一、概念

数字水印(Digital watermarking)Andrew Tirkel和Charles Osborne于1992年12月率先创造。但直到1993年,Andrew Tirkel,Charles Osborne和Gerard Rankin等人首次成功嵌入和提取了隐写式扩频水印。

严格地讲,数字水印指在噪声耐受信号如音频、视频或图像数据中隐蔽嵌入特殊标记。在实际应用中,数字水印被归类于隐写技术,即技术人员把版权信息、标识信息、图像等信息以可见或者不可见的方式嵌入进视频、音频、图片和文本。

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与传统的物理水印一样,数字水印通常仅在某些条件下可感知,比如在某种算法计算后。当然,隐写技术注重混淆人类感官,而数字水印注重强化数据健壮性。同时,数字水印是被动保护工具,只是标记数据,不会降低数据质量和控制数据访问。

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二、应用

数字水印可用于广泛的应用于版权保护、数据源跟踪、广播监控、视频验证、软件版本保护、身份认证、欺诈和篡改检测以及互联网内容管理等。

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三、分类

(一) 水印的特性

1. 鲁棒水印:要求嵌入的水印能够经受各种常用的编辑处理

2. 脆弱水印:需要对信号的改动足够敏感,是人们能够根据脆弱水印的状态判断出数据是否被篡改。

(二) 检测过程

1. 明文水印(易感):检测工程中,需要原始数据。普遍来讲,鲁棒性较之盲水印要好

2. 盲水印(非易感):只需要秘钥,不需要原始数据

(三) 水印的内容

1. 有意义水印(多位水印):水印是商标、音频片段等

2. 无意义水印(1位水印):序列号,仅检测是否含水印

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(四) 隐藏位置

1. 空域

2. 频域

3. 时域

四、过程

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(一) 嵌入

嵌入过程中,算法运算设备和需要嵌入的数据,然后产生加水印的信号。

(二) 传输

通常向第三方传输或存储添加水印的数字信号。如本阶段,会引入数据截留或破译的攻击者,比如第三方可能试图通过修改来删除数字水印。

(三) 检测(或提取)

检测亦是一种算法,应用于从已接收数据中提取水印。在鲁棒数字水印应用中,提取算法应该能够正确地生成水印,即使修改很强。在脆弱的数字水印中,如果对信号进行任何改变,则提取算法应该失败。

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五、发展

可逆数据隐藏通过删除数字水印并替换已被覆盖的图像数据,可以对图像进行身份验证,然后将其恢复为原始形式。现常用技术,直方图修改的可逆隐藏、高动态范围图像可逆隐藏、混合加密的可逆隐藏、上下文预测可逆隐藏、插值和排序可逆隐藏、预测误差差值可逆隐藏等。

关系数据库的水印用来成为提供版权保护、篡改检测、追踪和保护关系数据完整性解决方案。按照现有技术,数据库水印可分为零水印方案、混沌变换、分寸分组、离散变换、小波变换、密钥分发等方案。