研究方向。许多大学、公司和研究机构 设立了专门的数字水印实验室开展相关 研究，较著名的有剑桥大学、麻省理工 学院、Purdue大学和IBM实验室、NEC研 究院、贝尔实验室等。
3.1 数字水印的分类
3.按检测过程划分： 按水印的检测过程可以将 数字水印划分为非盲水印和盲 水印。 非盲水印的检测过程中需 要原始数据，而盲水印的检测 只需要密钥，不需要原始数据。
3.1 数字水印的分类
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 身也是文本、数字图像(如商 标图像)或数字音频片段的编 码;无意义水印则是一个随机 序列。
• 信息隐藏技术主要由下述两部分 组成: 1.信息嵌入算法，它利用密钥来 实现秘密信息的隐藏。 2.隐蔽信息检测或提取算法(监 测器)，它利用密钥从隐蔽载体 中检测或恢复出秘密信息。在密 钥未知的前提下，第三者很难从 隐秘载体中得到或删除、甚至发 现秘密信息。
2.3 信息隐藏的模型
• 信息隐藏技术通用模型如图：
一、概述
用于版权保护的数字水印一般称 为稳健水印。利用这种水印技术在多 媒体内容的数据中嵌入创建者或所有 者的标识信息，或者嵌入购买者的标 识(即序列号)。用于版权保护的数字 水印要求有很强的稳健性，除了要求 在一般图像处理，如滤波、加噪声、 部分替换、压缩等中能生存外，还需 要能抵抗一些恶意攻击。 然而目前，尚无能十分有效用于 实际版权保护的稳健水印算法。
• 同义词替换方法 同义词替换方法是通过对 文本中的文件结构及句法特点 的分析，挑出一些词语用其他 一些与其意思十分相近的词语 进行替换，从而实现秘密信息 的隐藏。
4.3 文本数字水印的研究现状
• 特征编码方法 特征编码是通过改变文档 中某个字母的某一特殊特征来 嵌入标记。特征可以是字体， 也可以是字(如B、k)等中的垂 直线，其长度可稍做修改以使 一般人不易发觉，相对某种给 定的字体可以改变其字符高度。
3.2 数字水印系统的基本原理
• 水印提取：嵌入过程的逆过程。其模 型如图所示：
四、文本数字水印
• 文本文档的分类 • 文本文档的特点 • 文本数字水印的研究现状 • 文本数字水印基本理论 • 文本数字水印所用到的理论知识 • 研究方向
4.1 文本文档的分类
所谓文本文档就是文字信息的数字 化表示所形成的电子文件。在对文字信 息的数字化过程中，由于来源不同对文 档内容描述方式不同。因而，文本文档 的表现形式也不尽相同。 概括来说，文本文档分为两大类:一 种是以 ASCll码表示内容并包含格式的 文档格式文件，其中汉字用双字节表示; 另一种是以象素点阵的方式描述内容的 文档图像表示文件。
4.1 文本文档的分类
文档格式文件的类型很多，文 件格式也是多种多样，如word文档 (*.doc)、web页(*.htm和*.html)、 RTF格式(*.rt均、纯文本(*.txt) 等。这是因为针对不同的应用范围、 不同的表述对象，具有不同的描述。
4.2 分本文档的特点
文本文档与图像、视频和音频等多媒体 信息有着完全不同的特点: 1.文本文档的图像表示是用象素点阵列 的方式来描述文档各页的内容; 2.文本文档一般由单词或汉字、句子和 段落等有规律的结构组合而成; 3.非格式化文档不保存文档的格式信息， 其文本信号中基本不存在冗余，文本的一个 信息位变化，文本内容就可能发生错误; 4.格式化文档保存文档的格式信息，其 版面布局信息，如字间距、行间距或格式化 编排中，存在一定的冗余。
数字水印基本理论
李同亮
数字水印基本理论
• 概述 • 信息隐藏 • 数字水印 • 文本数字水印
一、概述
现代的版权保护制度最突出的特 点之一是出现了专门的版权保护技术。 在版权保护方面，法律与技术之间存 在着密切的互补关系，当法律的威慑 力不足以制止侵权行为时，技术手段 就用来弥补法律的不足。随着多媒体 技术特别是声像数据压缩技术的发展， CD音乐、VCD影碟、电脑动画等数字 化产品逐渐走进了人们的生活， Intemet的迅猛发展更为数字作品的 广泛传播创造了条件。
4.3 文本数字水印的研究现状
• • • • • 移位编码方法 同义词替换方法 特征编码方法 变换编码方法 其他方法
4.3 文本数字水印的研究现状
• 移位编码方法 移位编码方法是利用相邻 文本(行或者词等)的相对位置 关系来隐藏信息的方法。主要 有行间距编码和字间距编码两 种。
4.3 文本数字水印的研究现状
3.2 数字水印系统的基本原理
一个数字水印方案一般包括三个基本 方面:水印的生成、水印的嵌入和水印的 提取或检测。数字水印系统实际上是通过 对水印载体媒质的分析、嵌入信息的预处 理、信息嵌入点的选择、嵌入方式的设计、 嵌入调制的控制等几个相关技术环节进行 合理优化，寻求满足不可感知性、安全可 靠性、稳健性等诸条件约束下的最优化设 计问题。而作为水印信息的重要组成部分 一一密钥，在信息预处理、嵌入点的选择 和调制控制等不同环节完成嵌入。
2.4 信息隐藏与数字水印的关系
• 信息隐藏应用领域划分如 图所示：
2.4 信息隐藏与数字水印的关系
可见数字水印是信息隐藏技术的 一个重要分支。与钞票水印相似，数 字水印技术是将特制的标记，利用数 字内嵌到数字图像、声音、文档、图 书、视频等数字产品中，用以证明创 作者对其作品的所有权，并作为鉴定、 起诉非法侵权的证据，同时通过对水 印的检测和分析，保证数字信息的完 整可靠性，从而成为知识产权保护和 数字多媒体防伪的有效手段。
2.2 信息隐藏的定义
• 所谓信息隐藏就是将秘密信息 隐藏到一般的非秘密的数字媒 体文件(如图像、声音、文档 文件)中，从而不让对手发觉 的一种方法。 • 信息之所以能够隐藏在多媒体 数据中是因为： 1.多媒体信息本身存在很大的 冗余性。 2.人眼或人耳的感知特性都有 一定的掩蔽效应。
2.3 信息隐藏的模型