当前位置：文档之家 › 数字水印技术ppt

数字水印技术ppt

  • 格式：pptx
  • 大小：800.74 KB
  • 文档页数：26

下载文档原格式

  / 26

合集下载

数字水印技术

数字水印技术


9.1.4 数字水印的分类
（2）按感知特性划分：
不可感知水印（不可见水印）：人的感观不能感知 嵌入的水印，不影响作品的质量，具有较高的使用 价值 可感知水印（可见水印）：可觉察数字水印嵌入到 载体后会在媒体中留下明显的印记，主要用于标识 版权，防止非法使用，虽然降低了资料的商业价值， 却不妨碍使用者的使用，如电视台的台标等。
数字水印应具有如下的基本特征:

不可感知性 水印容量 鲁棒性


可证明性
安全性
数字水印的安全性与密码系统的安全性非常类似，即水印嵌入的算 法是公开的，安全性建立在密钥管理基础上，只有拥有密钥才能提 取水印。数字水印系统一般使用一个或多个密钥来确保水印安全。
9.1.3 数字水印系统的组成



可证明性 安全性
9.1.2 数字水印的基本特征
数字水印应具有如下的基本特征:

不可感知性 水印容量 鲁棒性 可证明性
数字水印算法能够正确识别出被嵌入到保护对象中的有关信息，例
如经过注册的用户编码、产品的标识或者其他任何有意义的文字等， 并且在需要时将其提取出来作为证据。

安全性
9.1.2 数字水印的基本特征
Playback control
Record control
Illegal copy
Non-compliant recorder
应用领域(4)——数字指纹
Distributed copies Digital fingerprints Users
Original image
应用领域(5)——内容验证
数字水印应具有如下的基本特征:

不可感知性
对不可感知的数字水印来说，是指加入数字水印后不会改变数字产 品的感知效果，即感知不到数字水印的存在。
信息隐藏与数字水印技术.pptx

信息隐藏与数字水印技术.pptx

• 密码仅仅隐藏了信息的内容，而信息伪装不但 隐藏了信息的内容而且隐藏了信息的存在；
• 传统的以密码学为核心技术的信息安全和伪装 式信息安全技术不是互相矛盾、互相竞争的技 术，而是互补的；
内容
• 信息伪装技术研究的内容包括信息隐藏和信 息的版权认证，信息访问的合法身份认定等。 其研究涉及密码学，图象处理，模式识别， 数学和计算机科学等领域。
题于墙上，使卢俊义遭官府 迫害逼上梁山
信息隐藏的原理框图
载体信 息源
A 秘密消息m
载体对象c
伪装对象
信息嵌入c’ 算法
不安全信 道
信息提取 算法
Ｂ 秘密消息m
密钥k
信息隐藏的原理框图
实现信息隐藏的基本要求
• 载体对象是正常的，不会引起怀疑 • 伪装对象与载体对象无法区分，无论从
感观上，还是从计算机的分析上 • 信息隐藏的安全性取决于第三方有没有
尽可能多地将信息隐藏在公开消息之中
尽可能不让对手发现任何破绽
• 攻击者
✓ 尽可能地发现和破坏对手利用信息隐藏技术隐藏在公开消息 中的机密信息
信息隐藏与信息安全
• 信息隐藏（伪装）就是将秘密信息秘密地隐藏 于另一非机密的文件内容之中。其形式可为任 何一种数字媒体，如图象、声音、视频或一般 的文档等等；
我画蓝江水悠悠，爱晚厅上枫叶愁。 秋月溶溶照佛寺，香烟袅袅绕经楼。
离合诗（Acrostic）
七律•问缘 我常夜半询姻命， 与月为邻爱晚星。 秋槿含情风后落， 香獐有意谷间鸣。 天街雨过涤新树， 长路云收现旧亭。 地老皆缘蕃草木， 久愁比翼痛风铃。
施耐庵《水浒传》第61回 吴用诱使卢俊义将离合诗
卢花潭上有扁舟， 俊杰黄昏独自游。 义到尽头原有命， 反弓逃难必无忧。
数字水印的DWTDCT实现方法介绍培训课件

