第12章 信息隐藏与数字水印技术
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信息隐藏技术在数字水印中的应用探究随着数字化时代的到来,数字媒体成为人们日常生活不可或缺的一部分。
然而,数字内容的广泛传播也给版权保护、数据完整性等方面带来了挑战。
为了解决这些问题,人们开始研究和应用信息隐藏技术,其中数字水印技术成为一种重要的手段。
本文将探究信息隐藏技术在数字水印中的应用,分析其原理和发展趋势。
一、信息隐藏技术的基本原理信息隐藏技术是通过在数字媒体中插入一种无感知的信息,使其不影响原始媒体内容的可视和可听性,同时实现对信息的确认和提取。
数字水印技术作为信息隐藏技术的一种形式,主要通过修改或嵌入数字媒体中的像素值、频谱或数据等,使得水印可以被嵌入和提取。
在数字水印中,嵌入的信息被称为水印信息,而被嵌入信息的数字媒体被称为载体。
嵌入水印的过程主要包含以下步骤:1. 选择合适的水印嵌入域:可以选择像素域、频域或压缩域等进行嵌入。
不同的域选择将影响水印的可靠性和对原始媒体的干扰程度。
2. 将水印信息与载体进行融合:通过修改载体中的像素或数据,将水印信息嵌入到载体中。
这一步骤可以使用不同的算法和技术来实现,如Least Significant Bit (LSB) 替换法、离散余弦变换 (DCT) 等。
3. 水印数据的可靠性检测:在嵌入水印后,需要对水印数据的可靠性进行验证,以确保水印可以被正确提取出来。
二、数字水印的应用领域数字水印技术在多个领域都有着广泛的应用,其中包括版权保护、信息认证、数据完整性等。
1. 版权保护:数字水印技术可以嵌入到音频、视频等数字媒体中,以证明其所有权和保护作品的版权。
一旦其中的水印信息被篡改或删除,就可以通过检测和提取水印来追溯到侵权来源,维护数字内容的版权权益。
2. 信息认证:数字水印技术可以用于验证数字媒体的真实性和完整性。
例如,在数字图像中嵌入水印信息可以用于确定图像是否被篡改过;在音频文件中嵌入水印信息则可以用于确认音频的来源和完整性。
3. 数据完整性:数字水印技术可以用于保护数据的完整性,防止数据在传输或存储过程中被篡改。
信息隐藏——数字水印技术研究摘要: 作为隐蔽通信的主要技术手段和保护知识产权的有力武器, 以数字水印为代表的信息隐藏技术日趋成熟,本文充分介绍了数字水印技术的研究与应用领域,并展望了其未来发展前景。
关键词:信息隐藏数字水印前景计算机网络已广泛地应用于工业、商业、教育以及日常生活的各个领域,成为信息传输中不可缺少的基础设施。
但是,随之而出现的问题也十分严重:软件资源和数据信息受到非法的复制、篡改和毁坏。
在这种背景下,对多媒体数字信息安全的保护就成了当今数字时代的一个重要的研究课题。
数字水印(Digital Watermarking)技术则为上述问题提供了一套解决方案。
一、数字水印技术概述(一)概念数字水印是信息隐藏技术研究领域的一个重要分支,是实现版权保护的有效办法。
它是通过一定的算法将具有特定意义的标志性信息(水印)利用数字嵌入的方法隐藏在数字图像、声音、文档、视频等要保护的数字产品中,这种被嵌入的水印可以是一段文字、标识、序列号等,用以证明创作者对其作品的所有权,并作为鉴定、起诉非法侵权的证据,同时通过对水印的检测和分析来保证数字信息完整性和可靠性。
在数字水印系统中,隐藏信息的丢失即意味着版权信息的丢失,从而也就失去了版权保护的功能,说明这一系统就是失败的。
