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數字水印技術范文1
秘密共享源于經典密碼理論，是指將共享的秘密在一個用戶集團里進行合理分配，以達到由所有集團成員共同掌管秘密的目的[7，8]。秘密一旦被共享，集團里任何單個成員都能且僅能在集團中其它成員的同意下合作得到該秘密。一個秘密共享體制由秘密的分發者D、參與者集合P={P1，P2，…，PN}、接入結構Γ、秘密空間S、分配算法、恢復算法等要素構成，其中Γ是由P的某些子集作為元素組成的集合，即Γ2Γ，其元素稱為Γ的授權子集。一個P上的滿足一般接入結構Γ的秘密共享方案是指：
(1)對于Γ的任何一個授權子集A∈Γ，A中的全體成員可以利用他們所擁有的秘密份額來恢復秘密S；
(2)對于Γ的任何一個非授權子集BP，BΓ，B中的成員無法利用他們的秘密份額來重新恢復秘密S。
秘密共享的概念最早由Shamir和Blakley在1979年提出，并給出(r，n)秘密共享門限方案。所謂(r，n)(其中r、n為正整數，且r≤n)秘密共享門限方案是指在用戶數為n的用戶集團內共享某個秘密(如K)的方法。在這個方法中，任意r個屬于集團的用戶都能合作計算出K的值，但當用戶個數少于r時不能計算出K。如n個用戶間共享一個密鑰K，每個用戶i持有一個密鑰碎片ki(i=1，2，3，…，n)，基于其中任意不同的r(r≤n)個密鑰碎片ki1，ki2，…，kir(1≤i1，i2，…，ir≤n)都可以恢復出密鑰K，而由任意r-1個或更少的密鑰碎片都不能得出關于密鑰K的信息。
應用(r，n)秘密共享體制，攻擊者必須獲得超過一定數量(門限值r)的秘密碎片才能獲得密鑰，這樣提高了系統的安全性；當某些碎片(不超過n-r個)丟失或被毀時，利用其它秘密份額仍然能夠獲得秘密，這樣提高了系統的可靠性。在恢復秘密K時，參與者必須提供正確的秘密份額，否則恢復會失敗，不正確的秘密份額又稱為惡意子密。秘密共享體制在實際當中應用廣泛，可用于分散重要的信息，如通信密鑰的管理、數據安全、銀行網絡管理、導彈控制發射等。
對于聯合數字水印來說，其嵌入過程與一般水印的嵌入過程相同。但是在聯合用戶的應用背景下，當檢測過程不成功時，嵌入單一聯合數字水印不具備分辨單個聯合用戶的能力。例如設用戶為A、B，當水印檢測成功時，即可認定用戶A、B都為具有部分聯合所有權的用戶，而且A、B一起擁有對水印作品的所有聯合所有權。但當水印檢測不成功時，無法分辨下列三種所有權分布情況：
(1)用戶A、B皆為不合法的聯合用戶。
(2)僅用戶A為不合法的聯合用戶。
(3)僅用戶B為不合法的聯合用戶。
為了分辨單個聯合用戶，除了嵌入生成的長度為2L的聯合數字水印W外，用戶A可以嵌入自己的長度為L的水印W1，同時用戶B也嵌入屬于用戶B的長度為L的水印W2。這樣檢測結果可能有以下情形：
(1)成功檢測到所有水?。篧、W1、W2。
(2)水印W、W1檢測不成功，僅成功檢測水印W2。
(3)水印W、W2檢測不成功，僅成功檢測水印W1。
(4)所有水印檢測均不成功。
對以上情形分別判斷為：
(1)所有水印被成功檢測，用戶A、B都為合法聯合用戶。
(2)僅成功檢測水印W2，那么僅用戶B都為合法聯合用戶。
數字水印技術范文2
[關鍵詞]數字水印 聯合數字水印 秘密共享體制 離散余弦變換DCT
數字水印技術是在數字產品中加入不可見標記，以達到版權保護目的的技術。獨特的水印信息與數字產品本身緊密結合在一起，一般是不可見的，但利用相關技術就可以對水印信息進行提取與識別，從而確認了數字產品的所有權和完整性。數字水印是把傳統習慣用的紙張文本水印用到數字世界，數字水印描述的方法和技巧允許隱藏信息，例如把文本數字隱藏到圖像、視頻、音頻等數字媒體中。這種嵌入需要巧妙地處理數字資料的內容。這種隱藏方法要使媒體的修改不易察覺。對圖像而言對象素值的修改應是不可見的，而且根據不同的應用，水印既可以是魯棒的也可以是易碎的，這種被嵌入的水印可以是一段文字、標識、序列號等，它與原始數據(如圖像、音頻、視頻數據)緊密結合并隱藏其中，這種水印通常是不可見的，只有通過專用的檢測器或閱讀器才能提取。