数字水印的DWTDCT实现方法介绍培训课件


分量G’
数字水印的DWTDCT实现 9
DCT水印算法实现结果1
DCT结果例图1：数缩字放水因印子的QD=W0.0T5DC水T实印现后图像1与0原图基本无差别
DCT水印算法实现结果2
DCT结果例图2：缩放因子数Q字=水0.印5 的水D印W后T图DC像T与实原现图有略11微差别（PC上看）
DCT水印算法实现结果3
数字水印的DWTDCT实现 3
数字水印的应用
彩色图像 灰度图像
灰度图像 二值图像
应用领域
用于版权 保护的 数字水印
用于盗版 跟踪的 数字指纹
ห้องสมุดไป่ตู้
用于拷贝 保护的 数字水印
数字水印的DWTDCT实现 4
用于图像 认证的 数字水印
数字水印基本特性
数字水印的DWTDCT实现 5
数字水印实现的分类
DFT: 离散傅立叶变换域（DiscreteFourier Transform） DCT: 离散余弦变换域（Discrete Cosine Transform） DWT: 离散小波域（DiscreteWavelet Transform）
DCT抵抗压缩性质研究
缩小过程中有信息丢失
放大过程中无信息丢失
数字水印的DWTDCT实现 15
小波变换
小波变换主要思想： 把信号分解成将原始小波经过移位和缩放之后的一 系列小波，由这些小波来重构原始信号，因此小波是 小波变换的基函数，小波系数反映的是不同缩放尺度 和平移参数的小波基函数在重构原函数时所占的比重
DCT结果例图3数：字缩水放印因的子DQW=T1DC水T印实后现图像与12原图有些差别
DCT水印算法实现结果4
DCT结果例图4：缩数放字因水子印Q的=D5W水TD印C后T实图现像与原1图3 基本有大的差别
数字水印技术

数字水印技术

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PPT课件

数字水印技术PPT课件


与现代光学技术相结合
15
.
PART3 基于数字全息的水印技术
基于数字全息的水印技术
•
16
.
gmark (x, y) g0 (x, y)=gmark (x, y) exp[i2(x, y)]
Gmark ( ,) g0 (x, y) exp[2 i( x y)]dxdy R(,) R0 exp[2i(a b)]
9
.
数字水印技术（Digital Watermarking）
• 数字水印为计算机网络上的多媒体产品的版权保护等问题提供了有效 的解决方案。
• 它通过在原始数据中嵌入秘密信息(水印)来证实该数据的所有权。 • 被嵌入的水印可以是一段文字、标识、序列号等。
10
.
特点
• 数字水印技术具有以下几个方面的特点：
17
基于数字全息的水印技术
.
g0(x, y)的傅里叶变换谱与参考光波R发生干涉，其光强分布可以表示为
H ( ,) Gmark ( ,) R( ,) 2
(4)
Gmark ( ,) 2 R( ,) 2 Gmark ( ,)R( ,)* Gmark ( ,)* R( ,)
(4)式中第一二项为傅里叶变换全息图的晕轮光和中心亮点，对再现像的质量影 响很大，应该去除，去除后变为：
盗版
5
.
• 保护数字产品的知识产权和阻止盗版已经成为数字产 品和网络应用面临的严峻问题。
• 对数字图像、音频、视频等多媒体产品进行水印处理 已经成为近年来研究的热点领域之一
如何在网络环境中实施有效的版权
保护和信息安全？
6
.
信息隐藏
• 信息隐藏是把机密信息隐藏在大量信息中不让对手发觉的一种方法。
数字水印技术

