第11章信息隱藏與數(shù)字水印

網(wǎng)絡(luò)信息安全網(wǎng)絡(luò)信息安全精品課程建設(shè)第十一章信息隱藏與數(shù)字水印本章主要內(nèi)容數(shù)字水印技術(shù)

11.23411.1信息隱藏水印攻擊

11.3數(shù)字指紋技術(shù)

11.411.1信息隱藏11.1.1信息隱藏概述11.1.2信息隱藏應(yīng)用操作

多媒體數(shù)據(jù)的數(shù)字化為多媒體信息的存取提供了極大的便利，同時(shí)也極大地提高了信息表達(dá)的效率和準(zhǔn)確性。隨著因特網(wǎng)的日益普及，多媒體信息的交流已達(dá)到了前所未有的深度和廣度，其發(fā)布形式也愈加豐富了。人們?nèi)缃褚部梢酝ㄟ^(guò)因特網(wǎng)發(fā)布自己的作品、重要信息和進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)貿(mào)易等，但是隨之而出現(xiàn)的問(wèn)題也十分嚴(yán)重：如作品侵權(quán)更加容易，篡改也更加方便。因此如何既充分利用因特網(wǎng)的便利，又能有效地保護(hù)知識(shí)產(chǎn)權(quán)，已受到人們的高度重視。這標(biāo)志著一門(mén)新興的交叉學(xué)科--信息隱藏學(xué)的正式誕生。如今信息隱藏學(xué)作為隱蔽通信和知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)等的主要手段，正得到廣泛的研究與應(yīng)用。第11章信息隱藏與數(shù)字水印

信息隱藏（InformationHiding）不同于傳統(tǒng)的密碼學(xué)技術(shù)。密碼技術(shù)主要是研究如何將機(jī)密信息進(jìn)行特殊的編碼，以形成不可識(shí)別的密碼形式（密文）進(jìn)行傳遞；而信息隱藏則主要研究如何將某一機(jī)密信息秘密隱藏于另一公開(kāi)的信息中，然后通過(guò)公開(kāi)信息的傳輸來(lái)傳遞機(jī)密信息。對(duì)加密通信而言，可能的監(jiān)測(cè)者或非法攔截者可通過(guò)截取密文，并對(duì)其進(jìn)行破譯，或?qū)⒚芪倪M(jìn)行破壞后再發(fā)送，從而影響機(jī)密信息的安全；但對(duì)信息隱藏而言，可能的監(jiān)測(cè)者或非法攔截者則難以從公開(kāi)信息中判斷機(jī)密信息是否存在，難以截獲機(jī)密信息，從而能保證機(jī)密信息的安全。多媒體技術(shù)的廣泛應(yīng)用，為信息隱藏技術(shù)的發(fā)展提供了更加廣闊的領(lǐng)域。11.1.1信息隱藏概述11.1.1信息隱藏概述圖11.1信息隱藏技術(shù)的模型

密鑰秘密信息密鑰檢測(cè)器通道信息嵌入算法秘密信息載體信息1.信息隱藏模型我們稱(chēng)待隱藏的信息為秘密信息（secretmessage），它可以是版權(quán)信息或秘密數(shù)據(jù)，也可以是一個(gè)序列號(hào)；而公開(kāi)信息則稱(chēng)為載體信息（covermessage），如視頻、音頻片段。這種信息隱藏過(guò)程一般由密鑰（Key）來(lái)控制，即通過(guò)嵌入算法（Embeddingalgorithm）將秘密信息隱藏于公開(kāi)信息中，而隱蔽載體（隱藏有秘密信息的公開(kāi)信息）則通過(guò)信道（Communicationchannel）傳遞，然后檢測(cè)器（Detector）利用密鑰從隱蔽載體中恢復(fù)/檢測(cè)出秘密信息。11.1.1信息隱藏概述信息隱藏技術(shù)主要由下述兩部分組成：（1）信息嵌入算法，它利用密鑰來(lái)實(shí)現(xiàn)秘密信息的隱藏。（2）隱蔽信息檢測(cè)/提取算法（檢測(cè)器），它利用密鑰從隱蔽載體中檢測(cè)/恢復(fù)出秘密信息。在密鑰未知的前提下，第三者很難從隱秘載體中得到或刪除，甚至發(fā)現(xiàn)秘密信息。11.1.1信息隱藏概述2.信息隱藏特點(diǎn)信息隱藏不同于傳統(tǒng)的加密，因?yàn)槠淠康牟辉谟谙拗普５馁Y料存取，而在于保證隱藏?cái)?shù)據(jù)不被侵犯和發(fā)現(xiàn)。因此，信息隱藏技術(shù)必須考慮正常的信息操作所造成的威脅，即要使機(jī)密資料對(duì)正常的數(shù)據(jù)操作技術(shù)具有免疫能力。這種免疫力的關(guān)鍵是要使隱藏信息部分不易被正常的數(shù)據(jù)操作（如通常的信號(hào)變換操作或數(shù)據(jù)壓縮）所破壞。根據(jù)信息隱藏的目的和技術(shù)要求，該技術(shù)存在以下特性：（1）魯棒性（robustness）：指不因圖象文件的某種改動(dòng)而導(dǎo)致隱藏信息丟失的能力。這里所謂“改動(dòng)”包括傳輸過(guò)程中的信道噪音、濾波操作、重采樣、有損編碼壓縮、D/A或A/D轉(zhuǎn)換等。11.1.1信息隱藏概述（2）不可檢測(cè)性（undetectability）：指隱蔽載體與原始載體具有一致的特性。如具有一致的統(tǒng)計(jì)噪聲分布等，以便使非法攔截者無(wú)法判斷是否有隱蔽信息。（3）透明性（invisibility）：利用人類(lèi)視覺(jué)系統(tǒng)或人類(lèi)聽(tīng)覺(jué)系統(tǒng)屬性，經(jīng)過(guò)一系列隱藏處理，使目標(biāo)數(shù)據(jù)沒(méi)有明顯的降質(zhì)現(xiàn)象，而隱藏的數(shù)據(jù)卻無(wú)法人為地看見(jiàn)或聽(tīng)見(jiàn)。（4）安全性（security）：指隱藏算法有較強(qiáng)的抗攻擊能力，即它必須能夠承受一定程度的人為攻擊，而使隱藏信息不會(huì)被破壞。（5）自恢復(fù)性：由于經(jīng)過(guò)一些操作或變換后，可能會(huì)使原圖產(chǎn)生較大的破壞，如果只從留下的片段數(shù)據(jù)，仍能恢復(fù)隱藏信號(hào)，而且恢復(fù)過(guò)程不需要宿主信號(hào)，這就是所謂的自恢復(fù)性。信息隱藏學(xué)是一門(mén)新興的交叉學(xué)科，在計(jì)算機(jī)、通訊、保密學(xué)等領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用前景。數(shù)字水印技術(shù)作為其在多媒體領(lǐng)域的重要應(yīng)用，已受到人們?cè)絹?lái)越多的重視。11.1.1信息隱藏概述3.信息隱藏的方法信息隱藏將在未來(lái)網(wǎng)絡(luò)中保護(hù)信息不受破壞方面起到重要作用,信息隱藏是把機(jī)密信息隱藏在大量信息中不讓對(duì)手發(fā)覺(jué)的一種方法。信息隱藏的方法主要有隱寫(xiě)術(shù)、數(shù)字水印、可視密碼、潛信道、隱匿協(xié)議等。隱寫(xiě)術(shù)(Steganography):隱寫(xiě)術(shù)就是將秘密信息隱藏到看上去普通的信息(如數(shù)字圖像)中進(jìn)行傳送?，F(xiàn)有的隱寫(xiě)術(shù)方法主要有利用高空間頻率的圖像數(shù)據(jù)隱藏信息、采用最低有效位方法將信息隱藏到宿主信號(hào)中、使用信號(hào)的色度隱藏信息的方法、在數(shù)字圖像的像素亮度的統(tǒng)計(jì)模型上隱藏信息的方法、Patchwork方法等等。11.1.1信息隱藏概述數(shù)字水印(DigitalWatermark):數(shù)字水印就是向被保護(hù)的數(shù)字對(duì)象嵌入某些能證明版權(quán)歸屬或跟蹤侵權(quán)行為的信息。目前主要有兩類(lèi)數(shù)字水印，一類(lèi)是空間數(shù)字水印，另一類(lèi)是頻率數(shù)字水印?？臻g數(shù)字水印的典型代表是最低有效位(LSB)算法，其原理是通過(guò)修改表示數(shù)字圖像的顏色或顏色分量的位平面，調(diào)整數(shù)字圖像中感知不重要的像素來(lái)表達(dá)水印的信息，以達(dá)到嵌入水印的目的。頻率數(shù)字水印的典型代表是擴(kuò)展頻譜算法，其原理是通過(guò)時(shí)頻分析，根據(jù)擴(kuò)展頻譜特性，在數(shù)字圖像的頻率域上選擇那些對(duì)視覺(jué)最敏感的部分，使修改后的系數(shù)隱含數(shù)字水印的信息。11.1.1信息隱藏概述可視密碼技術(shù):可視密碼技術(shù)是Naor和Shamir于1994年首次提出的，其主要特點(diǎn)是恢復(fù)秘密圖像時(shí)不需要任何復(fù)雜的密碼學(xué)計(jì)算，而是以人的視覺(jué)即可將秘密圖像辨別出來(lái)。其做法是產(chǎn)生n張不具有任何意義的膠片，任取其中t張膠片疊合在一起即可還原出隱藏在其中的秘密信息。其后，人們又對(duì)該方案進(jìn)行了改進(jìn)和發(fā)展。主要的改進(jìn)辦法辦法有：使產(chǎn)生的n張膠片都有一定的意義，這樣做更具有迷惑性：；改進(jìn)了相關(guān)集合的方法;將針對(duì)黑白圖像的可視秘密共享擴(kuò)展到基于灰度和彩色圖像的可視秘密共享。11.1.1信息隱藏概述1.文本信息隱藏文本信息隱藏是通過(guò)改變文件模式或改變文本的某些基本特征實(shí)現(xiàn)信息嵌入的方法，它使文檔產(chǎn)生一定的變化，但是這種變化對(duì)人的視覺(jué)是不可見(jiàn)的。與圖像和聲音文件相比，在文本里面隱藏信息是比困難的。因?yàn)樗鼛缀醪话魏稳哂嘈畔ⅲ虼嗽谖谋纠锩骐[藏信息必須尋找那些不易引起視覺(jué)感知的方法。目前在文本中主要有以下三種編碼方法：（1）行移編碼。該技術(shù)通過(guò)垂直移動(dòng)文本行的位置實(shí)現(xiàn)，通常當(dāng)一行被上移或下移時(shí)，與其相鄰的兩行或其中的一行保持不動(dòng)，不動(dòng)的相鄰行被看作是解碼過(guò)程中的參考位置。如可以規(guī)定行上移表示“0”，下移表示“1”。根據(jù)要嵌入文本中信息的二進(jìn)制位內(nèi)容，編碼器將文本中若干個(gè)行上移或下移來(lái)隱藏信息。解碼器同樣根據(jù)文檔中相鄰行的行間距離的差別進(jìn)行信息的提取。11.1.1信息隱藏概述（2）字移編碼。與行移編碼類(lèi)似，字移編碼技術(shù)通過(guò)使文本行內(nèi)字符發(fā)生平移，即利用字間距離的變化嵌入需要隱藏的信息。采用這種方式時(shí)，相鄰字之間的距離各不相同。（3）特征編碼。在特征編碼方法中，觀察文本文檔并選擇一些特征量，再根據(jù)要嵌入的數(shù)據(jù)修改這些特征。特征可以是字母如b、d、h、k等中的垂直線(xiàn)，其長(zhǎng)度可稍作修改以使得一般人不易發(fā)覺(jué)。相對(duì)某種給定的字體可以改變其字符高度，總有一些字母特征未作改變以幫助解碼。結(jié)合字移編碼技術(shù)在Word文檔中利用VBA編程語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)了信息的隱藏和提取，完成了一個(gè)編碼器和一個(gè)解碼器。11.1.1信息隱藏概述11.2數(shù)字水印技術(shù)11.2.1數(shù)字水印概述11.2.2數(shù)字水印的算法