秘密共享源于經典密碼理論，是指將共享的秘密在一個用戶集團里進行合理分配，以達到由所有集團成員共同掌管秘密的目的[7，8]。秘密一旦被共享，集團里任何單個成員都能且僅能在集團中其它成員的同意下合作得到該秘密。一個秘密共享體制由秘密的分發者D、參與者集合 P={P1，P2，…，PN}、接入結構Γ、秘密空間 S、分配算法、恢復算法等要素構成，其中Γ是由P的某些子集作為元素組成的集合，即Γ 2Γ，其元素稱為Γ的授權子集。一個P上的滿足一般接入結構Γ的秘密共享方案是指：
(1)對于Γ的任何一個授權子集 A∈Γ，A中的全體成員可以利用他們所擁有的秘密份額來恢復秘密S；
(2)對于Γ的任何一個非授權子集B P，B Γ，B中的成員無法利用他們的秘密份額來重新恢復秘密S。
秘密共享的概念最早由Shamir和 Blakley在 1979年提出，并給出(r，n)秘密共享門限方案。所謂(r，n)(其中 r、n為正整數，且 r≤n)秘密共享門限方案是指在用戶數為n的用戶集團內共享某個秘密(如 K)的方法。在這個方法中，任意 r個屬于集團的用戶都能合作計算出K的值，但當用戶個數少于 r時不能計算出 K。如 n個用戶間共享一個密鑰K，每個用戶 i持有一個密鑰碎片ki(i=1，2，3，…，n)，基于其中任意不同的r(r≤n)個密鑰碎片ki1 ，ki2 ，…，kir(1≤ i1，i2，…， ir≤n)都可以恢復出密鑰 K，而由任意r-1個或更少的密鑰碎片都不能得出關于密鑰 K的信息。
應用(r，n)秘密共享體制，攻擊者必須獲得超過一定數量(門限值 r)的秘密碎片才能獲得密鑰，這樣提高了系統的安全性；當某些碎片(不超過n-r個)丟失或被毀時，利用其它秘密份額仍然能夠獲得秘密，這樣提高了系統的可靠性。在恢復秘密K時，參與者必須提供正確的秘密份額，否則恢復會失敗，不正確的秘密份額又稱為惡意子密。秘密共享體制在實際當中應用廣泛，可用于分散重要的信息，如通信密鑰的管理、數據安全、銀行網絡管理、導彈控制發射等。
對于聯合數字水印來說，其嵌入過程與一般水印的嵌入過程相同。但是在聯合用戶的應用背景下，當檢測過程不成功時，嵌入單一聯合數字水印不具備分辨單個聯合用戶的能力。例如設用戶為 A、B，當水印檢測成功時，即可認定用戶A、B都為具有部分聯合所有權的用戶，而且 A、B一起擁有對水印作品的所有聯合所有權。但當水印檢測不成功時，無法分辨下列三種所有權分布情況：
(1)用戶 A、B皆為不合法的聯合用戶。
(2)僅用戶 A為不合法的聯合用戶。
(3)僅用戶 B為不合法的聯合用戶。
為了分辨單個聯合用戶，除了嵌入生成的長度為2L的聯合數字水印 W外，用戶A可以嵌入自己的長度為 L的水印 W1，同時用戶 B也嵌入屬于用戶 B的長度為 L的水印W2。這樣檢測結果可能有以下情形：
(1)成功檢測到所有水?。篧、W1、W2。
(2)水印 W、W1檢測不成功，僅成功檢測水印 W2。
(3)水印 W、W2檢測不成功，僅成功檢測水印 W1。
(4)所有水印檢測均不成功。
對以上情形分別判斷為：
(1)所有水印被成功檢測，用戶 A、B都為合法聯合用戶。
(2)僅成功檢測水印 W2，那么僅用戶 B都為合法聯合用戶。
(3)僅成功檢測水印 W1，那么僅用戶 A都為合法聯合用戶。
(4)所有水印均不能被成功檢測，用戶 A、B都不具備聯合所有權。
參考文獻：
[1]陶亮，陶林. DGT與DCT在圖像編碼中的性能比較.
[2]陳海永.DCT域圖像水印算法的研究.
[3]陶亮，莊鎮泉.二維實值離散Gabor變換與DCT在圖像編碼中性能的比較.200.
數字水印技術范文3
Abstract: Multimedia technology and extensive application of network technology make the image, audio, video and other multimedia content protection an urgent problem needed to be addressed. Digital watermarking technology, as an important means of copyright protection, is being in-depth studied.