数字水印技术

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。

数字水印技术

数字水印技术

数字水印技术
余金蓉
数字水印（Digital Watermarking）技术
将一些标识信息（即数字水印）直接嵌入数字载体（包括 多媒体、文档、软件等）当中，但不影响原载体的使用价 值，也不容易被人的知觉系统（如视觉或听觉系统）觉察 或注意到。 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。 数字水印是信息隐藏技术的一个重要研究方向。 属于信息隐藏（Information Hiding）技术的一种。
一般来说，目前学术界研究的数字水印大多数是盲水印。
数字水印的分类
按内容划分 › 有意义水印 有意义水印是指水印本身也是某个数字图像（如商标图像）或数字音 频片段的编码；
有意义水印的优势在于，如果由于受到攻击或其他原因致使解码后的 水印破损，人们仍然可以通过视觉观察确认是否有水印。 › 无意义水印 无意义水印只对应于一个序列号。
常用水印算法
空域数字水印 › 最低有效位算法(LSB)：通过修改表示数字图像的颜色或颜色分 量的位平面,调整数字图像中感知不重要的像素来表达水印的信息， 以达到嵌入水印的目的。 频域数字水印
› 扩展频谱算法：通过时频分析，根据扩展频谱特性，在数字图像
的频率域上选择那些对视觉最敏感的部分，使修改后的系数隐含
击等手段。
图像水印 音频水印
视频水印
文本水印 用于三维网格模型的网格水印等。 随着数字技术的发展，会有更多种类的数字媒体出现，同时 也会产生相应的水印技术。
数字水印的分类
按检测过程划分
› 明文水印 明文水印在检测过程中需要原始数据。明文水印的鲁棒性比 较强，但其应用受到存储成本的限制。 › 盲水印 盲水印的检测只需要密钥，不需要原始数据。
数字水印技术-变换域算法

数字水印技术-变换域算法

02
数字水印与原始媒体数据紧密结 合，不易被察觉，同时可以在需 要时提取出来。
数字水印技术的应用场景
版权保护
通过数字水印技术，可以在数字 媒体中嵌入版权信息，以防止未 经授权的复制和传播。
内容认证
数字水印可以用于验证数字媒体 的完整性和真实性，以防止篡改 和伪造。
多媒体内容隐藏信
息
在数字媒体中隐藏一些不易察觉 的信息，如时间戳、标识等，以 实现一些特殊的应用需求。
VS
DWT将图像分解成不同尺度的小波 系数，每个尺度上的系数都对应于不 同的频率范围。基于DWT的数字水 印算法可以在不同尺度上嵌入水印信 息，以实现多分辨率的水印。提取和 检测水印时，需要利用小波逆变换将 图像重构到原始尺度。
基于FFT的提取与检测算法
基于快速傅里叶变换（FFT）的数字水印算法利用傅里叶变换的频域分析能力，能够实现高效的图像处理和信号处理。
优点
鲁棒性
变换域算法在数字水印技术中具有较好的鲁棒性，可以在经过多种 信号处理操作后仍能检测和提取出水印信息。
隐蔽性
通过在变换域内嵌入水印信息，可以有效地隐藏水印，使其不易被 察觉。
安全性
变换域算法可以利用加密技术对水印信息进行保护，提高水印的安 全性。
缺点
01
02
03
计算复杂度
变换域算法通常需要较大 的计算量和存储空间，这 可能会影响水印的实时处 理和嵌入速度。
傅里叶变换（FFT）
要点一
总结词
傅里叶变换是一种经典的信号处理技术，用于将信号从时 间域转换到频率域。
要点二
详细描述
傅里叶变换将图像的像素值表示为一系列复数系数的和， 这些系数表示图像在不同频率下的强度和相位信息。通过 修改这些系数，可以在不显著改变图像质量的情况下，嵌 入和提取水印信息。然而，傅里叶变换在处理图像时存在 一些局限性，例如无法处理局部区域的信息，因此在实际 应用中不如离散余弦变换和小波变换常用。
数字水印技术ppt-精选文档

