数字水印的分类

摘要随着计算机通信技术的迅速发展，传播数字多媒体信息也越来越方便快捷，迅速兴起的互联网以电子印刷出版、电子广告、数字仓库和数字图书馆、网络视频和音频、电子商务等新的服务和运作方式为商业、科研、娱乐等带来了许多机会。

然而,随之而来的盗版和侵权行为也越来越猖獗,对数字产品的保护和信息安全的迫切需求使得数字水印技术成为多媒体信息安全研究领域的一个热点问题.数字水印可以标识作者、所有者、发行者、使用者等并携带有版权保护信息和认证信息，保护数字产品的合法拷贝和传播.数字水印技术近年来得到了较大的发展，基于变换域的水印技术是目前研究的热点。

数字水印是利用数字作品中普遍存在的冗余数据和随机性，把标识版权的水印信息嵌入到数字作品中,从而可以起到保护数字作品的版权或其完整性的一种技术.本文首先介绍了数字水印的背景、意义以及目前国内外的研究现状等基本问题，接着介绍了数字水印的基本特征、原理，随后介绍了数字水印的基本框架和数字水印的分类，为数字水印算法的提出、实现及测试提供了理论依据。

介绍了一种基于DCT的数字水印嵌入算法以及一种基于小波变换的数字水印嵌入算法，使用MATLAB设计了实验方案。

关键字：数字水印Matlab DCT 小波变换AbstractWith the rapid development of computer communication technology, the spreadof digital multimedia information more and more convenient, rapid rise of Internet publishing electronic printing，electronic advertising, digital storage and digital libraries, online video and audio, e-commerce and other new servicesmany opportunities for commercial，research，entertainment，and mode of operation。

1 数字水印技术概述1.1 数字水印定义数字水印（Digital Watermark）是指从原始环境向目标环境进行敏感数据交换时，通过一定的方法向数据中植入水印标记，从而使数据具有可识别分发者、分发对象、分发时间、分发目的等因素，同时保留目标环境业务所需的数据特性或内容的数据处理过程。

数据水印具有隐蔽性、可追溯性、确定性等特点[1]。

1.2 数字水印的分类（1）根据数字水印的展现形式，可以将其分为明水印和暗水印（见表1）。

表1 数字水印在展现形式上的分类分类定义作用明水印指肉眼看得到的水印，就是将水印内容的元素覆盖在目标元素上面提醒用户及防止截图泄露暗水印指肉眼看不到的水印，通过在一些载体数据中添加隐藏标记实现主要用于泄露溯源和版权保护（2）根据数字水印所关联的载体或数据类型，可以分为文件水印、图片水印、视频水印、数据库水印、网页水印、应用系统接口（API）水印等。

1.3 水印添加与水印提取流程（1）水印添加阶段：将原始数据和通过密钥加密的水印内容输入到水印添加算法，获取到含水印的数据。

相对于原始数据，含水印的数据只会有细微的变化，不易被察觉。

（2）水印提取阶段：将含水印的数据，通过水印提取算法来判断是否含有水印，提取水印的具体内容，进而定位数据的具体来源（见图1）。

数据库水印技术在政务数据交换场景中的应用刘小芳（泰州市大数据管理中心，江苏 泰州 225300）摘要：通过对政务数据安全建设过程中数字水印技术，特别是数据库水印技术在数据交换场景中的应用进行分析与研究，以期能为政府部门提升政务数据安全防护能力、制定更加有效的数据安全策略提供参考。

关键词：数据安全；数字水印；水印溯源；数据库水印doi：10.3969/J.ISSN.1672-7274.2023.01.034中图分类号：TP 309.7 文献标示码：A 文章编码：1672-7274（2023）01-0105-04Application of Database Watermarking Technology in Government DataExchange ScenariosLIU Xiaofang(Taizhou Big Data Management Center, Taizhou 225300, China)Abstract: Through the analysis and research of digital watermarking technology in the process of government data security construction, especially the application of database watermarking technology in the data exchange scene, it is expected to provide a reference for the government departments to improve the government data security protection ability and formulate more effective data security strategies.Key words: data security; digital watermark; watermark traceability; database watermark作者简介：刘小芳（1989-），女，江苏泰州人，主要从事政府行业政务数据共享开放以及政务信息化系统建设工作。

数字水印技术(Digital Watermarking) ,其基本思想是将经过适当变换后的特殊信息(数字水印)利用数字嵌入的方法隐藏在载体对象(数字作品)中。

水印信息可以是ID序列号、签名、图章、商标、图片等权利人身份标识或其他具有特定意义的内容，用来标明作品的来源、版本、著作者、出版者、发行者、日期、权限等权利管理信息。

