探究數(shù)字水印技術(shù)在檔案安全保護(hù)中的應(yīng)用

鄒寧寧

（中共鞍山市千山區(qū)委綜合事務(wù)保障中心，遼寧 鞍山 114041）

引言

隨著世界信息技術(shù)的不斷發(fā)展，人們的電子檔案越來越多，電子檔案為人類帶來了極大的便利，人類檔案記錄的形式也隨之發(fā)生變化，電子信息技術(shù)為人類檔案儲存帶來了便利，但同時也對檔案的安全性帶來了一定的風(fēng)險，傳統(tǒng)未經(jīng)加密處理掉電子檔案非常容易被篡改，而且還無法追溯，從而使檔案的完整性缺失。近些年隨著數(shù)字水印技術(shù)的發(fā)展，從而對電子檔案起到一定的保護(hù)作用，本文主要對數(shù)字水印技術(shù)在檔案保護(hù)中的應(yīng)用進(jìn)行了分析。

一、數(shù)字水印技術(shù)研究現(xiàn)狀

人類檔案記錄了人類的歷史和文化，檔案對人類的發(fā)展具有不可磨滅的作用，檔案是不可再生，一旦破壞就無法再恢復(fù)，隨著時代的發(fā)展人類記錄檔案的媒介也不盡相同。隨著世界進(jìn)入信息化時代，電子檔案的應(yīng)用已經(jīng)成為現(xiàn)代的主流，電子檔案為人類帶來了極大的便利，同時也來了一定的風(fēng)險；電子檔案使不同媒體之間的任意復(fù)制、信息的交換、數(shù)據(jù)處理的方便和快速傳輸?shù)纫蛩?，不再局限于時間和地域?qū)n案信息的利用和傳播；這將導(dǎo)致更多的版權(quán)糾紛和安全風(fēng)險，成為數(shù)字檔案開放和交換的最大障礙。

傳統(tǒng)的電子檔案自身不被防護(hù)作用，這就導(dǎo)致檔案及其容易受到損害，而數(shù)字水印的出現(xiàn)，不僅能夠?qū)﹄娮訖n案進(jìn)行保護(hù)，而且還具有簽名的工作，數(shù)字水印技術(shù)可以將一些身份信息直接嵌入到數(shù)字媒體中，以傳遞或評價內(nèi)容的創(chuàng)造者、購買者、秘密信息等，它是實(shí)現(xiàn)版權(quán)保護(hù)的有效途徑，是信息技術(shù)領(lǐng)域的一個重要研究部門和方向。

數(shù)字水印技術(shù)是現(xiàn)階段較為安全的一種電子檔案保護(hù)方式，是一種可靠性較高，安全性強(qiáng)的防護(hù)手段，隨著我國信息技術(shù)的不斷發(fā)展，我國在數(shù)字水印方面也取得了一定的發(fā)展，數(shù)字水印技術(shù)作為檔案保護(hù)與版權(quán)保護(hù)的手段，在全國得到了認(rèn)可。

二、數(shù)字水印技術(shù)的相關(guān)理論

（一）數(shù)字水印簡介

數(shù)字水印是一種新型的防偽手段，它利用數(shù)字檔案中存在的隨機(jī)性與沉余數(shù)據(jù)，將數(shù)字水印通過某種形式嵌入到電子文檔中，但不會應(yīng)當(dāng)軟件或檔案的正常使用與查閱，也不容易讓人們發(fā)現(xiàn)，是檔案無法擅自被更改，從而達(dá)到一種隱藏在檔案背后的目的，使檔案管理者能夠根據(jù)數(shù)字水印技術(shù)辨別檔案的真?zhèn)?，及保護(hù)數(shù)字檔案的完整性。

嵌入水印技術(shù)可以是嵌入第一段文字、圖片或者其他不易察覺的信息，數(shù)字水印技術(shù)能夠與原始文件緊密結(jié)合，不易分離，同時還能夠防止被隨意篡改；水印信息檢查需要利用專業(yè)檢測器或軟件才能發(fā)現(xiàn)，通過確認(rèn)隱藏在數(shù)字載體中的信息還可以判斷文件是否篡改過哪些內(nèi)容，因此數(shù)字水印技術(shù)已經(jīng)成為信息安全研究領(lǐng)域發(fā)展較快的一項(xiàng)技術(shù)。