数字水印技术ppt-精选文档


5 5 2 15, 0, 15
5
15 0 0 1＝ 15 , D 15 , 0 0 0
10 5 5 1 0 1 1 T 15, 15 E A A 5 10 5 0 1 1 , 1 1 5 5 10 0 0 0 1
5 5 5 1 1 1 1 1 T ＝0， A A 5 5 5 0 0 0 , 2 1 , 3 0 5 5 5 0 0 0 0 1
的奇异值分解。
解：
1 2 5 5 5 1 1 1 T A A 1 2 2 2 2 5 5 5 1 2 5 5 5
5 E AT A
5 5
5 5 5
1 r T T V ( A A)V
其中V 是正交阵。令
D2 0 O 0
O O
V (V1 ,V2 )
O O
V1T T D2 V T A A (V1 , V2 ) O 2
2 7 0 1 ＝ 1 7 3 5 2 3 7 1 5
0 5
1
5 5 1 T 解 U1 x 0 得 1 , 单位化 1 35 - 3 - 3
例、求
1 1 1 A 2 2 2
其中
U1 AV1 D 1
把
U1 扩充成交阵
U (U1 , U 2 )
U2
即求解方程
信息隐藏与数字水印技术

信息隐藏与数字水印技术

差分隐私的优点是能够提供强有力的 隐私保护，但缺点是可能会影响数据 分析的准确性。
03
数字水印技术原理
数字水印的嵌入方法
空域嵌入
直接修改图像的像素值来嵌入水印，通常用于可见水印。
频域嵌入
在图像的频率域中嵌入水印，通过修改图像的变换系数实现，具 有较好的鲁棒性。
量子嵌入
利用量子力学原理将水印信息以量子状态的形式隐藏在图像中， 具有极高的安全性。
02
信息隐藏技术原理
隐写术
隐写术是一种将秘密信息隐藏在普通数据中的技术。它通过改变数据的一 些属性，如像素值、音频信号幅度等，来编码秘密信息。
隐写术通常用于在不破坏原始数据的情况下传递秘密信息，接收者需要使 用特定的方法来提取隐藏的信息。
隐写术的优点是隐蔽性好，难以被察觉，但缺点是容量较小，只能传递少 量信息。
对于不同类型的数据，如音频、视频、图像等，信息隐藏和数字水 印技术的适用性和效果也有所不同，需根据实际情况选择。
根据安全性要求选择
如果对数据的安全性要求较高，可以选择信息隐藏技术；如果更关注 数据的完整性和来源认证，可以选择数字水印技术。
信息隐藏与数字水印技术的发展趋势
信息隐藏技术的进一步发 展
随着信息技术的不断进步，信息隐藏技术将 不断改进和完善，提高隐蔽性和鲁棒性。
数字水印技术的多元化应用
随着多媒体技术的普及，数字水印技术将广泛应用 于版权保护、内容认证等领域，并呈现出多元化的 发展趋势。
信息隐藏与数字水印技术 的融合
未来信息隐藏与数字水印技术将相互借鉴和 融合，形成更加高效和安全的信息保护技术 。
05
信息隐藏与数字水印技术的应用 案例
信息隐藏在数据传输中的应用案例
信息隐藏与数字水印技术的应用场景
数字水印的发展简介