11.2.3數(shù)字水印應(yīng)用操作數(shù)字水印技術(shù)的基本思想源于古代的密寫(xiě)術(shù)。古希臘的斯巴達(dá)人曾將軍事情報(bào)刻在普通的木板上，用石蠟填平，收信的一方只要用火烤熱木板，融化石蠟后，就可以看到密信。使用最廣泛的密寫(xiě)方法恐怕要算化學(xué)密寫(xiě)了，牛奶、白礬、果汁等都曾充當(dāng)過(guò)密寫(xiě)藥水的角色?？梢哉f(shuō)，人類(lèi)早期使用的保密通信手段大多數(shù)屬于密寫(xiě)而不是密碼。然而，與密碼技術(shù)相比，密寫(xiě)術(shù)始終沒(méi)有發(fā)展成為一門(mén)獨(dú)立的學(xué)科，究其原因，主要是因?yàn)槊軐?xiě)術(shù)缺乏必要的理論基礎(chǔ)。如今，數(shù)字化技術(shù)的發(fā)展為古老的密寫(xiě)術(shù)注入了新的活力，也帶來(lái)了新的機(jī)會(huì)。在研究數(shù)字水印的過(guò)程中，研究者大量借鑒了密寫(xiě)技術(shù)的思想。尤其是近年來(lái)信息隱藏技術(shù)理論框架研究的興起，更給密寫(xiě)術(shù)成為一門(mén)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)帶來(lái)了希望。11.2.1數(shù)字水印概述對(duì)數(shù)字多媒體產(chǎn)品的非法操作或行為，通常包括下列三種情況。（1）非法訪(fǎng)問(wèn)：即未經(jīng)允許從某個(gè)網(wǎng)站中非法復(fù)制或翻印數(shù)字產(chǎn)品。（2）故障篡改：盜版者惡意地修改數(shù)字產(chǎn)品以抽取或插入特征并重新發(fā)送，從而使原始產(chǎn)品的版權(quán)信息丟失。（3）版權(quán)破壞：盜版者收到數(shù)字產(chǎn)品后未經(jīng)版權(quán)所有者的允許將其轉(zhuǎn)賣(mài)。11.2.1數(shù)字水印概述數(shù)字水?。―igitalWatermark）技術(shù)是指用信號(hào)處理的方法在數(shù)字化的多媒體數(shù)據(jù)中嵌入隱蔽的標(biāo)記，這種標(biāo)記通常是不可見(jiàn)的，只有通過(guò)專(zhuān)用的檢測(cè)器或閱讀器才能提取。數(shù)字水印的信息隱藏技術(shù)的一個(gè)重要研究方向。數(shù)字水印技術(shù)主要包括數(shù)字水印嵌入、數(shù)字水印提取和數(shù)字水印檢測(cè)技術(shù)。11.2.1數(shù)字水印概述數(shù)字水印技術(shù)可以從不同的角度進(jìn)行劃分。1.按特性劃分按水印的特性可以將數(shù)字水印分為魯棒數(shù)字水印和脆弱數(shù)字水印兩類(lèi)。魯棒數(shù)字水印主要用于在數(shù)字作品中標(biāo)識(shí)著作權(quán)信息，如作者、作品序號(hào)等，它要求嵌入的水印能夠經(jīng)受各種常用的編輯處理。脆弱數(shù)字水印主要用于完整性保護(hù)，與魯棒水印的要求相反，脆弱水印必須對(duì)信號(hào)的改動(dòng)很敏感，人們根據(jù)脆弱水印的狀態(tài)就可以判斷數(shù)據(jù)是否被篡改過(guò)。2.按水印所附載的媒體劃分按水印所附載的媒體，我們可以將數(shù)字水印劃分為圖像水印、音頻水印、視頻水印、文本水印以及用于三維網(wǎng)絡(luò)模型的網(wǎng)格水印等。隨著數(shù)字技術(shù)的發(fā)展，會(huì)有多種的數(shù)字媒體出現(xiàn)，同時(shí)也會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的水印技術(shù)。11.2.1數(shù)字水印概述3.按檢測(cè)過(guò)程劃分按水印的檢測(cè)過(guò)程可以將數(shù)字水印劃分為明文水印和盲水印。明文水印在檢測(cè)過(guò)程中需要原始數(shù)據(jù)，而盲水印的檢測(cè)只需要密鑰，不需要原始數(shù)據(jù)。一般來(lái)說(shuō)，明文水印的魯棒性比較強(qiáng)，但其應(yīng)用受到存儲(chǔ)成本的限制。目前學(xué)術(shù)界研究的數(shù)字水印大多數(shù)是盲水印。4.按內(nèi)容劃分按數(shù)字水印的內(nèi)容可以將水印劃分為有意義水印和無(wú)意義水印。有意義水印是指水印本身也是某個(gè)數(shù)字圖像（如商標(biāo)圖像）或數(shù)字音頻片段的編碼；無(wú)意義水印則只對(duì)應(yīng)于一個(gè)序列號(hào)。有意義水印的優(yōu)勢(shì)在于，如果由于受到攻擊或其他原因致使解碼后的水印破損，人們?nèi)匀豢梢酝ㄟ^(guò)視覺(jué)觀察確認(rèn)是否有水印。但對(duì)于無(wú)意義水印來(lái)說(shuō)，如果解碼后的水印序列有若干碼元錯(cuò)誤，則只能通過(guò)統(tǒng)計(jì)決策來(lái)確定信號(hào)中是否含有水印。11.2.1數(shù)字水印概述5.按用途劃分不同的應(yīng)用需求造就了不同的水印技術(shù)。按水印的用途，我們可以將數(shù)字水印劃分為票據(jù)防偽水印、版權(quán)保護(hù)水印、篡改提示水印和隱蔽標(biāo)識(shí)水印。票據(jù)防偽水印是一類(lèi)比較特殊的水印，主要用于打印票據(jù)和電子票據(jù)的防偽。一般來(lái)說(shuō)，偽幣的制造者不可能對(duì)票據(jù)圖像進(jìn)行過(guò)多的修改，所以，諸如尺度變換等信號(hào)編輯操作是不用考慮的。但另一方面，人們必須考慮票據(jù)破損、圖案模糊等情形，而且考慮到快速檢測(cè)的要求，用于票據(jù)防偽的數(shù)字水印算法不能太復(fù)雜。版權(quán)標(biāo)識(shí)水印是目前研究最多的一類(lèi)數(shù)字水印。數(shù)字作品既是商品又是知識(shí)作品，這種雙重性決定了版權(quán)標(biāo)識(shí)水印主要強(qiáng)調(diào)隱蔽性和魯棒性，而對(duì)數(shù)據(jù)量的要求相對(duì)較小。篡改提示水印是一種脆弱水印，其目的是標(biāo)識(shí)宿主信號(hào)的完整性和真實(shí)性。隱蔽標(biāo)識(shí)水印的目的是將保密數(shù)據(jù)的重要標(biāo)注隱藏起來(lái)，限制非法用戶(hù)對(duì)保密數(shù)據(jù)的使用。11.2.1數(shù)字水印概述6.按水印隱藏的位置劃分按數(shù)字水印的隱藏位置，我們可以將其劃分為時(shí)（空）域數(shù)字水印、頻域數(shù)字水印、時(shí)/頻域數(shù)字水印和時(shí)間/尺度域數(shù)字水印。時(shí)（空）域數(shù)字水印是直接在信號(hào)空間上疊加水印信息，而頻域數(shù)字水印、時(shí)/頻域數(shù)字水印和時(shí)間/尺度域數(shù)字水印則分別是在DCT變換域、時(shí)/頻變換域和小波變換域上隱藏水印。11.2.1數(shù)字水印概述數(shù)字水印技術(shù)的主要特點(diǎn)是不可知覺(jué)性、安全性、穩(wěn)健性。（1）不可知覺(jué)性：指數(shù)字水印的嵌入不應(yīng)引起數(shù)字作品的視覺(jué)/聽(tīng)覺(jué)質(zhì)量下降，即不向原始載體數(shù)據(jù)中引入任何可知覺(jué)的附加數(shù)據(jù)。這樣的數(shù)字水印將難以用統(tǒng)計(jì)的方法發(fā)現(xiàn)和篡改。（2）安全性：指水印的嵌入過(guò)程（嵌入方法和結(jié)構(gòu)）應(yīng)該是秘密的，嵌入的水印在統(tǒng)計(jì)上是不可檢測(cè)的。數(shù)字水印的安全性主要通過(guò)密碼學(xué)中的密碼算法和密鑰來(lái)實(shí)現(xiàn)。使用密碼算法和密鑰，可以提供兩層保護(hù)：第一，未經(jīng)授權(quán)者不能提取水印信號(hào)。第二，未經(jīng)授權(quán)者即使提取出水印，在沒(méi)有密鑰的情況下，也不能讀出水印信息。（3）穩(wěn)健性：是指水印信號(hào)在經(jīng)歷多種無(wú)意或有意的信號(hào)處理后，仍能保持完整性或仍能被準(zhǔn)確鑒別的特征。11.2.1數(shù)字水印概述數(shù)字水印的主要應(yīng)用領(lǐng)域有：（1）版權(quán)保護(hù)：即數(shù)字作品的所有者可用密鑰產(chǎn)生一個(gè)水印，并將其嵌入原始數(shù)據(jù)，然后公開(kāi)發(fā)布他的水印版本作品。當(dāng)該作品被盜版或出現(xiàn)版權(quán)糾紛時(shí)，所有者即可從盜版作品或水印版作品中獲取水印信號(hào)作為依據(jù)，從而保護(hù)所有者的權(quán)益。對(duì)這種應(yīng)用領(lǐng)域來(lái)說(shuō)，水印技術(shù)必須有較好的魯棒性、安全性、透明性和水印嵌入的不可逆性。（2）加指紋：為避免未經(jīng)授權(quán)的拷貝制作和發(fā)行，出品人可以將不同用戶(hù)的ID或序列號(hào)作為不同的水?。ㄖ讣y）嵌入作品的合法拷貝中，一旦發(fā)現(xiàn)未經(jīng)授權(quán)的拷貝，就可以根據(jù)此拷貝所恢復(fù)出的指紋來(lái)確定它的來(lái)源。對(duì)這種應(yīng)用領(lǐng)域來(lái)說(shuō)，水印技術(shù)除了具有版權(quán)保護(hù)應(yīng)用中的特性外，還必須具有防止串謀攻擊（多拷貝攻擊）等功能。11.2.1數(shù)字水印概述（3）標(biāo)題與注釋?zhuān)杭磳⒆髌返臉?biāo)題、注釋等內(nèi)容（如一張照片的拍攝時(shí)間和地點(diǎn)等）以水印形式嵌入該作品中，這種隱式注釋不需要額外的帶寬，且不易丟失。（4）篡改提示：當(dāng)數(shù)字作品被用于法庭、醫(yī)學(xué)、新聞及商業(yè)時(shí)，常需確定它們的內(nèi)容是否被修改、偽造或特殊處理過(guò)。