關鍵詞:音頻信號;加密;數字水印技術;應用
Key words: audio signal; encryption; digital watermarking technology; application
中圖分類號:TP29 文獻標識碼:A文章編號:1006-4311(2010)27-0255-01
1人類聽覺特性
在音頻文件中嵌入水印的各種方法一般都要利用人類聽覺系統的某些特性,即人的聽覺生理――心理特性。使用這些特性是為了滿足水印的不可感知性(聽覺相似性)的要求。
首先,人的聽覺具有掩蔽效應。其次,人耳對聲音信號的絕對相位不敏感,而只對其相對相位敏感。最后,人耳對不同頻率段聲音的敏感程度不同,通常人耳可以聽見20～18Hz的信號,但對300～3400Hz范圍內的信號最為敏感,人耳實際感覺到的音量也是隨頻率而變化的。
2音頻數字水印技術
2.1 音頻信號的數字表示對大多數的數字音頻表示有兩個重要參數:采樣量化方法和瞬態采樣速率。
一般音頻的常用采樣頻率包括8kHz、9.6kHz、10kHz、12kHz、16kHz、22.05kHz和44.1kHz。采樣頻率影響水印數據的隱藏量,因為它給出了可用頻譜的上限(如果信號的采樣頻率為8kHz,則引入的修改分量的頻率不會超過4kHz)。對于大多數已有的水印技術而言,可用的數字空間與采樣的頻率的增長至少成線性關系。最后需要考慮的是由有損和可感知壓縮算法引起的變化。這些變化徹底改變了信號的數據結構。他們僅僅保留了聽者能感覺到的特性部分,也就是說,它聽起來與原始信號非常相似,但是信號在最小平方意義上完全不同。水印嵌入的速度依賴于信號的采樣率、聲音編碼類型和具體的水印算法。
2.2 音頻信號傳送環境在實踐中,含有水印的音頻信號從編碼到解碼之間有多種可能的傳播途徑。
第一種情形是聲音文件從一個機器拷貝到另一機器,其中沒有任何形式的改變,編碼方和解碼方的采樣率完全一樣。第二種情形是信號仍然保持數字的形式,但采樣率發生了變化。這一變化保持了大多數信號的幅度和相位值,但是改變了信號的時域特征。第三種情形是信號被轉換為模擬形式,通過模擬線路進行傳播,在終端被重新采樣,在此過程中信號的幅度、量化方式和時域采樣率都得不到保持。通常,這種情形下信號的相位值可以得到保持。第四種情形是信號在空氣中傳播,經過麥克風重新采樣。這時信號受到未知的非線性改變,會導致相位改變、幅度改變、不同頻率成分的漂移和產生回聲等。
在選擇水印嵌入算法時,需要考慮信號的表述和傳輸路徑。如果音頻信號在傳輸中沒有改變(比如第一種情形),則對水印算法的約束最小。如果音頻信號在傳輸中發生很大變化(比如第四種情形),則對水印算法的約束很大,要求算法有很強的穩健。
2.3 音頻數字水印要求要成為成功地在數字音頻媒體中隱藏數據,我們必須關注以下幾方面的要求。
①數據變化處理操作的穩健性。要求水印本身應能經得住各種有意無意的攻擊。典型的攻擊有添加噪聲、數據壓縮、濾波、重采樣、A/D-D/A轉換、統計攻擊等。②聽覺相似性。數字水印是在音頻載體對象中嵌入一定數量的掩蔽信息,為的是第三方不易察覺嵌入的信息,需謹慎選擇嵌入方法,使嵌入信息前后不產生聽覺可感知的變化。③是否需要原始數據進行信息提取。根據數據嵌入和提取方案的不同設計,有些方案可以不需要借助于原始數據進行信息提取,這一性能將影響方案的用途和性能。④數據提取誤碼率。數據提取誤碼率也是音頻水印方案中的一個重要技術指標,因為一方面存在來自物理空間的干擾,另一方面,信道中傳輸的信號會發生衰減和畸變,再加上人為的數據變換和攻擊,都會使數據提取的誤碼率增加。⑤嵌入數據量指標。根據用途的不同,在有些應用場合中必須保證一定的嵌入數據量,如利用音頻載體進行隱蔽通信。
2.4 音頻數字水印的評價標準評價水印嵌入后媒體產品被影響程度,除了利用感知系統(人耳或人眼)定性評價以外,還可以采用定量的評價標準。通常對含有水印的音頻信號進行定量評價的標準有以下兩種。
①信噪比(SNR)。設N為音頻數據段長度,xi為原始音頻采樣數據,i為嵌入水印后的音頻采樣數據,則信噪比被定義為:
SNR=10log10(1)