数字水印的发展简介


5. 串谋攻击
•
所谓串谋攻击就是利用同一原始多媒体数
据集合的不同水印信号版本，来生成一个近似
的多媒体数据集合，以此来逼近和恢复原始数
据，其目的是使检测系统无法在这一近似的数
据集合中检测出水印信号的存在。
6. 跳跃攻击
• 跳跃攻击主要用于对音频信号数字水印系统的攻击， 其一般实现方法是在音频信号上加入一个跳跃信号， 即首先将信号数据分成500个采样点为一个单位的数据 块，然后在每一数据块中随机复制或删除一个采样点， 来得到499或501个采样点的数据块，然后将数据块按 原来顺序重新组合起来。实验表明，这种改变对古典 音乐信号数据也几乎感觉不到，但是却可以非常有效 地阻止水印信号的检测定位，以达到难以提取水印信 号的目的。类似的方法也可以用来攻击图象数据的数 字水印系统，其实现方法也非常简单，即只要随机地 删除一定数量的象素列，然后用另外的象素列补齐即 可，该方法虽然简单，但是仍然能有效破坏水印信号 存在的检验。
• 1.水印基本原理和评价方法的研究，包括水印 理论模型、水印结构、水印嵌入策略、水印检 测算法、水印性能评价以及水印的标准化等
• 2． 现有水印算法分析 • 3． 基于特征的数字水印技术 因基于统计特
征的数字水印技术容易受到非线形等变换方法 的攻击，而基于图象高层特征的数字水印技术 如基于边界信息等则具有较好鲁棒性。
象用高质量打印机输出，然后再利用高质量扫
描仪扫描重新得到其图象这一过程中引入的误
差。
4. 马赛克攻击
• 其攻击方法是首先把图象分割成为许多个小图 象，然后将每个小图象放在HTML页面上拼凑成 一个完整的图象。一般的Web浏览器都可以在 组织这些图象时在图象中间不留任何缝隙，并 且使其看起来这些图象的整体效果和原图一模 一样，从而使得探测器无法从中检测到侵权行 为。

《数字水印技术》课件


数字水印的分类
02 根据应用需求和嵌入方式，数字水印可分为可见水印
和不可见水印。
数字水印的功能
03
数字水印具有版权保护、内容认证、数据追踪等功能
。
感谢观看
THANKS
THE FIRST LESSON OF THE SCHOOL YEAR
内容防伪
数字水印可以用于标识多媒体内容的真伪，防止伪造和假冒。
内容追溯
数字水印可以用于追踪多媒体内容的传播路径和源头，帮助发现 和处理安全威胁。
01
数字水印技术的挑 战与展望
数字水印技术的挑战
鲁棒性
透明性
数字水印需要能够抵抗各种常见的图像处 理操作，如压缩、滤波、噪声添加等。
数字水印不应明显改变原始数据的视觉效 果，以免影响其使用价值。
数字水印技术是一种将特定信息隐藏在数字媒体 （如图像、音频、视频等）中的技术，这些信息 可以用于标识版权、追踪数据来源或验证数字媒 体的完整性。
鲁棒性
数字水印应能在数字媒体的常规处理过程中保持 完整性和可检测性，如压缩、滤波、剪切等。
不可见性
数字水印通常不会影响数字媒体的正常使用，人 眼无法直接观察到水印的存在。
《数字水印技术》 ppt课件
THE FIRST LESSON OF THE SCHOOL YEAR
目录CONTENTS
• 数字水印技术概述 • 数字水印的分类与原理 • 数字水印算法的实现 • 数字水印技术的应用案例 • 数字水印技术的挑战与展望 • 参考文献
01
数字水印技术概述
定义与特点
定义
03
易攻击: 水印算法可能被恶意攻击者破解。
04
计算成本高: 水印嵌入和提取过程计算复杂 度高。

