1、1、作業(yè)、加密和隱蔽之間的區(qū)別和聯(lián)系？什么是數(shù)字水??？它的基本特征是什么？數(shù)字水印的兩個主要應(yīng)用是什么？這兩種應(yīng)用中使用的水印有什么不同？信息隱藏與數(shù)字水印，信息安全講座，廣東商學(xué)院信息學(xué)院胡玉平博士，2007年10月12日，陜西林業(yè)廳發(fā)布了獵人周正龍用數(shù)碼相機拍攝的華南虎照片。隨后，一些網(wǎng)民、華南虎專家和中國科學(xué)院專家對照片的真實性提出質(zhì)疑，這引起了全國的關(guān)注。目前，世界上只有20多只野生華南虎，其中50多只保存在蘇州和上海的動物園里。自1964年佛坪山人獵殺一只華南虎以來，陜西省已有40多年沒有出現(xiàn)華南虎了。1983年在湖北一個林場發(fā)現(xiàn)的一只小老虎是中國最后一次發(fā)現(xiàn)野生華南虎，至今已有24

2、年了。問題1:如何檢測數(shù)字產(chǎn)品的真實性。卡通制作軟件：photoshop，卡通記號筆，問題2:原作者如何識別數(shù)字產(chǎn)品的版權(quán)，5。主要內(nèi)容，密碼學(xué)問題，信息隱藏技術(shù)，數(shù)字水印，6。密碼學(xué)問題，受加密方法保護的數(shù)字媒體一般是不可識別和理解的，因此，它不利于媒體的直接傳播，使用加密方法有一個致命的缺點。也就是說，它清楚地提示攻擊者哪些是重要信息，哪些容易引起攻擊者的好奇心和注意力，哪些有被破解的可能性。一旦加密文件被破解，其內(nèi)容將完全透明，其保護將消失。7.信息隱藏，信息隱藏及其與密碼學(xué)的聯(lián)系，信息隱藏技術(shù)的內(nèi)容，8。首先，信息隱藏及其與密碼學(xué)的聯(lián)系，信息隱藏(迷彩)意味著在另一個未分類的載體內(nèi)容中

3、隱藏有意義的秘密信息。所使用的載體形式可以是任何類型的數(shù)字媒體，例如圖像、聲音、視頻或一般文檔等。密碼只隱藏信息的內(nèi)容，而信息偽裝不僅隱藏內(nèi)容，還隱藏信息的存在。以密碼學(xué)為核心技術(shù)的傳統(tǒng)信息安全技術(shù)和偽裝信息安全技術(shù)不是相互矛盾、相互競爭的技術(shù)，而是相輔相成的。9，2，有可能嗎？(機制)，多媒體信息有很大的冗余。從信息的角度來看，未壓縮的多媒體信息的編碼效率非常低，因此在多媒體信息中嵌入一些信息進行秘密傳輸是完全可行的，并且不會影響多媒體本身的傳輸，利用人眼或人耳對一些信息有一定的屏蔽作用。例如，人眼對灰度的分辨率只有幾十個灰度；它對邊緣附近的信息不敏感。通過利用人的這些特征，信息可以被很好地

4、隱藏而不被注意到。10，3，信息隱藏技術(shù)的內(nèi)容，11，兩個重要的分支，公共點：將重要的和秘密的信息毫無疑問地嵌入到公開的數(shù)據(jù)中。隱寫術(shù)通常用于秘密通信。秘密信息可以是任何信息；一般來說，隱寫術(shù)并不要求算法具有魯棒性，即當公共數(shù)據(jù)被破壞或扭曲時，隱藏的信息不會被提取出來；它的重點是最大限度地隱藏和傳輸信息。水印主要用于版權(quán)保護和認證。其隱藏信息與受保護對象和/或其所有者有關(guān)；它側(cè)重于魯棒性的要求，即即使攻擊者知道隱藏信息的存在，他也不能刪除水??；數(shù)字水印研究現(xiàn)狀數(shù)字水印通用模型數(shù)字水印基本特征數(shù)字水印分類典型數(shù)字水印算法數(shù)字水印通過數(shù)字水印進行攻擊。13.首先，數(shù)字水印技術(shù)的發(fā)展，數(shù)字產(chǎn)品的知識