為實(shí)現(xiàn)該目的，通常可將原始圖像分成多個(gè)獨(dú)立塊，再將每個(gè)塊加入不同的水印。同時(shí)可通過(guò)檢測(cè)每個(gè)數(shù)據(jù)塊中的水印信號(hào)，來(lái)確定作品的完整性。也其他水印不同的是，這類(lèi)水印是脆弱的，并且檢測(cè)水印信號(hào)時(shí)，不需要原始數(shù)據(jù)。（5）使用控制：這種應(yīng)用的一個(gè)典型例子是DVD防拷貝系統(tǒng)，即將水印信息加入DVD數(shù)據(jù)中，這樣DVD播放機(jī)即可通過(guò)檢測(cè)DVD數(shù)據(jù)中的水印信息而判斷其合法性和可拷貝性。從而保護(hù)制造商的商業(yè)利益。11.2.1數(shù)字水印概述因特網(wǎng)上侵犯版權(quán)的行為，常見(jiàn)的大致有以下幾種：（1）未征得網(wǎng)絡(luò)版權(quán)人的許可，以數(shù)字形式將其作品在因特網(wǎng)上發(fā)表或發(fā)送。作品要上網(wǎng)，必須首先將以傳統(tǒng)形式表達(dá)的作品轉(zhuǎn)換成以二進(jìn)制數(shù)字編碼形式表達(dá)的數(shù)字作品，即進(jìn)行數(shù)字化，然后把它存儲(chǔ)到與因特網(wǎng)相連接的服務(wù)器上。有關(guān)作品的數(shù)字化問(wèn)題，我國(guó)現(xiàn)行著作權(quán)法尚未對(duì)此做出明確規(guī)定，但國(guó)內(nèi)大多數(shù)專(zhuān)家和司法工作者認(rèn)為，數(shù)字化作品與傳統(tǒng)作品的區(qū)別僅在于作品的存在形式和載體的不同。（2）網(wǎng)絡(luò)使用者或網(wǎng)絡(luò)服務(wù)商將原先以網(wǎng)絡(luò)之外的其他形式登載的作品上傳到自己設(shè)立的網(wǎng)頁(yè)、電子公告欄（BBS）等論壇（即將信息存入網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器的硬盤(pán)中），以供他人瀏覽或下載。11.2.1數(shù)字水印概述（3）網(wǎng)絡(luò)使用者或網(wǎng)絡(luò)服務(wù)商將原先登載在他人網(wǎng)頁(yè)、電子公告欄等論壇的作品轉(zhuǎn)載到自己設(shè)立的網(wǎng)頁(yè)、電子公告欄等論壇區(qū)（即將信息從他人的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器拷貝到自己的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器）以供他人瀏覽或下載。（4）圖文框鏈接。此種行為使他人的網(wǎng)頁(yè)出現(xiàn)時(shí)，違法呈現(xiàn)其原貌，使作品的完整性受到破壞，從而侵害其版權(quán)。（5）FIP（資料傳輸站）與BBS的復(fù)制行為。行為人將他人所享有著作權(quán)的文件上傳和下載非法使用，超越授權(quán)范圍地使用共享軟件，試用期滿(mǎn)不進(jìn)行注冊(cè)而繼續(xù)使用。（6）網(wǎng)絡(luò)管理者侵害網(wǎng)絡(luò)作品版權(quán)的行為。在他人的網(wǎng)絡(luò)作品上冒名的行為、行為人明知是侵害權(quán)利人著作權(quán)的復(fù)制品仍然上網(wǎng)散布的行為、違法破解版權(quán)人利用有效手段防止侵權(quán)的行業(yè)及未經(jīng)版權(quán)人許可而在網(wǎng)上鏈接他人作品的行為等，皆屬侵犯他人網(wǎng)絡(luò)作品版權(quán)的行為。11.2.1數(shù)字水印概述網(wǎng)絡(luò)版權(quán)侵權(quán)糾紛中權(quán)利主體和證據(jù)效力的認(rèn)定審理網(wǎng)絡(luò)版權(quán)侵權(quán)糾紛案在技術(shù)操作上存在的困難具體表現(xiàn)為對(duì)權(quán)利主體的認(rèn)定和查證侵權(quán)事實(shí)過(guò)程中證據(jù)效力的認(rèn)定。（1）權(quán)利主體的認(rèn)定：（2）證據(jù)效力的認(rèn)定：（3）網(wǎng)絡(luò)版權(quán)侵權(quán)責(zé)任的歸責(zé)原則：11.2.1數(shù)字水印概述多媒體技術(shù)的飛速發(fā)展和因特網(wǎng)的普及帶來(lái)了一系列政治、經(jīng)濟(jì)、軍事和文化問(wèn)題，產(chǎn)生了許多新的研究熱點(diǎn)，以下幾個(gè)引起普遍關(guān)注的問(wèn)題構(gòu)成了數(shù)字水印的研究背景。1.數(shù)字作品的知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)數(shù)字作品（如電腦美術(shù)、掃描圖像、數(shù)字音樂(lè)、視頻、三維動(dòng)畫(huà)）的版權(quán)保護(hù)是當(dāng)前的熱點(diǎn)問(wèn)題。由于數(shù)字作品的拷貝、修改非常容易，而且可以做到與原作完全相同，所以原創(chuàng)者不得不采用一些嚴(yán)重?fù)p害作品質(zhì)量的辦法來(lái)加上版權(quán)標(biāo)志，而這種明顯可見(jiàn)的標(biāo)志很容易被篡改。11.2.1數(shù)字水印概述2.商務(wù)交易中的票據(jù)防偽隨著高質(zhì)量圖像輸入輸出設(shè)備的發(fā)展，特別是精度超過(guò)1200dpi的彩色噴墨、激光打印機(jī)和高精度彩色復(fù)印機(jī)的出現(xiàn)，使得貨幣、支票以及其他票據(jù)的偽造變得更加容易。另一方面，在從傳統(tǒng)商務(wù)向電子商務(wù)轉(zhuǎn)化的過(guò)程中，會(huì)出現(xiàn)大量過(guò)度性的電子文件，如各種紙質(zhì)票據(jù)的掃描圖像等。即使在網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)成熟后，各種電子票據(jù)也還需要一些非密碼的認(rèn)證方式。數(shù)字水印技術(shù)可以為各種票據(jù)提供不可見(jiàn)的認(rèn)證標(biāo)志，從而大大增加了偽造的難度。11.2.1數(shù)字水印概述3.聲像數(shù)據(jù)的隱藏標(biāo)識(shí)和篡改提示數(shù)據(jù)的標(biāo)識(shí)信息往往比數(shù)據(jù)本身更具有保密價(jià)值，如遙感圖像的拍攝日期、經(jīng)度/緯度等。沒(méi)有標(biāo)識(shí)信息的數(shù)據(jù)有時(shí)甚至無(wú)法使用，但直接將這些重要信息標(biāo)記在原始文件上又很危險(xiǎn)。數(shù)字水印技術(shù)提供了一種隱藏標(biāo)識(shí)的方法，標(biāo)識(shí)信息在原始文件上是看不到的，只有通過(guò)特殊的閱讀程序才可以讀取。這種方法已經(jīng)被國(guó)外一些公開(kāi)的遙感圖像數(shù)據(jù)庫(kù)所采用。此外，數(shù)據(jù)的篡改提示也是一項(xiàng)很重要的工作?，F(xiàn)有的信號(hào)拼接和鑲嵌技術(shù)可以做到“移花接木”而不為人知，因此，如何防范對(duì)圖像、錄音、錄像數(shù)據(jù)的篡改攻擊是重要的研究課題。基于數(shù)字水印的篡改提示是解決這一問(wèn)題的理想技術(shù)途徑，通過(guò)隱藏水印的狀態(tài)可以判斷聲像信號(hào)是否被篡改。11.2.1數(shù)字水印概述斷聲像信號(hào)是否被篡改。4.隱蔽通信及其對(duì)抗數(shù)字水印所依賴(lài)的信息隱藏技術(shù)不僅提供了非密碼的安全途徑，更引發(fā)了信息戰(zhàn)尤其是網(wǎng)絡(luò)情報(bào)戰(zhàn)的革命，產(chǎn)生了一系列新穎的作戰(zhàn)方式，引起了許多國(guó)家的重視。網(wǎng)絡(luò)情報(bào)戰(zhàn)是信息戰(zhàn)的重要組成部分，其核心內(nèi)容是利用公用網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行保密數(shù)據(jù)傳送。迄今為止，學(xué)術(shù)界在這方面的研究思路一直未能突破“文件加密”的思維模式，然而，經(jīng)過(guò)加密的文件往往是混亂無(wú)序的，容易引起攻擊者的注意。網(wǎng)絡(luò)多媒體技術(shù)的廣泛應(yīng)用使得利用公用網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行保密通信有了新的思路，利用數(shù)字化聲像信號(hào)相對(duì)于人的視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)冗余，可以進(jìn)行各種時(shí)（空）域和變換域的信息隱藏，從而實(shí)現(xiàn)隱蔽通信。11.2.1數(shù)字水印概述1.空域算法（1）Schyndel算法：此算法首先把一個(gè)密鑰輸入一個(gè)m序列發(fā)生器來(lái)產(chǎn)生水印信號(hào)，然后排列成二維水印信號(hào)，按像素點(diǎn)逐一插入到原始圖像像素值的最低位。由于水印信號(hào)被安排在最低位上，它是不可見(jiàn)的，基于同樣的原因，它可以輕易地被移去，因此魯棒性較差。（2）文本水印算法：文本數(shù)據(jù)的水印算法主要是通過(guò)輕微改變字符間距，行間距或是增加、刪除字符特征（如底紋線(xiàn)）等方法來(lái)嵌入水印。這些方法無(wú)法抵御攻擊，攻擊者通過(guò)把字符間距、行間距進(jìn)行隨機(jī)化處理而破壞水印。（3）Patchwork算法：該算法首先隨機(jī)選取N對(duì)像素點(diǎn)，然后通過(guò)增加像素對(duì)中一個(gè)點(diǎn)的亮度值，而相應(yīng)降低另一個(gè)點(diǎn)亮度值的方法來(lái)隱藏信息。11.2.2數(shù)字水印的算法