其中,2=(xi-x)2,D=(xi-i)2,x=xi
②峰值信噪比(PSNR)
PSNR=10log10N2/D(2)
在音頻信號中嵌入二值水印,為定量地評價提取的水印與原始水印信號的相似性,采用歸一化相關系數(NC)作為評價標準,其定義為:
NC(W,WS)= (3)
其中W為原始水印,大小為M1×M2;WS為提取水印。
3總結
數字水印技術范文4
【關鍵詞】數字水印；版權保護；DRM
隨著現代數字技術和互聯網技術的迅猛發展，傳統的信息交流方式有了很大的改變，多媒體數字信息憑借其方便和快捷的傳播方式越來越普及。人們借助PC終端、手機終端、云終端等電子設備可以從互聯網輕而易舉的的獲得大量的數字化信息產品。而隨之產生的版權問題也日益嚴重，由于缺乏合適的保護機制，數字信息很容易被復制，篡改和轉發，侵害了版權所有人的合法利益，因而對于多媒體數字信息版權保護的研究越來越受到人們的重視。
1 數字水印的概念和分類
數字水印是信息隱藏中的重要技術之一。通常其定義可理解為：不被感知地在數字產品中嵌入信息的處理行為。數字水印技術和傳統的密碼學方法不同，它是依據信息隱藏的思想將重要的可認證的信息嵌入到圖像、視頻、音頻及文本文件等數字多媒體的內容中，成為難于感知的部分，但從表面上并不影響產品的可視性，而一旦需要，則可以從加了水印的產品中檢測出預先嵌入的信息，對產品的完整性以及版權進行認證和證明。
數字水印是嵌入在數字圖像、音頻以及視頻等媒體中的信號，可以鑒別產品的真偽或者歸屬者。數字水印的分類方法有很多種，不同的角度會有不同的劃分，它們之間既有聯系又有區別。最常見的分類方法包括以下幾種：
（1）按數字水印特性：可以劃分為魯棒數字水印和脆弱數字水印兩類。
（2）按數字水印所附載的媒體：可以劃分為圖像水印、音頻水印、視頻水印、文本水印等。
（3）按數字水印檢測過程：可以劃分為明文水印和盲水印。
（4）按數字水印的用途：可以劃分為票據防偽水印、版權保護水印、篡改提示水印和隱蔽標識水印。
（5）按數字水印隱藏的位置：可以劃分為時（空）域數字水印、頻域數字水印、時頻域數字水印和時間/尺度域數字水印。
（6）按水印的可見程度：可以劃分為可見水印和不可見水印兩種。
2 數字水印的廣泛應用
數字水印技術未來的應用領域將會更加廣闊，該技術己經引起工業界的濃厚興趣，并日益成為國際上非?；钴S的研究領域。主要有以下5個領域：
（1）版權保護：這是數字水印的主要用途。在多媒體數字產品中加入代表版權信息的數字水印，可以在該作品被盜版或出現版權糾紛時，從中獲取水印信號證實版權所有者，檢舉和盜版者，從而保護所有者的權益。
（2）內容認證：用來認證被保護作品內容的真實性、完整性，其主要應用領域有醫學圖像、指紋數據庫等。
（3）廣播監控：通過識別嵌入的水印信息，記錄廣告作品是何時何地被廣播的，以用來保護廣告商和廣播商之間的利益。
（4）交易跟蹤：控制未授權的產品復制。
（5）設備控制：應用水印技術的設備能夠檢測出待處理作品的水印信息，并做出相應操作。
不同的應用對數字水印的要求不盡相同，一般認為數字水印應具有如下特點：
（1）可證明性：數字水印算法應該能把所有者的相關信息完整的嵌入進去，水印能為產品的歸屬提供可靠地依據。在需要的時候能夠完整的提取出水印信息。水印可以用來判別對象是否受到保護，并能夠監視被保護數據的傳播、真偽鑒別以及非法拷貝控制等。這實際上也是發展水印技術的基本功能。
（2）不可感知性：數字水印的存在不應明顯干擾被保護的數據，不影響被保護數據的正常使用的情況下應該在視覺和聽覺或者其它感官上不被感知，同時要求用統計方法也不能恢復水印。
（3）魯棒性：指經過常規信號處理操作后能夠檢測出所嵌水印的能力。以圖像為例，常規操作包括濾波、有損壓縮、幾何形變等等，在經過這些操作后，魯棒的水印算法應仍能從水印圖像中提取出嵌入的水印并證明水印的存在。
3 數字水印典型算法
在過去10多年的時間里，出現了很多數字水印算法，主要可以分為時/空間域方法和頻域算法。