現(xiàn)代數(shù)字水印技術(shù)中已經(jīng)應(yīng)用了奇異值分解技術(shù)，奇異值有兩個重要的特點(diǎn)，一個是具有幾何特性；另一個特性是奇異值具有良好的穩(wěn)定性，向圖像中加入一點(diǎn)小的擾動后，圖像的奇異值變化很小。

（二）數(shù)字水印技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)

一般來說，水印主要由水印嵌入和水印提取兩部分組成，數(shù)字水印作為信息安全領(lǐng)域的重要安全工具，在版權(quán)保護(hù)、原始認(rèn)證等方面取得了巨大的成功。在不同的應(yīng)用場合，數(shù)字水印的實(shí)現(xiàn)有很大的多樣性，但也有著共同的基本模型。

數(shù)字水印技術(shù)主要具有以下四個方面的特征：

1.隱蔽性，數(shù)字水印技術(shù)具有不可見特點(diǎn)。這里說但不可見技術(shù)主要是指視覺上不可見與難以被檢測出來，視覺上不可見是指，通過在文本或圖片中加入水印，圖像或文本基本上不會發(fā)生變化，人類用肉眼是無法分辨出區(qū)別的；經(jīng)過數(shù)字水印處理的作品，很難被使用者發(fā)現(xiàn)，更無法正確去除水印，只要采用專門的軟件才能提取出水印。

2.安全性，檔案的安全性是非常重要的，水印恰好能夠提高檔案的安全性，這主要是通過以下三個方面來體現(xiàn)的，一是水印能夠檢測到外界的刪除或改變，通過對水印進(jìn)行設(shè)置外界人員難以改動；另一個是具有良好的嵌入型，即使文檔被修改還具有還原的能力，通過會設(shè)置一個秘鑰，只有特點(diǎn)的人員才能夠完成水印的提取。

3.強(qiáng)壯性

水印的強(qiáng)壯性又被稱為魯棒性，主要是指當(dāng)人為因素更改、或無意更改檔案后，檔案仍然能夠恢復(fù)的能力，水印能夠監(jiān)控到修改的項(xiàng)目，即使檔案的文件格式被修改，仍然容易被檢測人員提取。信號會處理包括圖像量化、有損壓縮等等。

4.可證明性

數(shù)字水印的可證明性是指，數(shù)字水印能夠?qū)﹄娮訖n案內(nèi)容起到防偽鑒別的作用，并且能監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)的傳播、真?zhèn)蔚龋@是當(dāng)初發(fā)展數(shù)字水印技術(shù)的初衷。數(shù)字水印的可見鑒別性，要求數(shù)字水印所攜帶的版權(quán)信息能夠被唯一確定的檢測到。

三、數(shù)字水印技術(shù)的應(yīng)用

傳統(tǒng)的數(shù)字檔案保護(hù)方式已經(jīng)不能滿足對電子檔案安全的要求，新興的數(shù)字水印技術(shù)具有良好的魯棒性、抗攻擊的能力，將數(shù)字水印嵌入檔案或電子文件中能夠顯著提高電子檔案的可靠性。嵌入式的數(shù)字水印技術(shù)的附加版權(quán)保護(hù)系統(tǒng)，不僅解決了數(shù)字水印技術(shù)合并的功能，而且還有利于字?jǐn)?shù)檔案的管理，解決數(shù)字科技檔案的訪問控制權(quán)限，實(shí)現(xiàn)對數(shù)字檔案的版權(quán)保護(hù)。

（一）數(shù)字水印技術(shù)在版權(quán)保護(hù)的應(yīng)用

現(xiàn)階段，數(shù)字水印技術(shù)在版權(quán)保護(hù)方面比較受關(guān)注，特別是對于數(shù)字音樂、視頻以及電子圖片等，因人們對版權(quán)的意識越來越關(guān)注，這正充分發(fā)揮了數(shù)字水印技術(shù)的作用。因?yàn)閿?shù)碼作品容易復(fù)制，容易修正，所以很難和原創(chuàng)作品區(qū)別開來。作者在進(jìn)行創(chuàng)作時也可以利用數(shù)字水印技術(shù)來進(jìn)行自己的版權(quán)保護(hù)，隱藏著作權(quán)標(biāo)志。從而達(dá)到保護(hù)版權(quán)的目的。例如IBM 公司、Adobe 公司等都采用了這種數(shù)字水印方法來保護(hù)自己的版權(quán)。