2.變換（頻）域算法空域算法的最大缺點(diǎn)是穩(wěn)健性差，很難抵抗包括有損壓縮、低通濾波等在內(nèi)的各種攻擊。另外，空域中加入水印的算法只能嵌入很小的數(shù)據(jù)量。而圖像的頻域算法可以嵌入大量的比特而不引起可察覺(jué)的降質(zhì)，當(dāng)選擇改變中頻或低頻分量（DCT變換除去直流分量）來(lái)加入水印時(shí)，穩(wěn)健性可以大大提高。常用的頻域水印算法有DCT、DWT、RST。11.2.2數(shù)字水印的算法

（1）離散余弦變換（DCT）：這是通常使用的圖像壓縮標(biāo)準(zhǔn)，如JPEG、MPEG-2等，采用的圖像變換都是DCT，為消除有損壓縮所帶來(lái)的損失，基于DCT變換的數(shù)字水印技術(shù)是切實(shí)可行的。基于DCT的數(shù)字水印算法首先將圖像進(jìn)行二維離散余弦變換，然后選擇適當(dāng)?shù)念l率將水印嵌入，最后進(jìn)行二維離散余弦反變換得到加入水印的圖像。選擇什么樣的頻段是一個(gè)很有爭(zhēng)議的問(wèn)題，有人主張將水印加入高頻段，這樣不至于使原始圖像失真；也有人認(rèn)為應(yīng)加入到圖像的低頻段，以增強(qiáng)水印的穩(wěn)健性；現(xiàn)在更為統(tǒng)一的意見(jiàn)是將水印加入到原始圖像中頻段，以在信噪比和穩(wěn)健性之間折中。11.2.2數(shù)字水印的算法