(二)特征1.不可感知性: 有两个方面: 一个指视觉上的不可见性, 即因嵌入水印导致图像变化对观察者的视觉系统来讲应该是不可察觉的; 另一方面水印用统计方法也是不能恢复的, 如对大量的用同样方法和水印处理过的信息产品即使用统计方法也无法提取水印或确定水印的存在。
2.鲁棒性: 指不因图像文件的某种改动而导致隐藏信息丢失的能力。
这里所谓“改动”包括传输过程中的信道噪音、滤波操作、重采样、有损编码压缩、D/A 或A/D 转换等。
3.安全性: 指隐藏算法有较强的抗攻击能力, 即它必须能够承受一定程度的人为攻击, 而使隐藏信息不会被破坏。
4.不可检测性: 指隐蔽载体与原始载体具有一致的特性。
物联网安全技术中的信息隐藏与数字水印技术研究随着物联网技术的不断发展,各种设备之间的互联互通占据了越来越重要的地位。
然而,这种互联带来了新的安全威胁,比如设备无法保证信息的隐私性和完整性,很容易不受授权地被访问和篡改。
为了解决这些问题,物联网安全技术日益重要。
其中,信息隐藏与数字水印技术在物联网安全中具有重要的地位。
这篇文章将对信息隐藏与数字水印技术在物联网安全中的应用进行探讨,并介绍相关的研究。
一、信息隐藏技术的基本概念信息隐藏技术,也称为隐写术,是指将一些隐秘信息嵌入其他看似无关的信息中,使得外部观察者难以觉察到信息的存在。
信息隐藏技术可以用于各种应用领域中,包括音频、图像和文本等。
在物联网安全中,信息隐藏技术可以用于保护设备和用户的隐私信息,包括用户身份信息、位置信息等。
二、数字水印技术的基本概念数字水印技术是一种在数字媒体中插入隐秘信息的技术。
与信息隐藏技术不同,数字水印技术在媒体中潜藏的信息不会影响原始数据的质量和表现。
数字水印技术可以被用来检测文件的来源、保护版权信息和防止盗版。
在物联网安全中,数字水印技术可以用于保护设备和用户的隐私信息,同时可以用于追踪设备的来源和防止设备被篡改。
三、信息隐藏技术和数字水印技术在物联网中的应用信息隐藏技术和数字水印技术可以在物联网中有很多应用。
这些应用包括但不限于以下几个方面:1. 天气传感器数据的隐藏和水印:天气传感器可以获得实时的气象数据,但这些数据可能被篡改,从而导致气象预测的不准确。
如果把使用数字水印或信息隐藏技术集成到天气传感器中,就可以保证数据的完整性和准确性。
2. 设备身份验证:在物联网中,许多设备需要在互联网上交换数据。
设备身份验证可以确保这些设备是真实的,从而防止网络攻击和数据篡改。
信息隐藏和数字水印技术可以用于加密设备身份数据,从而保护这些数据。
3. 用户身份验证:在物联网中,用户需要在多个设备之间共享数据。
用户身份验证可以确保这些用户是合法的,并保护他们的隐私。
信息隐藏与数字水印技术研究信息隐藏与数字水印技术研究1.引言随着信息技术的迅猛发展,信息的传输和存储变得越来越重要。
随之而来的是对信息安全和保密性的关注。
信息隐藏和数字水印等技术应运而生,它们可以在不影响原始数据的前提下,将信息嵌入到数据中,以实现信息的保护和认证。
本文将介绍信息隐藏与数字水印技术的相关概念、发展历程以及应用领域,探讨其研究的现状和未来发展趋势。
2.信息隐藏与数字水印的概念及发展历程信息隐藏是指将秘密信息嵌入到载体数据中而不引起明显可察觉的变化。
信息隐藏技术可以分为隐写术和数字水印两类。
隐写术是指将秘密信息直接嵌入到载体数据中,在不引起可察觉变化的前提下完成信息的传输。
数字水印技术是指在载体数据中嵌入特定的信息以实现其身份认证或版权保护等目的。
信息隐藏与数字水印技术的发展历程可以追溯到古代的隐写术。
例如,古希腊时期的斯巴达使用木板蜡字板进行秘密通信。
随着信息技术的进步,数字水印技术在上世纪80年代开始受到广泛关注。