時/空間域方法算法簡單，實時性比較強。早期的空間域方法主要是修改圖像的最低有效位（LSB），也稱“最不顯著位”，最簡單的做法是通過修改最低的兩個有效位來嵌入水印，隨后很多學者對該算法進行了改進，最典型算法是對載體數據區分奇數和偶數行，對奇數行和偶數行不同的最低位嵌入水印；基于直方圖特性的算法，這種算法是把直方圖和數字水印的技術結合起來，按照是否修改載體的直方圖可以分為兩種：修改載體圖像直方圖數字水印算法和保持原始直方圖的數字水印算法；預測編碼數字水印算法，1994年Matsui提出了一種基于灰度圖像預測編碼的數字水印算法，掃描所有的圖像點用預測編碼進行編碼，根據一張保密的對應編碼表確定是否嵌入水印信息。時/空間域方法嵌入數據量可以很大，但明顯缺乏魯棒性。
頻域算法主要是使用了通信中的擴頻技術，在數字水印技術中，把原始載體看成是通信信道，將水印信息看成是通過信道的信號，將水印信息嵌入到多個載體信息的頻域系數中去，破壞水印信息需要把很強的噪聲信息加入到載體信息的所有頻域當中去，破壞水印的同時載體的質量也嚴重下降。因此，頻域的數字水印算法具有很強的魯棒性和安全性。主要的算法有DCT變換域方法，L.I.Cox提出在圖像的敏感區域嵌入水印，把高斯偽隨機序列作為水印嵌入到除DC系數以外的1000個DCT系數中，同時也有算法提出可以把圖像分成8*8的分塊，改變其中若干塊的中間頻率的系數。Swanson等提出利用空間掩蔽特性，計算每個DCT系數允許改變的最大限度，確保水印的透明性。Zeng等人提出了一個混合法，既修改全局DCT變換的低頻系數，又在中間頻率的系數中嵌入一個擴頻信號。Barni等人把感知模型精確到一個圖像小波系數，從而最大程度的提高了水印的能量； Wavelet變換域方法：Houng-Jyh Wang等提出了在視覺重要的小波系數中嵌入水印的方法。算法按視覺重要性搜索系數，依次嵌入水印。量化水?。?Eggers和Girod提出利用抖動量化代替壓縮算法中的量化，結合JPEG壓縮過程，提出了一種私有的指紋水印算法。頻域數字水印方法具有抗信號處理和抗攻擊力較強的魯棒性及隱蔽性。
4 數字水印技術及其在版權保護中的應用
數字水印方案一般包括三個步驟：水印的生成、水印的嵌入和水印的提出檢測是否存在。圖1展示了水印的嵌入過程。該系統的輸入是水印信息、原始載體數據和一個可選的私鑰/公鑰。其中水印信息可以是任何形式的數據，如隨機序列或偽隨機序列、二值圖像、灰度圖像或彩色圖像等等。水印生成算法應保證水印的唯一性、有效性、不可逆性等屬性。水印信息可由偽隨機數發生器生成。密鑰可用來加強安全性，以避免未授權的恢復和修復水印。所有的實用系統必須使用一個密鑰，有的甚至使用幾個密鑰的組合。
圖2是數字水印的提取過程，通常使用數字水印或者原始數據、和待檢測數據、密鑰通過水印檢測算法檢測出水印信息，再和嵌入的水印信息做比較從而確定版權及是否受到攻擊。
信息資源數字化是圖書館服務跨入現代化和網絡化的重要標志，數字化建設首先是將圖書資料進行數字化處理，并且分門別類歸檔到到服務器中，隨著現代科技技術的不斷發展，大容量存儲硬件的出現已經讓數字化本身不存在問題。同時3G時代和即將到來的4G時代使得網絡的帶寬和速度已經大幅的提高，PC、智能手機、云終端等電子設備的普及給圖書館數字化提供了強有力地支持。1994年《公共圖書館宣言》提出圖書館是公眾獲取信息之門，圖書館的宗旨是為用戶服務，同時又要保護作者的合法權益。由于版權的問題使數字化還存在著一定的障礙，因為數字圖書館作為互聯網上的一個信息系統，其數字化的信息很容易被復制卻很難發現和控制，所以圖書館不能隨意地將沒有取得版權的文獻自由數字化并提供給讀者使用。這是目前阻止圖書館數字化進程的關鍵性因素。
缺少數字版權管理，即便是最完美的數字化內容也是毫無商業價值的。2001年麻省理工學院在《技術評論》中稱，數字版權管理技術是今后信息技術領域重點開發技術。數字水印應用到網絡數字多媒體的版權保護中，需要設計一種實現簡單、可靠性高的保護協議及系統。數字水印本身并不具備阻止數據被拷貝的功能。它作為版權保護系統的一部分，提供著版權的驗證或者拷貝預警的功能并結合系統的其他模塊實現對版權多媒體消息的有效保護。
