數(shù)字水印原理與技術(shù)

前言

　　人類的進(jìn)步得益于科學(xué)研究的突破、生產(chǎn)力的發(fā)展和社會(huì)的進(jìn)步。　　計(jì)算機(jī)、通信、半導(dǎo)體科學(xué)技術(shù)的突破，形成了巨大的新型生產(chǎn)力。數(shù)字化的生活方式席卷全球。農(nóng)業(yè)革命、工業(yè)革命、信息革命成為人類歷史生產(chǎn)力發(fā)展的三座豐碑。古老的中華大地，也正在以信息化帶動(dòng)工業(yè)化的國(guó)策下煥發(fā)著青春。電子政務(wù)、電子商務(wù)的各種信息化應(yīng)用之花，在華夏沃土上競(jìng)相開放，炎黃子孫們?cè)诮?jīng)歷了幾百年的苦難歷程后，在國(guó)家崛起中又迎來(lái)了一個(gè)運(yùn)用勤勞和智慧富國(guó)強(qiáng)民的新契機(jī)?！　】茖W(xué)規(guī)律的掌握，非一朝一夕之功。治水、訓(xùn)火、利用核能都曾經(jīng)經(jīng)歷了非常漫長(zhǎng)的歲月。不掌握好科學(xué)技術(shù)造福人類的一面，就會(huì)不經(jīng)意地釋放出它危害人類的一面?！　∩a(chǎn)力的發(fā)展，為社會(huì)創(chuàng)造出許多新的使用價(jià)值。但是，工具的不完善，會(huì)限制這些使用價(jià)值的真正發(fā)揮。信息化工具也和農(nóng)業(yè)革命、工業(yè)革命中人們?cè)鴦?chuàng)造的許多工具一樣，由于人類認(rèn)識(shí)真理和實(shí)踐真理的客觀局限性而存在許多不完善的地方，從而形成信息系統(tǒng)的漏洞，造成系統(tǒng)的脆弱性，在人們駕馭技能不足的情況下?lián)p害著人們自身的利益?！　∈澜缥吹酱笸瑫r(shí)，社會(huì)上和國(guó)際間存在著競(jìng)爭(zhēng)、斗爭(zhēng)、戰(zhàn)爭(zhēng)和犯罪。傳統(tǒng)社會(huì)存在的不文明、暴力，在信息空間也同樣存在。在這個(gè)空間頻頻發(fā)生的和被有些人利用系統(tǒng)存在的脆弱性運(yùn)用其“暴智”來(lái)散布計(jì)算機(jī)病毒，制造拒絕服務(wù)的事端，甚至侵入他人的系統(tǒng)，盜竊資源、資產(chǎn)，以達(dá)到其貪婪的目的。人類運(yùn)用智慧開拓的信息疆土正在被這些暴行蠶食破壞著?！　‰S著信息化的發(fā)展，信息安全成為全社會(huì)的需求，信息安全保障成為國(guó)際社會(huì)關(guān)注的焦點(diǎn)。因?yàn)樾畔踩坏P(guān)系國(guó)家的政治安全、經(jīng)濟(jì)安全、軍事安全、社會(huì)穩(wěn)定，也關(guān)系到社會(huì)中每一個(gè)人的數(shù)字化生存的質(zhì)量?！　⌒畔⒏锩o人類帶來(lái)的高效率和高效益是否真正實(shí)現(xiàn)，取決于信息安全是否得以保障。什么是信息安全？怎樣才能保障信息安全？這些問題都是嚴(yán)肅的科學(xué)和技術(shù)問題。面對(duì)人機(jī)結(jié)合和非線性、智能化的復(fù)雜信息巨系統(tǒng)，我們還有許多科學(xué)技術(shù)問題需要認(rèn)真研究。我們不能在研究尚處膚淺的時(shí)候，就盲目樂觀地向世人宣稱，我們擁有了全面的解決方案；我們也不能因?yàn)槊鎸?duì)各種麻煩，就灰頭土臉，自暴自棄，我們需要的是革命的樂觀主義精神、堅(jiān)忍不拔的奮勇攀登科學(xué)技術(shù)高峰的堅(jiān)定信念。

內(nèi)容概要

本書從技術(shù)角度對(duì)數(shù)字水印的基本狀況、理論、主流算法、性能、檢測(cè)技術(shù)和典型應(yīng)用進(jìn)行了全面介紹，對(duì)水印研究應(yīng)用中遇到的主要問題進(jìn)行了系統(tǒng)闡述，并輔以豐富的例子，還在附錄部分給出了主要算法的源代碼。此外，書中對(duì)數(shù)字水印技術(shù)的主要產(chǎn)品和實(shí)際應(yīng)用案例進(jìn)行了介紹?！　”緯勺鳛楦叩仍盒Ｐ畔⑴c通信工程、計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)等專業(yè)高年級(jí)本科生和研究生的教材或參考書，也可供從事信息安全和數(shù)字版權(quán)管理的有關(guān)人員閱讀。

