數(shù)字水印技術未來發(fā)展

趙曉華

西安電子科技大學，陜西西安 710071

1 數(shù)字水印技術

數(shù)字水?。―igital Watermark）技術，是指用信號處理的方法在數(shù)字化的多媒體數(shù)據(jù)中嵌入隱蔽的標記。這種標記是能夠證明版權歸屬或跟蹤侵權行為的數(shù)字信息，像作者信息、公司商標等，從而有效地保護作者的合法權益。這種標記通常是不可見的，只有通過專用的檢測器或閱讀器才能提取。數(shù)字水印是信息隱藏技術的一個重要研究方向。

嵌入數(shù)字作品中的信息必須具有以下基本特性:

1）隱蔽性。嵌入水印后的數(shù)據(jù)與原始數(shù)據(jù)相比，數(shù)字作品不會引起明顯的降質，并且不易被察覺。

2）隱藏位置的安全性。水印信息隱藏于數(shù)據(jù)而非文件頭中，文件格式的變換不會導致水印數(shù)據(jù)的丟失。

3）魯棒性。所謂魯棒性是指在經(jīng)歷多種無意或有意的信號處理過程后，數(shù)字水印仍能保持完整性或仍能被準確鑒別。嵌入水印后的數(shù)據(jù)經(jīng)受對數(shù)據(jù)一些惡意的處理，譬如濾波、再量化、抖動等以及一些蓄意的攻擊后，應該還能得到嵌入的數(shù)據(jù)。

4）密鑰的唯一性。不通的密鑰將產(chǎn)生不同的水印。

2 數(shù)字水印的分類

數(shù)字水印有好多種，可以從不同的角度對其進行劃分，劃分結果見表1。

表1 水印劃分方法及結果

3 數(shù)字水印技術的應用

數(shù)字水印技術作為數(shù)字產(chǎn)品的保護技術，主要應用在這幾個方面：

1）數(shù)字作品的知識產(chǎn)權保護。數(shù)字作品的版權保護是當前的熱點問題。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，所以只要原創(chuàng)者事先在自己的作品中嵌入水印技術，就可以有效地保護自己的版權，避免了不必要的糾紛；

2）商務交易中的票據(jù)防偽。隨著高質量圖像輸入輸出設備的發(fā)展，特別是精度超過1200dpi的彩色噴墨、激光打印機和高精度彩色復印機的出現(xiàn)，使得貨幣等各種票據(jù)的偽造變得更加容易。因此目前很多發(fā)達國家在票據(jù)中已經(jīng)開始使用水印技術，通過對票據(jù)中水印的有無判斷，就可以方便快速地識別真?zhèn)危?/p>

3）聲像數(shù)據(jù)的隱藏標識和篡改提示。數(shù)據(jù)的標識信息往往比數(shù)據(jù)本身更具有保密價值，如遙感圖像的拍攝日期、經(jīng)/緯度等。沒有標識信息的數(shù)據(jù)有時甚至無法使用，但直接將這些重要信息標記在原始文件上又很危險。數(shù)字水印技術提供了一種隱藏標識的方法，標識信息在原始文件上是看不到的，只有通過特殊的閱讀程序才可以讀取。這種方法已經(jīng)被國外一些公開的遙感圖像數(shù)據(jù)庫所采用；

4）隱蔽通信及其對抗。數(shù)字水印所依賴的信息隱藏技術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)絡情報戰(zhàn)的革命，產(chǎn)生了一系列新穎的作戰(zhàn)方式，引起了許多國家的重視。網(wǎng)絡情報戰(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)絡進行保密數(shù)據(jù)傳送。迄今為止，學術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)過加密的文件往往是混亂無序的，容易引起攻擊者的注意。網(wǎng)絡多媒體技術的廣泛應用使得利用公用網(wǎng)絡進行保密通信有了新的思路，利用數(shù)字化聲像信號相對于人的視覺、聽覺冗余，可以進行各種時（空）域和變換域的信息隱藏，從而實現(xiàn)隱蔽通信。

4 數(shù)字水印技術的未來

數(shù)字水印技術的研究以計算機科學、密碼學、算法設計等技術為基礎，水印技術有待于解決的問題有水印算法安全性論證、水印攻擊與水印穩(wěn)健性評價、多重水印鑒別、水印與密碼的結合等。

數(shù)字水印技術的用途很廣，其應用領域還在不斷地擴大。其未來發(fā)展的主要方向應該是：結合職能體技術，開發(fā)基于移動代理的數(shù)字水印追蹤系統(tǒng)；面向電子商務，提供服務器端的完整性保護和客戶端的數(shù)據(jù)認證；建立水印認證中心，提供各種網(wǎng)上服務；開發(fā)基于數(shù)字水印技術的數(shù)字作品；面向更廣泛的數(shù)字媒體，如三維動畫、數(shù)字地圖等，開發(fā)基于數(shù)字水印的安全保護產(chǎn)品；與密碼技術，尤其是數(shù)字簽名技術相結合，構造綜合的數(shù)據(jù)安全系統(tǒng)；使用各種生物認證技術（如指紋、視網(wǎng)膜）構造專人標識水印。

數(shù)字水印技術作為數(shù)據(jù)安全領域中的新生事物，具有很高的技術含量和很強的生命力，同時也孕育著巨大的商機，在未來社會經(jīng)濟發(fā)展中將產(chǎn)生巨大的作用，也將會有更多的人投入到數(shù)字水印技術的研究和產(chǎn)業(yè)化進程中來。

[1]王炳錫，陳琦，鄧峰森.數(shù)字水印技術[M].西安電子科技大學出版社，2003.

[2]楊義先.數(shù)字水印理論與技術[M].高等教育出版社，2006.

[3]金聰.數(shù)字水印理論與技術[M].清華大學出版社，2008.

[4]劉海濤.數(shù)字音頻水印算法的研究與設計[D].北京郵電大學碩士論文，2008.