DRM系統技術是一項加強對圖像、音頻、視頻數字化產品內容版權保護的技術，其基本的工作原理一般是將圖像、音頻、視頻等文件進行加密編碼處理，再建立一個證書授權服務中心來保護多媒體信息的版權和使用權限。在DRM系統中，數字水印主要可以做為如下這幾種應用：保護元數據，在DRM系統中可以把數字水印和著作信息相關的數據元綁定，來檢測版權和費用支付；發現盜版之后取證和跟蹤，在數字產品的拷貝和發行中，發行人可以把不同的ID或者身份信息作為不同的數字水印嵌入到合法拷貝中去。如果發現存在侵權行為就可以通過水印信息確認其來源；確認是否遭受篡改，把脆弱數字水印嵌入到數字產品中去，因為脆弱水印對信號的改動很敏感，即便發生很小的變動，數字水印也會隨之發生變化，人們根據脆弱水印的狀態就可以判斷數據是否被篡改過；保護許可信息，在DRM系統中一般只有用戶獲得合法的許可信息才能消費數字內容，可以把把許可信息作為數字水印信息嵌入到產品中去，從而提高許可信息的健壯性。
數字水印的理論與技術日漸完善，其應用領域也不斷拓展，并已逐步成為計算機多媒體技術、通信技術、信息論、密碼學、數字信號處理及數字版權保護等眾多學科研究的切入點，相信它一定能在數字圖書館的建設過程中發揮出應有的作用。伴隨著人們對版權保護意識的不斷提高，以及國家不斷完善的版權保護法和數字水印技術的不斷發展，不遠的將來，數字產品的版權保護和合理使用將會得到有效保障，侵權行為也會得到有效的遏制。
【參考文獻】
[1]王陽.論圖書館的電子書服務及數字版權管理[J].新世紀圖書館，2006（1）：42-44.
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[4]王建.數字圖書館建設和運行中的知識產權問題及對策研究[J].理論與探索，2010（9）：32-36.
數字水印技術范文5
【關鍵詞】TXT數字水印 數字水印 文本文檔數字水印 水印生成算法 水印安全控制
在目前互聯網、云計算、大數據等技術高速發展的時期，企業數據倉庫中所存儲的業務數據類型及數據量不斷增加，涉及到的敏感數據也越來越多，同時由于TXT文本文檔的廣泛應用， TXT中存有較多的敏感數據，一旦泄漏，將給企業和社會帶來極大的安全影響和經濟損失，因此如何能有效保護系統TXT數據的安全，成為急待解決的安全問題。傳統的安全控制主要采用“事前”權限控制、“事中”數據加密以及“事后”數據追蹤，其中數據追蹤需要采用全文檢索技術來實現，硬件部署成本很大，因此TXT數字水印技術的引入和研究，只需存儲用戶訪問的水印要素信息，可以節約大量的成本并保證TXT身份識別和來源追蹤，對文檔傳播者起到一定的威懾作用，具有較高的現實意義。
一、接入管理
接入管理用于管理數字水印裝置的接入，并提供多樣化的接入方式，增強數字水印的易用性，提升數字水印的客戶端適應能力，主要包括HTTP接入、標準WebService SOAP服務接入，和API調用方式的接入。應用系統通過接入管理的接口，將要進行水印嵌入的TXT文本文檔，以及用于形成水印的相關要素信息傳遞給水印管理模塊。
二、水印管理
水印管理模塊將應用系統傳遞過來的水印相關要素信息進行持久化存儲，并生成與之相對應的水印唯一識別碼，其中用于形成水印的相關要素信息包括用戶編號、用戶名、組織機構、ip地址、訪問時間等信息。具體如下圖所示：
三、TXT水印生成算法
TXT水印生成算法主要通過隱藏類型的字符編碼，如Tab鍵字符、空格鍵字符等，經過一定的組合算法合成，并通過TXT不可見水印處理算法將隱藏編碼隨機散布于一個或多個記錄行的尾部，最終構成TXT文本文檔的隱藏記錄。
具體算法說明如下：
（一）TXT文檔處理引擎：具備TXT文檔文件流的處理能力，包括文件的打開、關閉、文件游標的定位，文件數據的讀取、寫入和刪除等功能，用于解析TXT文檔、嵌入隱藏的不可見水印。
（二）TXT不可見水印處理算法：負責將隱藏的水印信息隨機散布于一個或多個記錄行的尾部，形成不可見的TXT數字水印。 “隨機散布算法”原理舉例如下：將隱藏水印信息平均拆分成=n時，則都拆分成n份，而TXT文本文檔的記錄行數如果