随着数字化媒体的普及,数字水印技术逐渐成为保护知识产权和数据安全的有效手段。
3.信息隐藏与数字水印技术的应用领域信息隐藏与数字水印技术具有广泛的应用领域。
首先,数字水印技术可以被应用于版权保护。
例如,数字音乐和数字图像可以被嵌入特定的水印信息,以证明其版权归属。
其次,信息隐藏技术可以被用于密文通信。
通过将秘密信息嵌入到正常的通信数据中,可以实现隐蔽的通信。
此外,数字水印技术还可以应用于数据完整性验证和电子身份识别等领域。
4.信息隐藏与数字水印技术的研究现状目前,信息隐藏与数字水印技术的研究已经取得了一系列的成果。
在信息隐藏方面,研究人员提出了许多新的算法和方法,例如基于LSB(最低有效位)替换和基于DCT(离散余弦变换)的嵌入算法。
这些算法在保持数据质量和嵌入容量的前提下,提高了信息隐藏的效果。
在数字水印方面,研究人员关注于抗攻击性水印算法的设计和优化,以应对恶意攻击和篡改的威胁。
信息隐藏与数字水印实验教程课程设计课程设计简介信息隐藏和数字水印是一类在数字媒体内容中嵌入一些“隐蔽”的信息的可逆技术,其中信息隐藏以隐藏为目标,数字水印以鉴别为目标。
本课程设计是一款针对信息隐藏和数字水印技术的实验教程,旨在让学生了解信息隐藏和数字水印的基本概念、算法流程及实验操作。
实验教程实验1:LSB信息隐藏LSB信息隐藏是一种较为简单的信息隐藏技术,利用了图像或音频信号中的最低有效位(LSB)来储存信息。
本实验将让学生了解LSB信息隐藏的基本思路和实现流程。
实验步骤:1.安装Python编程环境和必要的库(numpy、pillow等);2.编写Python代码实现将信息隐藏到图像中的最低有效位;3.对图像进行解密,将隐藏的信息提取出来并显示。
实验要求:1.能够了解LSB信息隐藏的原理;2.能够独立完成Python代码的编写和调试;3.能够对嵌入信息后的图像进行正确解密。
实验2:DCT数字水印DCT数字水印是一种在频域中实现数字水印嵌入到图像或视频信号中的可逆算法,其中DCT(离散余弦变换)是一种常见的频域转换方式。
本实验将让学生了解DCT数字水印的基本原理和实现方法。
实验步骤:1.安装MATLAB编程环境和必要的工具箱(image processing等);2.编写MATLAB代码实现将数字水印嵌入图像中的DCT系数;3.对嵌入数字水印后的图像进行攻击,如JPEG压缩、调整亮度等;4.对加入攻击后的图像进行解密,将数字水印提取出来并验证。
实验要求:1.能够了解DCT数字水印的基本原理;2.能够独立完成MATLAB代码的编写和调试;3.能够对加入攻击后的图像进行正确解密和验证。
实验结论通过本次课程设计,学生能够了解信息隐藏和数字水印的基本概念,并通过实验了解LSB信息隐藏和DCT数字水印的基本算法和实现方式。
同时,学生也能够了解到数字水印的鲁棒性和对攻击的抵抗能力,以及对数字媒体内容可信度的提升。
信息隐藏和数字水印技术13.1 信息隐藏技术概述所有图必须有图号,图号以章为单位统一编号,如“图13.1”、“图13.2”。
图的标题用小五号宋体。
图中的文字按情形而定。
关于图形,若要画图,可用Word 统一画图,不要采纳图文框(排版时会有障碍)。
建议在一个新的文档中直截了当画,关于图中的文字标注可采纳文本框,画好后连同图的题目一起进行组合,然后粘贴到正文中即可。
表的处理与图的处理类似,兹不赘述。
正文中严禁采纳“如右图所述”、“如下表所示”这类的表述,必须采纳引用的形式:如“如图13.1所示”、“如表6.2”所示。