数字水印的发展方向主要体现在以下几个方面：(1)鲁棒性、安全性更好的数字水印算法，同时还要考虑水印的不可感知性、自适应性、数据容量等特性。

(2)基于数字水印技术、可适用于多种媒体类型的软件开发及系统集成，如数字版权保护管理系统等。

(3)数字水印在网络环境下的应用，特别是水印的网络快速自动验证。

利用移动代理技术，可在网络上自动追踪非法或未授权的数字媒体内容。

(4)数字水印技术的标准化，如制定具有通用性的水印算法标准、水印系统评估和测试标准等。

(5)数字水印技术与其他信息安全技术(如加密、数字签名等)相结合，构建完整的数字版权保护解决方案。

(6)数字水印技术与生物认证技术相结合，利用人类自身的生理特征(如指纹、虹膜、DNA等)或行为特征(如签名、语音、步态等)构造认证水印。

数字水印的概念：数字水印是通过一定的嵌入算法在多媒体数据(数字化的图像、文本、音频、视频、三维动画等)中隐藏的特殊信息(版权信息、认证信息、保密信息或其他有关信息)，可以通过相应的检测和提取算法对水印信息加以验证。

数字水印的基本特性：数字水印具有不可感知性、安全性、鲁棒性等基本特性。

不可感知性(imperceptibility)也称透明性。

从信号处理的角度看，嵌入载体作品的水印信号可以视为在强背景下叠加一个弱信号，只要叠加的水印信号强度低于人类视觉系统HVS的对比度门限或人类听觉系统HAS对声音的感知门限，HVS或HAS就无法感知到信号的存在。

由于HVS和HAS 受空间、时间和频率特性的限制，数字水印技术利用数字作品中普遍存在的冗余数据与随机性，对作品作一定的调整处理，可以在不被感知的情况下隐藏水印信息。

数字水印分类及应用摘要：1.数字水印特性及分类2.数字水印算法及应用一、序随着信息时代的到来，特别是Internet的普及，信息的安全保护问题日益突出。

当前的信息安全技术基本上都以密码学理论为基础，无论是采用传统的密钥系统还是公钥系统，其保护方式都是控制文件的存取，即将文件加密成密文，使非法用户不能解读。

但随着计算机处理能力的快速提高，这种通过不断增加密钥长度来提高系统密级的方法变得越来越不安全。

另一方面，多媒体技术已被广泛应用，需要进行加密、认证和版权保护的声像数据也越来越多。

数字化的声像数据从本质上说就是数字信号，如果对这类数据也采用密码加密方式，则其本身的信号属性就被忽略了。

最近几年，许多研究人员放弃了传统密码学的技术路线，尝试用各种信号处理方法对声像数据进行隐藏加密，并将该技术用于制作多媒体的“数字水印”。

二、数字水印数字水印（Digital Watermark）技术是指用信号处理的方法在数字化的多媒体数据中嵌入隐蔽的标记，这种标记通常是不可见的，只有通过专用的检测器或阅读器才能提取。

数字水印是信息隐藏技术的一个重要研究方向。

嵌入数字作品中的信息必须具有以下基本特性才能称为数字水印：1.隐蔽性：在数字作品中嵌入数字水印不会引起明显的降质，并且不易被察觉。

2.隐藏位置的安全性：水印信息隐藏于数据而非文件头中，文件格式的变换不应导致水印数据的丢失。

3.鲁棒性：所谓鲁棒性是指在经历多种无意或有意的信号处理过程后，数字水印仍能保持完整性或仍能被准确鉴别。

可能的信号处理过程包括信道噪声、滤波、数/模与模/数转换、重采样、剪切、位移、尺度变化以及有损压缩编码等。

在数字水印技术中，水印的数据量和鲁棒性构成了一对基本矛盾。

从主观上讲，理想的水印算法应该既能隐藏大量数据，又可以抗各种信道噪声和信号变形。

然而在实际中，这两个指标往往不能同时实现，不过这并不会影响数字水印技术的应用，因为实际应用一般只偏重其中的一个方面。

数字水印技术综述【摘要】本文介绍了数字水印技术的基本原理。

并对其特点、分类、攻击技术及应用领域进行了阐述，同时对数字水印的各种算法进行了分类研究与深入分析，最后指出数字水印今后的研究方向。

【关键词】数字水印；水印原理；水印算法；水印应用１什么是数字水印所谓数字水印（Digital Watermark）技术是指用信号处理的方法在数字化的多媒体数据中嵌入隐蔽的标记，这种标记通常是不可见的，只有通过专用的检测器或阅读器才能提取。