（三）TXT隱藏記錄生成算法：主要通過隱藏類型的字符編碼，如Tab鍵字符、空格鍵字符等，經過一定的組合算法合成，并通過TXT不可見水印處理算法將隱藏編碼隨機散布于一個或多個記錄行的尾部，最終構成TXT文本文檔的隱藏記錄。舉例如下：假設水印唯一識別碼是“1001”，將水印唯一識別碼拆分成單個數字，每個數字由空格鍵字符的組合來替代，而數字跟數字之間用Tab鍵字符隔開，則其對應的隱藏記錄為“2個空格鍵+tab鍵+1個空格鍵+tab鍵+一個空格鍵+tab鍵+2個空格鍵”，即“ ”，在TXT文本文檔中對應的16進制碼為
四、水印安全控制
用于控制水印的安全校驗，包含水印信息的加密和解密提取，以及有效性和完整性的檢測。加密后的“水印信息安全串”主要由：水印前綴+水印識別碼加密串+水印后綴+水印校驗碼，幾個部分組成。具體說明如下：
（一）水印前綴和水印后綴：都由“空格鍵+tab鍵+tab鍵+空格鍵”組成；
（二）水印識別碼加密串：由原始水印識別碼進行可逆加密后得到，如：由原始水印識別碼*2+1組成，即假設水印識別碼為91，則加密串為“183”；
（三）水印校驗碼：由水印識別碼長度和原始水印識別碼的可逆加密串組成，如：由兩位的水印識別碼長度（不足兩位補零）+（原始水印識別碼*3+2）組成，即假設水印識別碼為91，則水印校驗碼為02275。
數字水印技術范文6
關鍵詞：地理信息數據，加密技術，數字水印
中圖分類號：P2文獻標識碼： A
1 地理空間數據安全
地理空間數據是描述人類賴以生存的地球的重要信息，是國家基礎設施建設和地球科學研究的支撐性成果，是國民經濟、國防建設中不可缺少的資源，對社會可持續發展起著重要作用。
地理空間數據的安全保護問題涉及國家安全、國防安全、科技協作交流和知識產權保護等各個方面，是制約我國經濟、科學與技術可持續發展的重要因素之一。為保障地理空間數據的安全，國家和軍隊已制定了一系列相關的法規，如《測繪法》、《我國地圖出版管理辦法》、《關于對外提供我國測繪資料的若干規定》等。但是，怎樣才能夠更加有效地執行這些法規提供可靠的安全技術保障，是目前迫切需要解決的重要問題。
傳統的信息安全技術主要是加密技術。該技術目前已經發展的比較成熟，在信息社會的各個領域中得到了廣泛的應用。但密碼一旦破譯，數據就會失控，數據版權就得不到保護，也為盜版侵權行為提供了便利，這是傳統加密技術無法保護的。因此，發展新的安全技術彌補加密技術的不足十分必要，而數字水印技術是信息安全領域中近年來發展起來的前沿技術。
2 數字水印技術
水印，簡單地就是經常出現在人們熟知的紙幣表示紙幣真偽的圖形信息。人們通常將紙幣對著光源，會發現真的紙幣中有清晰的圖像信息顯示出來，這就是我們熟悉的“水印”。長期以來作為判定印刷品真偽的一個重要手段就是檢驗它是否包含水印。
數字水印技術，是更加廣泛意義上的水印技術，它是指在數字化的數據內容中嵌入秘密水印信息，通過水印與源數據的緊密結合并隱藏其中，成為源數據不可分離的一部分，由此來確定版權擁有者、所有權認證、跟蹤侵權行為、認證數字內容來源的真實性、識別購買者、提供關于數字內容的其他附加信息等。同時對于加強責任心、震懾非法行為、有據可查、快查檢驗等具有重要作用。
目前，數字水印技術得到了高度重視和快速發展。但是，大部分的研究和應用僅限于數字圖像、聲音和視頻。這一方面是因為計算機和網絡技術的發展使得這些產品得到了普及，提出了比較明確的需求。另一方面,隨著通信技術和信息處理技術的發展，產生了大量成熟的數據處理算法。然而，數字水印技術在地理空間數據研究還很少。
地理空間數據在軍事、測繪、地學、導航、規劃等許多領域得到了十分重要的應用。國家和軍隊投入了大量人力物力建設了不同比例尺和不同類型的基礎地理空間數據庫，“十二五”期間，還有一批重要的地理空間數據庫需要更新或正在建設。因此，如何保護地理空間數據的安全特別是利用數字水印技術是十分重要和迫切的問題。
3 數字水印的基本原理
數字水印技術是通過對于空間數據處理化嵌入水印信息，進而通過逆變化檢測相應的水印信息。水印信息包括版權信息、用戶信息、發圖單號、許可的使用用途、時間、備注等信息。