（2）離散小波變換（DWT）：由于小波變換具有多分辨分析特點(diǎn)，能充分反映人類(lèi)的視覺(jué)特性，特別是新的圖像壓縮標(biāo)準(zhǔn)，如JPEG2000、MPEG-4等都采用了基于小波變換的方法，因而在小波變換域研究水印是極為重要的。基于DWT的數(shù)字水印算法是基于思想和基于DCT的數(shù)字水印算法的基本思想是一樣的。但是由于基于DWT的數(shù)字水印算法具有多分辯特性，水印的嵌入變得更為靈活。11.2.2數(shù)字水印的算法

（3）RST域算法：RST域水印算法的基本思想是利用Fourier-Mellin變換，使得經(jīng)過(guò)旋轉(zhuǎn)（Rotation）、縮放（Scale）、平移（Translation）后得到的圖像和原圖像在RST域保持一致。它需要先后經(jīng)過(guò)離散傅里葉變換（DFT）、Fourier-Mellin變換、DFT，形成RST域，然后再將水印信號(hào)加入RST域，最后采用相反的過(guò)程先后進(jìn)行DFT、Fourier-Mellin逆變換、DFT得到水印圖像。該方法的優(yōu)點(diǎn)是具有很強(qiáng)的抗幾何變換能力，缺點(diǎn)是抵抗有損壓縮、低通濾波等信號(hào)處理方法的穩(wěn)健性不夠。11.2.2數(shù)字水印的算法

3.壓縮域算法基于JPEG、MPEG標(biāo)準(zhǔn)的壓縮域數(shù)字水印系統(tǒng)不僅節(jié)省了大量的完全解碼和重新編碼過(guò)程，而且在數(shù)字電視廣播及VOD中有很大的使用價(jià)值。相應(yīng)地，水印檢測(cè)與提取也直接在壓縮域數(shù)據(jù)中進(jìn)行。4.網(wǎng)格水印算法尹康康等人針對(duì)計(jì)算機(jī)圖形學(xué)中常用的三角形網(wǎng)絡(luò)模型，提出了一種網(wǎng)格水印算法方案，這個(gè)方案與IGuskov的多分辨網(wǎng)格處理工具箱集成，不需要建立額外的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和進(jìn)行額外的復(fù)雜計(jì)算，直接在網(wǎng)格低頻成分中嵌入水印，并且在利用網(wǎng)格處理工具箱進(jìn)行網(wǎng)格處理時(shí)，可以較好地保留水印，所使用的網(wǎng)格重在利用網(wǎng)格處理工具箱進(jìn)行網(wǎng)格處理時(shí)，可以較好地保留水印，所使用的網(wǎng)格重采樣算法簡(jiǎn)單高效，使簡(jiǎn)化網(wǎng)格和拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)已改變的網(wǎng)格的水印檢測(cè)成為可能。11.2.2數(shù)字水印的算法

5.魯棒性水印技術(shù)以上概述了幾種水印算法，為了提高數(shù)字水印的魯棒性，往往把這些基本的水印嵌入算法和其他技術(shù)結(jié)合起來(lái)。（1）擴(kuò)頻技術(shù)：擴(kuò)頻技術(shù)的一個(gè)重要優(yōu)點(diǎn)是具有很強(qiáng)的抗干擾性。這一特點(diǎn)對(duì)數(shù)字水印技術(shù)特別有用。在數(shù)字水印技術(shù)中，將原始數(shù)據(jù)的頻域看做通信信道C，水印看做將通過(guò)C的信號(hào)S，各種有意、無(wú)意的干擾（攻擊）看做噪聲N。利用擴(kuò)頻技術(shù)原理，將水印分布在許多數(shù)據(jù)頻域系數(shù)中，加入每個(gè)頻域系數(shù)的信號(hào)能量很小肯不可隨意檢測(cè)。然而，水印檢測(cè)過(guò)程知道水印的位置和內(nèi)容，它能將許多微弱的信號(hào)集中起來(lái)形成具有較高信噪比的輸出值，要破壞水印需要很強(qiáng)的噪聲加入所有的頻域系數(shù)中，但是，破壞水印的同時(shí)也造成原始數(shù)據(jù)質(zhì)量的嚴(yán)重下降。11.2.2數(shù)字水印的算法