（二）數(shù)字水印加指紋的應(yīng)用

在數(shù)字文件中嵌入水印指紋信號，可以避免未經(jīng)許可擅自復(fù)制、制作或發(fā)行。如果發(fā)生盜版的侵害，可以利用指紋的來源判斷電子文件的真?zhèn)?。添加了這個指紋的數(shù)字水印技術(shù)通常具有優(yōu)秀的不可視性、可逆性和魯棒性。同時，必須防止共同攻擊，讓多個購買者聯(lián)合起來除去產(chǎn)品指紋。

（三）數(shù)字水印技術(shù)在數(shù)字檔案中的保護(hù)流程

在數(shù)字歸檔信息保護(hù)過程中，為了確認(rèn)文件信息是否被篡改，保證數(shù)字文件的完整性、原始性、憑證作用。將數(shù)字水印技術(shù)嵌入電子文件中，與文件一起進(jìn)行歸檔、傳遞及管理。如果文件管理者懷疑電子文件有被盜用或篡改的可能性，則取出數(shù)字水印，利用脆弱性特征驗(yàn)證電子文件信息的真?zhèn)?。如果文件丟失了，也可以追蹤篡改者的位置。數(shù)字水印技術(shù)檢測到篡改者的任何細(xì)微變更，從而進(jìn)一步對文件進(jìn)行恢復(fù)。

（四）數(shù)字水印技術(shù)在檔案保護(hù)中的應(yīng)用分析

因數(shù)字水印技術(shù)具有良好的藏匿性，這就使數(shù)字水印技術(shù)的應(yīng)用范圍更加廣泛，其不僅僅應(yīng)用于檔案保護(hù)，而且在圖像認(rèn)證方面也得到了廣泛的應(yīng)用。數(shù)字水印在數(shù)字檔案安全保護(hù)方面的應(yīng)用可以簡單總結(jié)在以下幾方面：①圖像認(rèn)證的數(shù)字水印技術(shù)，因數(shù)字水印技術(shù)是基于奇異值分解的水印系統(tǒng)，具有較強(qiáng)的抗攻擊能力，算法可以判斷所嵌入的水印信息是否有過被篡改，進(jìn)而保護(hù)檔案系統(tǒng)的安全性、完整性等；②數(shù)字水印在數(shù)字檔案館中的保護(hù)作用，現(xiàn)階段數(shù)字檔案館越來越多，并且多是建設(shè)的門戶網(wǎng)站，在日常生活中會不斷出現(xiàn)被黑客攻擊的事件，這就使檔案的安全性與完整性受到了較大的威脅。在這種情況下，數(shù)字水印技術(shù)就能夠發(fā)揮其作用，引起奇異值分解的的數(shù)字水印能夠?qū)ν饨绲墓糇龀龇磻?yīng)，從而引起報警，引起管理人員的注意，及時降低對檔案的損失。

現(xiàn)階段，我國有專門的法律條文對數(shù)字檔案文檔進(jìn)行保護(hù)，但在數(shù)字水印技術(shù)持續(xù)發(fā)展是需要法律保護(hù)的內(nèi)在支持，由于奇異值分解的數(shù)字水印技術(shù)中水印的不可見性較高，因此數(shù)字水印技術(shù)中的奇異值分解能夠從根本上解決數(shù)字檔案的安全管理問題，具有良好的應(yīng)用前景。

結(jié)束語

綜上所述，隨著世界信息化、網(wǎng)絡(luò)化的飛速發(fā)展，電子檔案的發(fā)展給我們的檔案管理帶來便利，但同時也給檔案的安全性帶來了一定的風(fēng)險，為了保護(hù)檔案的完整性，防止檔案信息泄露，數(shù)字水印技術(shù)是檔案管理的重要手段之一，同時數(shù)字水印技術(shù)也受到了人們和學(xué)者的廣泛關(guān)注，現(xiàn)代數(shù)字水印技術(shù)結(jié)合奇異值分解設(shè)計(jì)的水印算法，完善了傳統(tǒng)水印技術(shù)無法抵抗幾何攻擊的特點(diǎn)，使數(shù)字檔案的安全性得到顯著提高。