書籍目錄

第1章 緒論  1.1 引言  1.2 數(shù)字水印發(fā)展的歷史與現(xiàn)狀  1.3 數(shù)字水印的基本原理和框架  1.4 數(shù)字水印的特性和分類  1.5 數(shù)字水印的攻擊方法  1.6 數(shù)字水印技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域  參考文獻(xiàn) 第2章 基于邊信息的水印系統(tǒng)模型  2.1 基于通信理論的基本水印模型  2.2 含邊信息嵌入的水印系統(tǒng)  2.3 含邊信息編碼的水印系統(tǒng)  2.4 基于人類感知模型的含邊信息水印系統(tǒng)  2.5 小結(jié)  參考文獻(xiàn)第3章 數(shù)字水印嵌入算法  3.1 引言  3.2 時(shí)間/空間域數(shù)字水印算法  3.3 基于擴(kuò)頻的數(shù)字水印算法  3.4 基于量化的數(shù)字水印算法  3.5 量化與擴(kuò)頻嵌入方式的結(jié)合  3.6 不同變換域下水印算法的魯棒性比較  3.7 小結(jié)  參考文獻(xiàn)第4章 數(shù)字水印系統(tǒng)的性能評(píng)價(jià)  4.1 容量  4.2 保真度  4.3 簡(jiǎn)單攻擊的魯棒性  4.4 幾何失真的魯棒性  4.5 小結(jié)  參考文獻(xiàn)第5章 數(shù)字水印檢測(cè)——信息隱藏檢測(cè)原理及技術(shù)  5.1 信息隱藏檢測(cè)的概念  5.2 信息隱藏檢測(cè)原理及分類  5.3 對(duì)LSB信息隱藏的檢測(cè)  5.4 二值圖像的信息隱藏檢測(cè)  5.5 JPEG圖像的信息隱藏檢測(cè)  5.6 小結(jié)  參考文獻(xiàn)第6章 數(shù)字水印的應(yīng)用  6.1 數(shù)字水印應(yīng)用綜述  6.2 重要金融信息的內(nèi)容認(rèn)證系統(tǒng)  6.3 保密通信系統(tǒng)  6.4 移動(dòng)數(shù)字版權(quán)管理系統(tǒng)  6.5 電子印章系統(tǒng)  6.6 小結(jié)  參考文獻(xiàn)附錄

章節(jié)摘錄

　　同步攻擊又稱為禁止提取攻擊。這種攻擊不以完全去除水印信息為目的，而是試圖破壞載體數(shù)據(jù)和水印的同步性，從而使得水印的相關(guān)檢測(cè)失效或使提取嵌入的水印成為不可能。在同步攻擊下，被攻擊的數(shù)字作品中水印仍然存在，而且幅度沒有變化，但是水印信號(hào)已經(jīng)錯(cuò)位，不能維持正常水印提取過(guò)程所需要的同步性。這一類的攻擊算法很多，主要包括幾何變換、Warping、Jitter、Mosaic攻擊等。　　幾何變換就是通過(guò)對(duì)含水印圖像做各種全局或局部仿射、投影變換等進(jìn)行攻擊，主要包括旋轉(zhuǎn)（rotation）、縮放（scale）、平移（translation），這三項(xiàng)通常簡(jiǎn)稱為RST，如圖1.9所示，其中所使用的原始圖像如圖1.4（a）所示。其他的幾何攻擊方法還有水平反轉(zhuǎn)、剪切等。由于簡(jiǎn)單易行，幾何變換是目前最常見的一種攻擊手段。Warping是扭曲圖像的技術(shù)，通常在對(duì)圖像做局部調(diào)整和修補(bǔ)時(shí)使用。攻擊者采用’Warping技術(shù)攻擊時(shí)是對(duì)圖像施加局部或全局的隨機(jī)幾何失真，這種攻擊曾使很多水印算法失敗。圖1.10顯示的是圖像扭曲的示意圖。像素跳動(dòng)（jitter）就是隨機(jī)刪除或復(fù)制某些行或列，有時(shí)這種攻擊方法也被稱為L(zhǎng)Jnzign攻擊。攻擊者通常任意刪除圖像中的某幾行和列，或者刪除行和列后，在圖像中的其他位置上復(fù)制相同數(shù)量的行和列，以保證圖像的尺寸正確。這種攻擊一般不會(huì)造成視覺上的影響?！　〈送?，網(wǎng)絡(luò)瀏覽器為了提高圖片的傳輸速度，有時(shí)會(huì)在發(fā)送端把一個(gè)圖像拆分成若干個(gè)小圖像分別傳輸，接收端把這些小圖像依次拼接為整個(gè)圖像顯示出來(lái)。馬賽克（Mosaic）攻擊就是把一幅含水印圖像分割成足夠小的圖像塊，分別通過(guò)水印檢測(cè)器，檢測(cè)算法很有可能無(wú)法在這些小圖片上發(fā)現(xiàn)水印信息，然后攻擊者再把這些小圖像依次拼接為完整的圖像。

圖書封面

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