（2）人的生理模型技術(shù)：人的生理模型包括人類(lèi)視覺(jué)系統(tǒng)（HumanVisualSystem，HVS）和人類(lèi)聽(tīng)覺(jué)系統(tǒng)（HumanAuditorySystem，HAS）。該模型不僅被多媒體數(shù)據(jù)壓縮系統(tǒng)利用，同樣可以供數(shù)字水印系統(tǒng)利用。它的基本思想是利用從模型中導(dǎo)出的JND(JustNoticeableDifference)描述來(lái)如何確定圖像、聲音、視頻的各個(gè)部分所能容忍的數(shù)字水印信號(hào)的最大強(qiáng)度，從而能夠避免破壞視覺(jué)（聽(tīng)覺(jué)）質(zhì)量，因而這一方法同時(shí)具有較好的透明性和穩(wěn)健性。（3）密碼技術(shù)水?。盒盘?hào)本身可能是利用某種加密算法生成的密文，同時(shí)公鑰數(shù)字水印系統(tǒng)將是未來(lái)水印技術(shù)發(fā)展的重要方向，這樣，現(xiàn)代密碼技術(shù)將給水印技術(shù)提供重要的思路。11.2.2數(shù)字水印的算法

2.StirMark攻擊StirMark是英國(guó)劍橋大學(xué)開(kāi)發(fā)的水印攻擊軟件，由于它是采用軟件方法來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)水印載體圖像進(jìn)行的各種攻擊，從而在水印載體圖像中引入了一定的誤差，但人們可以以水印檢測(cè)器能否從遭受攻擊的水印載體中提取或檢測(cè)出水印信息來(lái)評(píng)定水印算法抗攻擊的能力。如StirMark可對(duì)水印載體進(jìn)行重采樣攻擊，它首先模擬圖像用高質(zhì)量打印機(jī)輸出，然后再利用高質(zhì)量掃描儀掃描，重新得到其圖像在這一過(guò)程中引入的誤差。另外，StirMark還可對(duì)水印載體圖像進(jìn)行幾何失真攻擊，即它可以以幾乎注意不到的輕微程度對(duì)圖像進(jìn)行拉伸、剪切、旋轉(zhuǎn)等幾何操作。StirMark還通過(guò)應(yīng)用一個(gè)傳遞函數(shù)，來(lái)模擬非線(xiàn)性的A/D轉(zhuǎn)換器的缺陷所帶來(lái)的誤差，這通常見(jiàn)于掃描儀或顯示設(shè)備。11.3水印攻擊水印攻擊的方法：1.IBM攻擊這是針對(duì)可逆、非盲（non-oblivious）水印算法而進(jìn)行的攻擊。其原理為：設(shè)原始圖像為I，再加入水印Wa的圖像為Ia=I+Wa攻擊時(shí)，攻擊者首先生成自己的水印Wf；然后創(chuàng)建一個(gè)偽造的原圖If=Ia-Wf，也即Ia=If+Wf；此后，攻擊者可聲明他擁有Jd的版權(quán)，因?yàn)楣粽呖衫闷鋫卧煸瓐DI從原圖J中檢測(cè)出其水印Wf，但原作者也能利用原圖從偽造原圖I中檢測(cè)出其水印Wa，這就產(chǎn)生無(wú)法分辨與解釋的情況。而防止這一攻擊的有效辦法就是研究不可逆水印嵌入算法，如Hash過(guò)程。11.3水印攻擊3.馬賽克攻擊這種攻擊方法是首先把圖像分割成許多個(gè)小圖像，然后將每個(gè)小圖像放在HTML頁(yè)面上拼湊成一個(gè)完整的圖像。一般的Web瀏覽器在組織這些圖像時(shí)，都可以在圖像中間不留任何縫隙，并且使這些圖像看起來(lái)整體效果和原圖一模一樣，從而使得探測(cè)器無(wú)法從中校測(cè)到侵權(quán)行為。這種攻擊方法主要用于對(duì)付在Internet上開(kāi)發(fā)的自動(dòng)侵權(quán)探測(cè)器，該探測(cè)器包括一個(gè)數(shù)字水印系統(tǒng)和一個(gè)所謂的Web爬行者。但這一攻擊方法的弱點(diǎn)在于，一旦當(dāng)數(shù)字水印系統(tǒng)要求的圖像最小尺寸較小時(shí)，則需要分割成非常多的小圖像，這樣就使生成頁(yè)面的工作非常煩瑣。11.3水印攻擊4.串謀攻擊所謂串謀攻擊就是利用同一原始多媒體數(shù)據(jù)集合的不同水印信號(hào)版本，來(lái)生成一個(gè)近似的多媒體數(shù)據(jù)集合，以此來(lái)逼近和恢復(fù)原始數(shù)據(jù)，其目的是使檢測(cè)系統(tǒng)無(wú)法在這一近似的數(shù)據(jù)集合中，檢測(cè)出水印信號(hào)的存在，其最簡(jiǎn)單的一種實(shí)現(xiàn)就是平均法。5.跳躍攻擊跳躍攻擊主要用于對(duì)音頻信號(hào)數(shù)字水印系統(tǒng)的攻擊，其一般實(shí)現(xiàn)方法是，在音頻信號(hào)上加入一個(gè)跳躍信號(hào)（Jitter），即首先將信號(hào)數(shù)據(jù)分成500個(gè)采樣點(diǎn)為一個(gè)單位的數(shù)據(jù)塊，然后在每一數(shù)據(jù)塊中隨機(jī)復(fù)制或刪除一個(gè)采樣點(diǎn)，來(lái)得到499個(gè)或501個(gè)采樣點(diǎn)的數(shù)據(jù)塊，接著再將數(shù)據(jù)塊按原來(lái)順序重新組合起來(lái)。實(shí)驗(yàn)表明，這種改變即使對(duì)古典音樂(lè)信號(hào)數(shù)據(jù)也幾乎感覺(jué)不到，但是卻可以非常有效地阻止水印信號(hào)的檢測(cè)定位，以達(dá)到難以提取水印信號(hào)的目的。類(lèi)似的方法也可以用來(lái)攻擊圖像數(shù)據(jù)的數(shù)字水印系統(tǒng)。11.3水印攻擊6.魯棒性攻擊在不損害圖像使用價(jià)值的前提下減弱、移去或破壞水印。也就是前面所提及的各種信號(hào)處理操作。還有一種可能性是面向算法分析的，這種方法針對(duì)具體的水印插入和檢測(cè)算法的弱點(diǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn)攻擊。如Strikemark攻擊方案，它以幾乎注意不到的輕微程度對(duì)圖像進(jìn)行拉伸、剪切、旋轉(zhuǎn)等幾何操作進(jìn)行幾何攻擊，也可以對(duì)圖像進(jìn)行重采樣攻擊，即通過(guò)打印-掃描過(guò)程引入一定的誤差。7.表示攻擊這種攻擊并不一定要移去水印，它的目標(biāo)是對(duì)數(shù)據(jù)作一定的操作和處理，使得檢測(cè)器不能檢測(cè)到水印的存在。一個(gè)典型的例子是用這種方法愚弄因特網(wǎng)上的自動(dòng)侵權(quán)探測(cè)器。這個(gè)探測(cè)器自動(dòng)在網(wǎng)上下載圖片，然后根據(jù)水印檢測(cè)有無(wú)侵權(quán)行為。它的一個(gè)弱點(diǎn)是當(dāng)圖像尺寸較小時(shí)，會(huì)認(rèn)為圖像太小，不可能包含水印。那么就可以先把水印圖像分割，使每一小塊圖像的尺寸小于探測(cè)器要求的尺寸下限，再用合適的HTML標(biāo)記把小圖像重組在Web頁(yè)中。這種攻擊方法一點(diǎn)也不改變圖像的質(zhì)量，但由于探測(cè)器看到的只是單個(gè)的小圖像，它就會(huì)認(rèn)為圖像不可能包含水印。11.3水印攻擊8.共謀攻擊就是利用同一原始多媒體數(shù)據(jù)集合的不同水印信號(hào)版本，來(lái)生成一個(gè)近似的多媒體數(shù)據(jù)集合，以此來(lái)逼近和恢復(fù)原始數(shù)據(jù)，其目的是使監(jiān)測(cè)系統(tǒng)無(wú)法在這一近似數(shù)據(jù)集合中，檢測(cè)出水印信號(hào)的存在，其最簡(jiǎn)單的一種實(shí)現(xiàn)就是平均法。