公式字号为五号,上角字号为7p 次,次次角为5p 。
如 2425x x +=。
公式编辑好后将其格式设置为“嵌入型”嵌入正文中。
禁止采纳专门多回车来达到分页的目的,应采纳插入分页符来完成。
13.1.1 信息隐藏学的要紧分支(番号和正文之间空2个空格)传统的神经元以M-P 模型为基础,神经网络的构造要紧为这种简单神经元之间的互联。
然而,由于M-P 模型过于简单,13.1.1.1 四级标题利用网络封装方法,统一了神经元、神经网络的差不多概念,提出了广义神经网络系统组成原理,并建立了广义B P网络及广义BP算法,13.1.1.1.1 五级标题利用网络封装方法,统一了神经元、神经网络的差不多概念,提出了广义神经网络系统组成原理,并建立了广义B P网络及广义BP算法,在利用神经网络(例如BP神经网络)求解一些复杂咨询题时,必须采纳大量的输入神经元以及隐层神经元,加之学习样本众多,从而导致网络的学习效率极为低下。
国内外学者从学习算法等多方面入手参考文献冷丽琴,李涛,智能神经网络系统组成原理在汉字识不中的应用,小型微型运算机,2000, 21(10): 1032~1034 Hagan, M.T.,Neural Network Design, 机械工业出版社,2002.8表13.6 实验结果(实验平台:AMD K6-2/350, 32 M广义神经系统高级功能神经元胞高级功能神经元胞高级功能神经元胞较高级功能神经元胞较高级功能神经元胞较高级功能神经元胞低级神经元胞低级神经元胞低级神经元胞●●●●●●●●●●●●图13.1 广义神经网络系统的组成原理。
信息隐藏技术在数字水印中的应用研究随着数字化时代的到来,信息的传递和获取变得越来越便捷。
在这样的背景下,如何保护信息的安全性和准确性成为了一个亟待解决的问题。
信息隐藏技术是一种利用特定手段将信息隐藏在载体中,以实现信息的安全传输和存储的方法。
其中,数字水印技术作为信息隐藏技术的一种重要手段,被广泛应用于图像、音频、视频等领域。
本文将探讨信息隐藏技术在数字水印中的应用研究,旨在揭示其作为一种保护信息安全和维护数据完整性的重要手段。
1. 数字水印技术的概述1.1 数字水印技术的定义数字水印技术是一种将不可见信息嵌入到数字媒体中的方法,以实现数据的认证、完整性保护和版权保护等目的。
它通过在载体媒体的像素、频谱或时域上微小的修改来嵌入信息,使得信息隐藏而不被察觉。
1.2 数字水印技术的分类数字水印技术可按照嵌入和检测方式分为盲水印和非盲水印。
盲水印是指在不需要原始图像的情况下,能够完全恢复出嵌入的水印信息;非盲水印则需要原始图像进行才能进行准确的水印信息提取。
根据嵌入和检测的域,数字水印技术可分为时域水印、频域水印和变换域水印等。
2. 数字水印技术的应用领域2.1 著作权保护在数字化社会中,一张图片或一段音频很容易在互联网上被非法盗用,严重损害了创作者的利益。
利用数字水印技术,可以将版权信息嵌入到原始媒体中,一旦发现盗版或未授权使用,版权方可以通过提取嵌入的水印信息来追溯责任,保护自己的合法权益。
2.2 数据完整性保护在数据传输和存储过程中,可能会受到各种攻击或损坏的风险。
利用数字水印技术,可以将数据的来源、传输路径、修改记录等信息嵌入到数据中,以保证其完整性和真实性。
当数据被篡改后,可以通过提取水印信息来验证数据的完整性,并对篡改行为进行溯源。
2.3 资源分配与管理在网络环境下,资源分配和管理是一项重要任务。
数字水印技术可以应用于数字货币、电子票务等领域,通过嵌入和识别水印信息,实现对资源的授权、分配和追踪管理,以确保资源正当使用和交易的合法性。