5、產(chǎn)權(quán)保護自20世紀90年代以來，計算機網(wǎng)絡(luò)和多媒體技術(shù)在世界范圍內(nèi)迅速發(fā)展，數(shù)字多媒體產(chǎn)品日益普及和廣泛使用。數(shù)字產(chǎn)品易于編輯、復(fù)制和傳播，促進了人類信息共享和社會進步。與此同時，數(shù)字產(chǎn)品(數(shù)字聲音、文本、圖像和視頻)的原始版本被無限制地編輯、修改、復(fù)制和分發(fā)，導(dǎo)致數(shù)字產(chǎn)品的知識產(chǎn)權(quán)保護和信息安全問題日益突出。14、2、數(shù)字水印的定義，普通水印是一種幾乎看不見的標記，它必須放置在特定的環(huán)境中才能被看見而不影響物品的使用；普通水印的制作和復(fù)制是復(fù)雜的，需要特殊的技術(shù)和材料。常見水印常用于重要的印刷產(chǎn)品，如貨幣、支票、證書、護照和發(fā)票等，主要用于識別物品的真?zhèn)巍?shù)字水印將一些與多媒體內(nèi)容相關(guān)的標記

6、信息直接嵌入到多媒體內(nèi)容中，但不影響原始內(nèi)容的使用價值，也不容易被人類感知系統(tǒng)感知或注意到。通過隱藏在多媒體內(nèi)容中的信息，有可能確認內(nèi)容的創(chuàng)作者、購買者，或者它是否真實和完整。1994年，在美國電氣和電子工程師學(xué)會國際圖像處理會議上，舍恩德爾和蒂克爾發(fā)表了一篇題為“數(shù)字水印”的論文，標志著數(shù)字水印概念的誕生。1996年5月30日至6月1日，第一屆信息隱藏國際學(xué)術(shù)會議在英國劍橋的牛頓研究所舉行。這次會議以數(shù)字水印為主題。1998年、1999年、2001年、2002年、2004年、2006年和2007年，分別舉行了七次關(guān)于信息隱藏的國際研討會。根據(jù)對IEEE/IEEE電子圖書館全文數(shù)據(jù)庫的檢索，2

7、001年至2007年數(shù)字水印文檔的數(shù)量分別為222，302，365，438，512，596。中國的數(shù)字水印研究始于1998年。在何德全、周忠義和蔡繼仁三位院士的倡議下，分別于1999年、2000年、2001年、2002年、2004年和2006年舉辦了六次國內(nèi)信息隱藏學(xué)術(shù)研討會。第七屆中國信息隱藏會議于2007年11月在南京召開。根據(jù)中文期刊網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫的檢索情況，1999年至2007年的文獻數(shù)量分別為16、42、109、187、298、372、624、682篇。17，國家自然科學(xué)基金數(shù)字水印研究現(xiàn)狀，1999年2個項目，2001年3個項目，2002年3個項目，2003年2個項目，2004年6個項

8、目，2005年4個項目，2006年2個項目，2007年11個項目。一些公司已經(jīng)開始致力于數(shù)字水印軟件的開發(fā)和推廣，如上海阿蘇數(shù)碼有限公司()嵌入階段的設(shè)計主要解決兩個問題：一是數(shù)字水印的生成，可以是一系列的偽隨機數(shù)，也可以是與作者相關(guān)的信息，如字符串、圖標等可以加密；第二個是嵌入算法。嵌入方案的目標是在不可見性和魯棒性之間找到一個很好的折衷。檢測階段主要是設(shè)計與嵌入過程相對應(yīng)的檢測算法。檢測結(jié)果要么是原始水印(如字符串或圖標等。)或基于統(tǒng)計原理的測試結(jié)果來判斷水印是否存在。檢測方案的目標是最小化錯誤判斷和錯過判斷的概率。1.水印嵌入3360使用嵌入算法(即水印嵌入，1，1，20)將水印信號w嵌