穩(wěn)健性好的水印能夠抵抗各種水印攻擊行為。在這里只考慮那些并不嚴(yán)重導(dǎo)致載體數(shù)據(jù)失真的攻擊方法以及對(duì)策。下面主要介紹簡(jiǎn)單攻擊、同步攻擊、削去攻擊和混淆攻擊的攻擊方法和對(duì)策。1.簡(jiǎn)單攻擊（simpleAttacks）及對(duì)策簡(jiǎn)單攻擊又被稱(chēng)為波形攻擊、噪聲攻擊。它試圖對(duì)整個(gè)水印化數(shù)據(jù)（嵌入水印后的載體數(shù)據(jù)）進(jìn)行操作來(lái)削弱嵌入的水印的幅度，導(dǎo)致數(shù)字水印提取發(fā)生錯(cuò)誤，甚至根本提取不出水印信號(hào)。常見(jiàn)的操作有線(xiàn)性濾波、通用非線(xiàn)性濾波、壓縮（JPEG、MPEG）、添加噪聲，漂移、像素域量化、數(shù)模轉(zhuǎn)換、Gamma修正等。11.3水印攻擊簡(jiǎn)單攻擊中的操作會(huì)給水印化數(shù)據(jù)造成類(lèi)噪聲失真，在水印提取和校驗(yàn)過(guò)程中將得到一個(gè)失真、變形的水印信號(hào)?？梢圆捎脙煞N方法抵抗這種類(lèi)噪聲失真：增加嵌入水印的幅度和冗余嵌入。通過(guò)增加嵌入水印的幅度的方法，可以大大降低攻擊產(chǎn)生的類(lèi)噪聲失真現(xiàn)象，在多數(shù)應(yīng)用中是有效的。嵌入的最大容許幅度應(yīng)該根據(jù)人類(lèi)視覺(jué)特性決定，不能影響水印的不可感知性。冗余嵌入是一種更有效的對(duì)抗方法。在空間域上，可以將一個(gè)水印信號(hào)多次嵌入，采用大多數(shù)投票制度實(shí)現(xiàn)水印提取。另外，采用錯(cuò)誤校驗(yàn)碼技術(shù)進(jìn)行校驗(yàn)，可以更有效地根除攻擊產(chǎn)生的類(lèi)噪聲失真。冗余嵌入可能會(huì)影響水印數(shù)據(jù)嵌入的比率，實(shí)際應(yīng)用中應(yīng)該考慮折中魯棒性和增加水印數(shù)據(jù)嵌入比率兩者之間的矛盾。11.3水印攻擊2.同步攻擊（SynchronizationAttacks）及對(duì)策同步攻擊又稱(chēng)為禁止提取攻擊（Detection-DisablingAttacks），這種攻擊試圖破壞載體數(shù)據(jù)和水印的同步性。被攻擊的數(shù)字作品中水印仍然存在，而且幅度沒(méi)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。這樣，水印提取器就不可能、或者無(wú)法實(shí)行對(duì)水印的恢復(fù)和提取。同步攻擊通常采用幾何變換方法，如縮放、空間方向的平移、時(shí)間方向的平移（視頻數(shù)字作品）、旋轉(zhuǎn)、剪切、剪塊、像素置換、二次抽樣化、像素或者像素簇的減少或者增加等。11.3水印攻擊同步攻擊比簡(jiǎn)單攻擊更加難以防御。因?yàn)橥焦羝茐乃』瘮?shù)據(jù)中的同步性，使得水印嵌入和水印提取這兩個(gè)過(guò)程不對(duì)稱(chēng)。而對(duì)于大多數(shù)水印技術(shù)，水印提取器都需要事先知道嵌入水印的確切位置。這樣，經(jīng)過(guò)同步攻擊后，水印將很難被提取出來(lái)。因此，在對(duì)抗同步攻擊的策略中，應(yīng)該設(shè)法使得水印的提取過(guò)程變得簡(jiǎn)單。同步攻擊可能只使用一種簡(jiǎn)單的幾何學(xué)變換，例如剪切、剪塊、平移等。在有源提取的情況下，可以將源載體數(shù)據(jù)和水印化數(shù)據(jù)相比較，得到水印化數(shù)據(jù)遭受的幾何學(xué)變換的種類(lèi)和區(qū)域，進(jìn)而可以消除和同化幾何學(xué)上的失真。在無(wú)源提取的情況下，只能采用窮舉的方法，嘗試使用所有可能的處理，將被攻擊的數(shù)據(jù)反轉(zhuǎn)過(guò)來(lái)。這種窮舉的方法在遇到復(fù)雜的同步攻擊情況下，計(jì)算將成為不可能。11.3水印攻擊3.削去攻擊（RemovalAttacks）及對(duì)策削去攻擊試圖通過(guò)分析水印化數(shù)據(jù)，將水印化數(shù)據(jù)分離成為載體數(shù)據(jù)和水印信號(hào)，然后拋棄水印，得到?jīng)]有水印的載體數(shù)據(jù)，達(dá)到非法盜用的目的。常見(jiàn)的方法有：聯(lián)合攻擊、去噪、確定的非線(xiàn)性濾波、采用圖像綜合模型的壓縮。針對(duì)特定的加密算法在理論上的缺陷，也可以構(gòu)造出對(duì)應(yīng)的削去攻擊。聯(lián)合攻擊，通常采用一個(gè)數(shù)字作品的多個(gè)不同的水印化拷貝實(shí)現(xiàn)。數(shù)字作品的一個(gè)水印化拷貝成為一個(gè)檢測(cè)體。Cox提出的一個(gè)聯(lián)合攻擊，利用多個(gè)檢測(cè)體進(jìn)行多次平均統(tǒng)計(jì)操作，最后得到一個(gè)成功削去水印的載體數(shù)據(jù)。針對(duì)這種基于統(tǒng)計(jì)學(xué)的聯(lián)合攻擊的對(duì)策是考慮如何限制水印化拷貝的數(shù)量。通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，水印化拷貝的數(shù)量少于四個(gè)的時(shí)候，基于統(tǒng)計(jì)學(xué)的聯(lián)合攻擊將不成功，或者不可實(shí)現(xiàn)。11.3水印攻擊針對(duì)特定的水印技術(shù)采用確定的信號(hào)過(guò)濾處理，可以直接從水印化數(shù)據(jù)中削去水印。另外，在知道水印嵌入程序和水印化數(shù)據(jù)的情況下，還存在著一種基于偽隨機(jī)化的削去攻擊。其原理是，首先根據(jù)水印嵌入程序和水印化數(shù)據(jù)得到近似的源數(shù)據(jù)，利用水印化數(shù)據(jù)和近似的源數(shù)據(jù)之間的差值，將近似的源數(shù)據(jù)進(jìn)行偽隨機(jī)化操作，最后可以得到不包含水印的源數(shù)據(jù)。為了對(duì)抗這種攻擊，必須在水印信號(hào)生成過(guò)程中采用隨機(jī)密鑰加密的方法。采用隨機(jī)密鑰的加密，對(duì)于水印的提取過(guò)程沒(méi)有影響，但是基于偽隨機(jī)化的削去攻擊將無(wú)法成功。因?yàn)槊看吻度氲乃《疾煌?，水印嵌入器將不能確定出近似的源數(shù)據(jù)。11.3水印攻擊混淆攻擊（AmbiguityAttacks）及對(duì)策混淆攻擊又稱(chēng)為死鎖攻擊、倒置攻擊、偽水印攻擊、偽源數(shù)據(jù)攻擊。這種攻擊試圖生成一個(gè)偽源數(shù)據(jù)、偽水印化數(shù)據(jù)來(lái)混淆含有真正水印的數(shù)字作品的版權(quán)。在混淆攻擊中，同時(shí)存在偽水印、偽源數(shù)據(jù)、偽水印化數(shù)據(jù)和真實(shí)水印、真實(shí)源數(shù)據(jù)、真實(shí)水印化數(shù)據(jù)。要解決數(shù)字作品正確的所有權(quán)，必須在一個(gè)數(shù)據(jù)載體的幾個(gè)水印中判斷出具有真正主權(quán)的水印。