比如我们通过一定的算法，在图像、视频、音频等多媒体数据中嵌入一个可以标示其知识产权的水印信息。

水印信息可以是文字、商标、印章或序列号等可以识别作品的作者、来源、版本、拥有者、发行人或合法使用人对数字产品的拥有权。

水印信息通过特殊的方式，可以从宿主信号中提取出水印或是检测出它的存在性。

这样的水印不占用额外的带宽，是原始数据不可分离的一部分，并且它可以经历一些不破坏源数据使用价值或商用价值的操作而存活下来。

２数字水印的特点一般认为数字水印应具有以下特征：（1）鲁棒性：水印信号在经历多种无意或有意的信号处理后，仍能保持其完整性或仍能被准确鉴别的特性。

（2）知觉透明性：数字水印的嵌入不应引起数字作品的视/听觉质量下降，即不向原始载体数据中引入任何可知觉的附加数据。

（3）水印容量(水印的位率)：数字水印应该能够包含相当的数据容量，以满足多样化的要求。

（4）安全性：水印嵌入过程(嵌入方法和水印结构)应该是秘密的，数字水印是统计上不可检测的，非授权用户无法检测和破坏水印。

对于通过改变水印图像来消除和破坏水印的企图，水印应该能一直保持存在，直到图像已严重失真而丧失使用价值。

（5）实现复杂度低：数字水印算法应该容易实现。

在某些应用场合(如视频水印)，甚至要求水印算法的实现满足实时性要求。

（6）确定性：数字水印所携带的信息能够被唯一地、确定地鉴别，从而能够为已经受到版权保护的信息产品提供完全和可靠的所有权归属证明的证据。

数字水印技术综述一、引言关于水印，相信大家对于纸币水印不会陌生，指的是传统水印，将他对着光照我们可以看到其中隐藏的图像，这些传统的水印用来证明其内容的合法性。

这种水印技术应用到数字领域就称之为“数字水印”——数字信息产品版权保护和数据安全维护的技术。

1993年A.Z.Tirkel在他的文章中首次使用了“water mark”标志着数字水印技术作为一门正式研究学科的诞生。

在这短短十几年的研究中，数字水印发展迅速。

数字水印几乎成为信息隐藏技术的主旋律。

在数字化时代，对于数字媒体的信息安全、知识产权保护和认证问题方面，数字水印提供了一个新的方向，它是一种可以在开放网络环境下保护版权和认证来源及完整性的新型技术，创作者的创作信息和个人标志通过数字水印系统以个人所不可感知的水印形式嵌入在多媒体中，不论如何传播，版权信息都不会消失，通过专用的检测器或计算机软件才可以检测出隐藏的数字水印。

一般的数字水印具有如下特点：1、可证明性：水印应能为受到版权保护的信息产品的归属提供完全可靠的证据。

水印算法能够将所有的有关信息（如注册的用户号码、产品标识或有意义的文字等）嵌入到被保护的对象中，并在需要的时候将这些信息提取出来。

水印可以用来判别对象是否受到保护，并能够监视被保护数据的传播、真伪鉴别以及非法拷贝控制等。

2、不可感知性：指视觉或听觉上的不可感知性。

即只因嵌入水印导致数据的变化对于观察者的视觉或听觉系统来讲应该是不可察觉的。

不过目前也有一些水印技术是可感知的，比如直接在图片上打上烙印等等，可用于标示与注释。

3、稳健性：指水印应该能够承受大量的物理和几何失真，如恶意攻击，或者图像压缩、滤波、打印、扫描、复印等等。

经过这些操作之后，稳健的水印算法应仍能从水印载体取出嵌入的水印或证明水印的存在。

二、基本理论框架通用的水印技术包含两个方面：水印的嵌入和水印的提取或检测水印信息可以是任何形式的数据。

密钥是用来加强安全性。

以避免为授权的恢复或修复水印。

数字水印简介作者：夏文财来源：《科教导刊·电子版》2017年第10期摘要数字水印技术是一门多学科交叉的应用技术，可用来保护版权和认证来源及其完整性。

本文简要介绍了数字水印的基本模型、分类方法、应用领域。

关键词数字水印隐藏技术信息安全中图分类号：TP391.4 文献标识码：A数字水印技术是信息隐藏技术（information hiding）的一个重要分支，其基本思想是通过某种算法将具有特定意义的信息隐藏到数字产品中，而且信息的嵌入不能影响数字产品的使用和价值，信息能从嵌入水印后的数字产品中提取出来，可达到保护数字产品的版权及内容认证的目的。