9、入到原始產(chǎn)品1中。水印檢測3360通過相關(guān)檢測21準確地從水印載體中提取水印或者判斷它是否包含某個水印。例如，假設(shè)有一個數(shù)字照片圖像來識別作者，可以采用在原始圖像上添加可見標記的方法，但這可能會損害圖像的完整性。因此，通過使用數(shù)字水印嵌入技術(shù)，作者的徽標可以作為不可見數(shù)據(jù)(數(shù)字水印)隱藏在原始圖像中，從而在不損害圖像的主觀質(zhì)量和完整性的情況下指示所有權(quán)。水印圖像可以保持原始圖像的格式和其他信息，并且不影響正常信息的再現(xiàn)和處理。就主觀質(zhì)量而言，兩幅圖像之間的差異非常小，肉眼無法檢測到。只有通過特定的解碼器才能從中提取隱藏信息。數(shù)字水印的另一個目的是識別數(shù)據(jù)的真實性。目前，數(shù)碼相機和錄像機拍攝的圖

10、像不能作為法庭證據(jù)，因為很容易被篡改。如果在證據(jù)照片中嵌入了水印，對照片的任何修改都會破壞水印，并且特殊的檢測軟件可以檢測照片被修改的地方。數(shù)字水印技術(shù)不能直接防止復(fù)制行為，而是通過驗證產(chǎn)品的所有權(quán)來揭露非法復(fù)制和傳播行為，通過法律手段對其進行懲罰，間接消除盜版者的非法復(fù)制企圖，起到保護知識產(chǎn)權(quán)的作用。23.五、數(shù)字水印的基本特征數(shù)字水印有四個基本特征：不可感知性、魯棒性、安全性、水印容量和可證明性。不可感知性意味著數(shù)字水印的嵌入不會導(dǎo)致數(shù)字作品的視覺/聽覺質(zhì)量的下降。魯棒性是指當受保護信息發(fā)生變化時，如傳輸、JPEG壓縮、濾波、圖像幾何變換如平移、擴展、旋轉(zhuǎn)、剪切等，數(shù)字水印不被破壞。數(shù)字水

11、印的基本特征和安全性數(shù)字水印的安全性與密碼系統(tǒng)的安全性非常相似，即水印嵌入算法是開放的，安全性基于密鑰管理，只有有密鑰才能提取水印。水印容量：嵌入的水印信息必須足以代表多媒體內(nèi)容的創(chuàng)作者或所有者的標識信息，或者購買者的序列號，這有利于解決版權(quán)糾紛，保護數(shù)字產(chǎn)權(quán)合法所有者的利益。特別是在隱蔽通信領(lǐng)域，對水印容量有很大的需求?？勺C明性：數(shù)字水印算法可以肯定地識別嵌入在受保護對象中的相關(guān)信息，例如注冊用戶代碼、產(chǎn)品徽標或任何其他有意義的單詞，并在必要時提取它作為證據(jù)。25，6數(shù)字水印分類，從水印嵌入策略來看，空域水印：直接將水印信息疊加在信號樣本值1的最低有效位方法(LSB方法)上；2.拼接法和紋理

12、塊映射編碼法；3.文檔結(jié)構(gòu)的微調(diào)方法。變換域水?。簩⑺⌒畔B加在信息變換后的系數(shù)上，如離散余弦變換、小波變換、傅立葉變換、分形或其他變換域等。水印檢測方法中的非盲水印(私有水印)的分類需要原始數(shù)據(jù)和原始水印參與檢測過程。在半盲水印(半私有水印)的檢測過程中，需要原始水印進行檢測，并且只給出一個二進制判斷系統(tǒng)來判斷是否包含水印。這個系統(tǒng)中嵌入的信息只有1位。盲水印(public watermark)是一種不需要原始數(shù)據(jù)或原始水印，可以輸出水印內(nèi)容的系統(tǒng)。一般來說，非盲水印是魯棒的，但其應(yīng)用受到存儲成本和通信的限制。目前，學(xué)術(shù)界研究的數(shù)字水印大多是半盲水印或盲水印。根據(jù)使用目的，魯棒水印在作品中