一種對(duì)策是采用時(shí)間戳（TimeStamps）技術(shù)。時(shí)間戳由可信的第三方提供，可以正確判斷誰(shuí)第一個(gè)為載體數(shù)據(jù)加了水印。這樣就可以判斷水印的真實(shí)性。上述策略能抵抗一些低級(jí)的攻擊手段，比如簡(jiǎn)單攻擊和一部分同步攻擊。但是不能同時(shí)抵抗復(fù)雜的同步攻擊、削去攻擊和混淆攻擊。研究表明，將這些攻擊的對(duì)策進(jìn)行簡(jiǎn)單結(jié)合是不能解決問(wèn)題的。因此，針對(duì)結(jié)合多種不同類(lèi)型的攻擊組成的綜合攻擊展開(kāi)研究、尋求對(duì)策是一個(gè)很重要的方向。11.3水印攻擊綜合數(shù)字水印的算法設(shè)計(jì)和算法攻擊的發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢(shì)，除了需繼續(xù)研究具有很好的穩(wěn)健性和安全性的水印算法外，從實(shí)際應(yīng)用的觀點(diǎn)看，數(shù)字水印的下列方向應(yīng)是研究的重點(diǎn)。根據(jù)不同的數(shù)字產(chǎn)品內(nèi)容分等級(jí)插入水印，即對(duì)較重要的內(nèi)容和對(duì)安全性要求高的內(nèi)容插入強(qiáng)度大、安全性好的水印，而對(duì)不太重要的內(nèi)容和對(duì)安全性要求不高的內(nèi)容插入強(qiáng)度小、安全性一般的水印，以適應(yīng)實(shí)際應(yīng)用的要求，這種分安全等級(jí)的水印方案有助于提高效率，也間接增強(qiáng)了水印的安全性；研制出動(dòng)態(tài)水印或具有交互性質(zhì)的數(shù)字水印，可以修改水印內(nèi)容或者通過(guò)水印來(lái)實(shí)現(xiàn)某些控制。這要求水印中有可執(zhí)行內(nèi)容，在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中，可以通過(guò)在水印中加入Java應(yīng)用小程序或含有特定的URL等方法來(lái)實(shí)現(xiàn)。11.3水印攻擊數(shù)字指紋在數(shù)字產(chǎn)品的每一份拷貝中加入一個(gè)惟一的標(biāo)志，通過(guò)這樣的標(biāo)志，可以區(qū)分一個(gè)數(shù)字產(chǎn)品所售出的每一份拷貝。它與數(shù)字水印的區(qū)別在于，數(shù)字水印是在數(shù)字產(chǎn)品中加入標(biāo)識(shí)，表示數(shù)字產(chǎn)品的所有者，當(dāng)發(fā)生版權(quán)糾紛時(shí)可以據(jù)此確定數(shù)字產(chǎn)品的原始作者，而數(shù)字指紋則更針對(duì)所售出的每一份拷貝的跟蹤，如果發(fā)現(xiàn)非法復(fù)制的產(chǎn)品，可以根據(jù)其中的數(shù)字指紋指認(rèn)是由哪一個(gè)用戶(hù)進(jìn)行的非法復(fù)制。利用數(shù)字指紋技術(shù)可以有效防止合法用戶(hù)對(duì)數(shù)字產(chǎn)品進(jìn)行非法傳播以及非法謀利。數(shù)字指紋的應(yīng)用范圍包括數(shù)字圖像、影視、音樂(lè)、程序及文本等。11.4數(shù)字指紋技術(shù)目前數(shù)字指紋的研究主要集中在數(shù)字圖像中，利用這個(gè)技術(shù)，可以查出非法盜版的圖像產(chǎn)品以及制造非法盜版的源頭。在實(shí)際應(yīng)用中，非法盜版者可能串通起來(lái)試圖合謀探出每個(gè)拷貝中的數(shù)字指紋，如兩個(gè)用戶(hù)串通起來(lái)，對(duì)他們所購(gòu)買(mǎi)的數(shù)字圖像產(chǎn)品進(jìn)行對(duì)比，找到圖像中數(shù)字指紋隱藏的位置，然后刪除它們，這樣就可能制造不包含數(shù)字指紋的圖像，因此達(dá)到了盜版的目的。針對(duì)這樣的問(wèn)題，已經(jīng)提出了一種新的算法，它可以防止用戶(hù)串通的非法復(fù)制，并且可以跟蹤到是哪兩個(gè)或多個(gè)用戶(hù)合謀進(jìn)行的非法復(fù)制。11.4數(shù)字指紋技術(shù)目前，從實(shí)用的角度看，指紋識(shí)別技術(shù)是優(yōu)于其他生物識(shí)別技術(shù)的身份鑒別方法。這是因?yàn)橹讣y各不相同、終生基本不變的特點(diǎn)已經(jīng)得到公認(rèn)，近二三十年的警用指紋自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)的研究和實(shí)踐為保安指紋自動(dòng)識(shí)別打下了良好的技術(shù)基礎(chǔ)。特別是現(xiàn)有的指紋自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)已達(dá)到操作方便、準(zhǔn)確可靠、價(jià)格適中的階段，是實(shí)用化的生物測(cè)定方法。指紋是指手指末端正面皮膚上凸凹不平的紋路。這些紋路的存在增加了皮膚表面的摩擦力，使得我們能夠用手來(lái)抓起重物。盡管指紋只是人體皮膚的一小部分，但是，它蘊(yùn)涵大量的信息。這些皮膚的紋路在圖案、斷點(diǎn)和交叉點(diǎn)上是各不相同的，在信息處理中將它們稱(chēng)做“特征”，這些特征對(duì)于每個(gè)手指都是不同的。依靠特征的唯一性，我們就可以把一個(gè)人同他的指紋對(duì)應(yīng)起來(lái)，通過(guò)比較他的指紋特征和預(yù)先保存的指紋特征，就可以驗(yàn)證他的真實(shí)身份。11.4數(shù)字指紋技術(shù)指紋自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)通過(guò)特殊的光電轉(zhuǎn)換設(shè)備和計(jì)算機(jī)圖像處理技術(shù)，對(duì)活體指紋進(jìn)行采集、分析和比對(duì)，可以自動(dòng)、迅速、準(zhǔn)確地鑒別出個(gè)人身份。系統(tǒng)一般主要包括對(duì)指紋圖像采集、指紋圖像處理、特征提取、特征值的比對(duì)與匹配等過(guò)程?，F(xiàn)代電子集成制造技術(shù)使得指紋圖像讀取和處理設(shè)備小型化，同時(shí)飛速發(fā)展的個(gè)人計(jì)算機(jī)運(yùn)算速度提供了在微機(jī)甚至單片機(jī)上可以進(jìn)行指紋比對(duì)運(yùn)算的可能，而優(yōu)秀的指紋處理和比對(duì)算法保證了識(shí)別結(jié)果的準(zhǔn)確性。11.4數(shù)字指紋技術(shù)對(duì)于自動(dòng)化程度較高的指紋自動(dòng)識(shí)別鑒定系統(tǒng)（AutomatedFingerprintIdentificationSystem,AFIS）來(lái)說(shuō)，計(jì)算機(jī)必須對(duì)輸入的指紋圖像進(jìn)行處理，以實(shí)現(xiàn)指紋的分類(lèi)、定位、提取形態(tài)和細(xì)節(jié)特征，然后才根據(jù)所提取的特征進(jìn)行指紋的比對(duì)和識(shí)別。對(duì)于公安刑事偵破案件的AFIS系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，實(shí)現(xiàn)精確的指