其中，嵌入在数字产品中的具有特定意义的信息称为数字水印或水印信息，它既可是有意义的图片、序列等信息，也可是无意义的随机序列，根据水印的不同应用可决定嵌入到数字作品中的水印信息内容。

1数字水印系统模型数字水印目前还没有标准的理论模型，但是所有水印系统基本上都是由水印嵌入系统和水印检测系统组成。

一般认为数字水印具有如下特性：1.1不可感知性不可感知性又称为不可见性。

即在视觉或者听觉上，观察者都不能感知因嵌入水印引起的数字产品的变化，而数字作品的正常使用不会被嵌入的数字水印影响。

1.2鲁棒性鲁棒性是指嵌入水印后的数字作品经过大量恶意和常规处理后，从含水印的数字作品中提取的水印信息仍有效。

对图像进行压缩、剪切、旋转、打印、扫描与复印等操作均包含在对数字作品处理的范围内。

1.3可证明性可证明性是指水印应具有能够提供可靠的证明数字作品的版权的功能。

水印系统在数字作品中嵌入可以证明数字作品版权的信息，以便对数字作品进行版权保护。

1.4安全性安全性是指攻击者利用若干手段对嵌入水印后的数字作品进行处理时，并不能发现水印的存在，或即使知道水印的存在，也无法去除水印。

如果对嵌入水印后的数字作品进行去除水印操作，可使数字作品产生较大变化，影响数字作品的正常使用，从而达到了保护水印信息安全的目的。

数字水印技术目录一、数字水印技术发展 (2)二、数字水印技术特点 (2)1、隐蔽性 (2)2、鲁棒性 (2)3、抗篡改性 (3)4、水印容量 (3)5、安全性 (3)6、低错误率 (3)三、数字水印技术分类 (3)1、按特性划分 (3)2、按附载的媒体划分 (4)3、按检测过程划分 (4)4、按内容划分 (5)5、按用途划分 (5)6、按隐藏位置划分 (6)7、按透明性划分 (6)四、数字水印技术应用 (6)1、印刷数字水印 (6)2、打印数字水印 (7)3、屏幕数字水印 (8)4、多媒体数字水印 (8)一、数字水印技术发展数字水印（Digital Watermark）一种应用计算机算法嵌入载体文件的保护信息。

数字水印技术，是一种基于内容的、非密码机制的计算机信息隐藏技术。

它是将一些标识信息（即数字水印）直接嵌入数字载体当中（包括多媒体、文档、软件等）或是间接表示（修改特定区域的结构），且不影响原载体的使用价值，也不容易被探知和再次修改。

但可以被生产方识别和辨认。

通过这些隐藏在载体中的信息，可以达到确认内容创建者、购买者、传送隐秘信息或者判断载体是否被篡改等目的。

数字水印是保护信息安全、实现防伪溯源、版权保护的有效办法，是信息隐藏技术研究领域的重要分支和研究方向。

二、数字水印技术特点1、隐蔽性也称不可感知性，即对于不可见水印处理系统，水印嵌入算法不应产生可感知的数据修改，也就是水印在通常的视觉条件下应该是不可见的，水印的存在不会影响作品的视觉效果。

2、鲁棒性水印必须很难去掉(希望不可能去掉)，当然在理论上任何水印都可以去掉，只要对水印的嵌入过程有足够的了解，但是如果对水印的嵌入只是部分了解的话，任何破坏或消除水印的企图都应导致载体严重的降质而不可用。

3、抗篡改性与抗毁坏的鲁棒性不同，抗篡改性是指水印一旦嵌入到载体中，攻击者就很难改变或伪造。

鲁棒性要求高的应用，通常也需要很强的抗篡改性。

在版权保护中，要达到好的抗窜改性是比较困难的。

数字水印技术目录一、数字水印技术发展2二、数字水印技术特点21、隐蔽性22、鲁棒性23、抗篡改性34、水印容量35、安全性36、低错误率3三、数字水印技术分类31、按特性划分32、按附载的媒体划分43、按检测过程划分44、按内容划分55、按用途划分56、按隐藏位置划分67、按透明性划分6四、数字水印技术应用61、印刷数字水印62、打印数字水印73、屏幕数字水印84、多媒体数字水印8一、数字水印技术发展数字水印（DigitalWatermark）一种应用计算机算法嵌入载体文件的保护信息。

数字水印技术，是一种基于内容的、非密码机制的计算机信息隐藏技术。

它是将一些标识信息（即数字水印）直接嵌入数字载体当中（包括多媒体、文档、软件等）或是间接表示（修改特定区域的结构），且不影响原载体的使用价值，也不容易被探知和再次修改。