13、受到一定程度的破壞，而脆弱水印脆弱水印可以檢測出任何對作品的篡改。如果作品被篡改，半脆弱水印不能被檢測到。半脆弱水印能容忍一定的信號失真，只有當作品內(nèi)容被篡改時，水印才不會被檢測到。它比脆弱水印有更好的應(yīng)用前景。魯棒水印主要用于版權(quán)保護，脆弱水印和半脆弱水印主要用于根據(jù)水印所附著的媒體來認證：靜止圖像水??；視頻水??；聲音水??；文檔水??；28、6典型數(shù)字水印算法和空間算法。典型的空間方法是最低有效位有效位、拼接和文檔結(jié)構(gòu)的微調(diào)。最小二乘法是將水印直接嵌入到原始信號的最不重要的位置(最低有效位)，這樣可以保證嵌入的水印是不可見的。該算法魯棒性差，水印信息容易被濾波、圖像量化和幾何變形破壞。，29，

14、一種典型的數(shù)字水印算法，Patchwork方法是一種基于統(tǒng)計的數(shù)據(jù)水印嵌入方案。它的過程是用一個鍵和一個偽隨機數(shù)發(fā)生器選擇N對像素(ai，bi)，然后加上每個ai點的亮度值，減去每個bi點的亮度值，這樣整個圖像的平均亮度保持不變，這里的值就是嵌入在圖像中的水印信息。文檔結(jié)構(gòu)的微調(diào)方法是一種在普通文檔中隱藏特定二進制信息的技術(shù)。例如稍微改變字符或文檔圖像的行間距和水平間距，或者改變字符的特征。30，典型的數(shù)字水印算法，空域數(shù)字水印技術(shù)具有算法簡單、速度快、易于實現(xiàn)、幾乎無損恢復(fù)載體圖像和水印信息的優(yōu)點。它的缺點是太脆弱，常用的信號處理過程，如信號縮放和切割，會破壞水印。31、典型數(shù)字水印算法、變

15、換域算法這種算法的基本思想是對圖像或聲音信號等信息進行變換(如正交變換)，在變換域中嵌入水印，然后將其變換成含有水印的輸出。在檢測水印時，首先要對信號進行相應(yīng)的數(shù)學(xué)變換，然后通過相關(guān)運算來檢測水印。壓縮域算法水印檢測和提取直接在壓縮域數(shù)據(jù)中進行。數(shù)字水印的應(yīng)用版權(quán)保護嵌入多媒體產(chǎn)品所有者的信息作為水印。當作品被盜版或發(fā)生版權(quán)糾紛時，所有者可以通過提取水印來保護自己的權(quán)益。認證當數(shù)字產(chǎn)品在法庭、醫(yī)學(xué)、新聞和商業(yè)中使用時，通常需要確定它們的內(nèi)容是否被修改、替換或特殊處理，這可以通過嵌入脆弱或半脆弱水印來驗證內(nèi)容的完整性。33，數(shù)字水印的應(yīng)用，數(shù)據(jù)監(jiān)控：其主要目的是檢測和識別存儲或傳輸?shù)臄?shù)據(jù)。此類應(yīng)

16、用可用于付費無線廣播的自動監(jiān)控系統(tǒng)或互聯(lián)網(wǎng)。內(nèi)容標簽：在數(shù)字產(chǎn)品中嵌入包含注釋的信息，以進一步解釋產(chǎn)品，例如在照片中添加拍攝時間和地點。其潛在市場是醫(yī)學(xué)應(yīng)用、多媒體檢索等。34、數(shù)字水印的應(yīng)用、拷貝控制：在DVD播放系統(tǒng)中，拷貝控制信息被嵌入到原始視頻信號中，以達到控制使用的目的。盜版追蹤：為了防止未經(jīng)授權(quán)的拷貝被非法出售，所有者或銷售者將不同的用戶識別碼或序列號作為不同的水印(指紋)嵌入到作品的合法拷貝中，從而一旦發(fā)現(xiàn)非法拷貝，就可以通過提取水印來確定其來源。35和8數(shù)字水印攻擊?，F(xiàn)有的數(shù)字水印攻擊可分為5類。普通信號處理：普通信號處理包括：線性或非線性濾波、數(shù)字/模擬和模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換、重采樣、再量化、添加隨機噪聲、銳化或模糊圖像、增