數字水印技術的關鍵是建立其水印數學模型。需要在分析不同類型地理空間數據本質特征基礎上，研究水印信息生成、水印嵌入模型、水印檢測模型、水印數據精度、水印攻擊模型等關鍵技術。在應用中，還要解決系統的可靠性、實用性、效率、安全性等問題。
4 數字水印的作用
4.1 版權保護
將產品版權信息不可見地隱藏在數字化產品中，當產品發生盜版或版權糾紛時，從產品中獲取水印信息作為依據，保護版權所有者的權益。
4.2 使用追蹤
在產品中嵌入生產者、使用者、使用時間、許可的使用用途等信息，用于識別不同的用戶，檢測使用期限，從而追蹤非法使用、復制和傳播的源頭，追查責任。
4.3 整性驗證
在產品中嵌入水印信息，產品被修改時，水印標識也一同被修改，從而對產品進行完整性驗證。
4.4 內容保護
在產品中嵌入可見且難以去除的水印，使得產品可以公開自由地預覽，但不能被他人用于商業目的。
5 數字水印在測繪成果管理中的應用
5.1 數據成果分發
利用水印技術，將數據版權所有者、數據領取者、發單、時間等作為水印信息嵌入到數據中，能夠有效地為數據版權保護、追蹤數據行蹤、檢查非法數據來源等提供可靠的技術手段。數據分發管理部門擁有大量的不同數據類型和數據格式的空間數據，分發數據是我們日常工作職責之一。使用獨立的水印軟件系統，有助于空間數據的快速分發處理。
5.2 生產過程內部管理
生產人員在領取數據前嵌入數據版權信息、領取者信息等，待作業完成后，提取水印信息，判斷生產后的數據是否是從數據分發部門領取的數據，以保證數據的權威性和一致性。針對專門的GIS數據處理軟件，如超圖、ESRI、AUTOCAD等，直接將水印系統完全集成到專業軟件中，并融為一體，成為專業軟件的一個組成部分。
5.3 共享平臺及內容保護
在共享平臺數據交流過程中，將自動識別申請使用者的信息以及版權信息，自主加載到數據中，從而能夠有效地保護數據的版權，跟蹤數據使用者。
在網絡平臺、公共平臺等供瀏覽的空間數據，希望能夠公開自由地預覽，但不希望被他人用于商業目的，這時可以加入可見水印。
6 數字水印在吉林省測繪成果管理方面的應用
6.1基礎地理信息數據格式
基礎地理信息數據是指經吉林省測繪地理信息局按基礎測繪計劃生產的各類測繪產品，具體可以分為航空攝影、攝影測量與遙感、地圖制圖、外業測繪等。使用吉林省基礎地理信息數據生產的測繪成果與基礎地理信息數據一樣進行管理。
矢量：E00、Shape、Dwg、Dxf、Mdb等
柵格地圖、影像：Bmp、Tif、Jpg等
DEM：Grid、Dem、Bil等
6.2 數字水印軟件
吉林省測繪地理信息局測繪檔案資料館自2013年1月份開始對外提供基礎地理信息數據成果開始進行數字水印加密。所采用數字水印加密軟件為南京師范大學開發研建的“吉印”數字水印軟件。
6.3 水印嵌入
吉林省測繪檔案資料館對外提供基礎地理信息數據需要添加數字水印信息，信息內容包括：使用許可協議編號、使用單位名稱、成果名稱、成果信息描述、分發日期、分發人員信息等?？梢詥蝹€數據文件嵌入或多個數據文件批量嵌入。
6.4 水印檢測
影像數據bmp、tif、jpg格式相互轉換后能直接檢測出水印信息。矢量數據E00、Shape、Dwg、Dxf、Mdb相互轉換后給直接檢測出水印信息。
可以進行單個數據文件檢測也可以進行多個數據文件批量檢測。發生測繪成果失泄密案件時用以檢查違法行為。能夠檢查出數據的出處及使用單位信息，并確認數據是否合法取得。為保密檢查、數據安全及侵權行為提供了必要的依據。
7 結束語
數字水印技術是當前數字成果版權保護的一個熱點，在網絡日益發展的今天，為數字產品的版權保護提供了一個比較理想的手段和方法。為地理空間數據的安全管理、版權保護和使用追蹤等提供了有效手段。數字水印加密軟件的啟用能夠為加強吉林省測繪地理信息局基礎地理信息數據的安全，提高基礎地理信息數據的管理水平，最大程度降低失泄密事件的發生提供有力的保障，使基礎地理信息數據的存儲、保管及對外提供具有可追溯性。
參考文獻：
[1] 孫圣和，陸哲明，牛夏牧. 數字水印技術與應用[M]. 北京: 科學出版社, 2004.