但可以被生产方识别和辨认。

通过这些隐藏在载体中的信息，可以达到确认内容创建者、购买者、传送隐秘信息或者判断载体是否被篡改等目的。

数字水印是保护信息安全、实现防伪溯源、版权保护的有效办法，是信息隐藏技术研究领域的重要分支和研究方向。

二、数字水印技术特点1、隐蔽性也称不可感知性，即对于不可见水印处理系统，水印嵌入算法不应产生可感知的数据修改，也就是水印在通常的视觉条件下应该是不可见的，水印的存在不会影响作品的视觉效果。

2、鲁棒性水印必须很难去掉（希望不可能去掉），当然在理论上任何水印都可以去掉，只要对水印的嵌入过程有足够的了解，但是如果对水印的嵌入只是部分了解的话，任何破坏或消除水印的企图都应导致载体严重的降质而不可用。

3、抗篡改性与抗毁坏的鲁棒性不同，抗篡改性是指水印一旦嵌入到载体中，攻击者就很难改变或伪造。

鲁棒性要求高的应用，通常也需要很强的抗篡改性。

在版权保护中，要达到好的抗窜改性是比较困难的。

4、水印容量嵌入的水印信息必须足以表示多媒体内容的创建者或所有者的标志信息，或是购买者的序列号。

数字水印技术及其在版权保护中的应用【摘要】本文介绍了数字水印的发展和特性、典型算法，分析其在版权保护中的重要作用，并展望数字水印技术在数字化版权中的应用。

【关键词】数字水印；版权保护；DRM随着现代数字技术和互联网技术的迅猛发展，传统的信息交流方式有了很大的改变，多媒体数字信息凭借其方便和快捷的传播方式越来越普及。

人们借助PC终端、手机终端、云终端等电子设备可以从互联网轻而易举的的获得大量的数字化信息产品。

而随之产生的版权问题也日益严重，由于缺乏合适的保护机制，数字信息很容易被复制，篡改和转发，侵害了版权所有人的合法利益，因而对于多媒体数字信息版权保护的研究越来越受到人们的重视。

1 数字水印的概念和分类数字水印是信息隐藏中的重要技术之一。

通常其定义可理解为：不被感知地在数字产品中嵌入信息的处理行为。

数字水印技术和传统的密码学方法不同，它是依据信息隐藏的思想将重要的可认证的信息嵌入到图像、视频、音频及文本文件等数字多媒体的内容中，成为难于感知的部分，但从表面上并不影响产品的可视性，而一旦需要，则可以从加了水印的产品中检测出预先嵌入的信息，对产品的完整性以及版权进行认证和证明。

数字水印是嵌入在数字图像、音频以及视频等媒体中的信号，可以鉴别产品的真伪或者归属者。

数字水印的分类方法有很多种，不同的角度会有不同的划分，它们之间既有联系又有区别。

最常见的分类方法包括以下几种：（1）按数字水印特性：可以划分为鲁棒数字水印和脆弱数字水印两类。

（2）按数字水印所附载的媒体：可以划分为图像水印、音频水印、视频水印、文本水印等。

（3）按数字水印检测过程：可以划分为明文水印和盲水印。

（4）按数字水印的用途：可以划分为票据防伪水印、版权保护水印、篡改提示水印和隐蔽标识水印。

（5）按数字水印隐藏的位置：可以划分为时（空）域数字水印、频域数字水印、时频域数字水印和时间/尺度域数字水印。

（6）按水印的可见程度：可以划分为可见水印和不可见水印两种。

数字水印的分类
数字水印是指在数字媒体中嵌入的一种特殊标识，可以用于保护数字内容的版权和真实性。

根据不同的目的和应用场景，数字水印可以分为以下几类：
1. 版权保护型水印：主要用于保护数字内容的版权，这类水印
通常是不可见的，只有在特定的解码器或软件中才能看到。

2. 身份认证型水印：主要用于身份验证和防伪，这类水印通常
是可见的，可以包含一些个人信息或特定的标识符。

3. 安全追踪型水印：主要用于追踪数字内容的使用和传播情况，这类水印通常是可见的，可以包含一些时间戳和来源信息。

4. 内容分发型水印：主要用于跟踪数字内容的传播路径和流向，这类水印通常是不可见的，可以包含一些加密信息和特定的标识符。

综上所述，数字水印的分类主要取决于其应用和目的，不同类型的水印具有不同的特点和优势，可以根据具体的需求进行选择和应用。

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