数字图像水印技术


数字水印的特点
安全性
数字水印难以被发现、擦除、篡改或伪造，同时， 要有较低的虚警率
可证明性
数字水印应能为宿主数据的产品归属问题提供完全 和可靠的证据
数字水印三要素
水印本身的结构
版权所有者、合法使用者等具体信息 伪随机序列 图标
水印嵌入算法 水印检测算法
数字水印加载和检测流程
文档水印
确定文档数据的所有者
从外观上分类
可见水印（可察觉水印）
如电视节目上的半透明标识，其目的在于明确 标识版权，防止非法的使用，虽然降低了资料 的商业价值，却无损于所有者的使用
不可见水印（不可察觉水印）
水印在视觉上不可见，目的是为了将来起诉非 法使用者。不可见水印往往用在商业用的高质 量图象上，而且往往配合数据解密技术一同使 用
数字指纹水印
基于数据目的的水印
包含关于本件产品的版权信息，以及购买者的 个人信息，可以用于防止数字产品的非法拷贝 和非法传播
数字水印的应用
版权保护、数字指纹、认证和完整性校验、内 容标识和隐藏标识、使用控制、内容保护、安 全不可见通信等
数字水印的应用
版权保护：表明对数字产品的所有权 数字指纹：用于防止数字产品被非法复制和散
提取原始水印：如文字、徽标
0-1判决：判定水印存在与否
W D(IˆW , I, K)
C
(W
,
W
,
K
,在
两个基本定义：
感知相似性：设数字产品X,Y∈X，则符号X～ Y表示X和Y具有相同的感知形式。而符号X≠Y 表示X和Y是完全不同的数字产品，或表示Y是 相对于X质量下降的数字产品。
音频水印
保护MP3、CD、广播电台的节目内容等

数字图像水印技术

NEC实验室的COX等人提出的基于扩展频谱的 水印算法在数字水印算法中占有重要地位，这一算 法提出了强壮水印算法的几个重要原则。首先，水 印信号应该嵌入数据中对人的感觉最重要的部分。 其次，水印信号应该由具有高斯分布的独立与分布 随机实数序列构成。
17:59:41
频域的图像水印技术
下面介绍一下具体水印嵌入过程。 图像和水印信息图像进行颜色模型转换，从RGB颜
17:59:41
空域图像水印技术
经典的LSB算法就是将水印信息放置在原始图像 中对于人类视觉最不敏感的地方，在空域中，通常选 择改变原始图像中像素的最低位来实现水印的嵌入和 提取。下面用一个具体的算法来说明。
嵌入过程：将水印信号经过颜色模型转换后 再转化为二进制数据码流；原始图像同样经过颜色模 型转换后，将其每个字节的高7位依次异或；最后再用 原始图像像素字节位异或结果与二进制数码流异或后 写入其最低位。如下图所示为基于LSB算法的水印嵌入 过程。
首先来看水印的嵌入过程，所谓水印嵌 入过程就是将水印信息隐藏到宿主数据中， 从图像处理的角度看，嵌入水印可以视为在 强背景（原始图像）下叠加一个弱信号（水 印信号），
17:59:41
数字水印技术的基本原理
由于人的视觉系统分辨率受到一定的限制 ，只要叠加信号的幅度低于对比度门限，就 无法感觉到信号的存在，对比度门限受视觉 系统的空间、时间和频率特性的影响。因此 ，通过对原始图像作一定的调整，有可能在 不改变视觉效果的情况下嵌入一些信息。另 一方面，从数字通信的角度来看，水印嵌入 过程可理解为在一个宽带信道（原始图像） 上用扩频通信技术传输一个宽带信号（水印 信号），尽管水印信号具有一定能量，但分 布到信道中任一频率上的能量是难以检测的 ，
17:59:41

数字水印

PKI），是一种遵循既定标准的密钥管理平 PKI），是一种遵循既定标准的密钥管理平 台,它能够为所有网络应用提供加密和数字 签名等密码服务及所必需的密钥和证书管 理体系。 完整的PKI系统必须具有权威认证（CA）机 完整的PKI系统必须具有权威认证（CA）机 构、数字证书库、密钥备份及恢复系统、 证书作废系统、应用接口（API）等基本构 证书作废系统、应用接口（API）等基本构 成部分 。
本章总结
本章需要重点理解的是密码学的基本概念 DES加密技术的优缺点 DES加密技术的优缺点 RSA加密算法的基本原理 RSA加密算法的基本原理 掌握使用PGP加密工具进行文件和邮件的加 掌握使用PGP加密工具进行文件和邮件的加
密。
本章习题
【1】、密码学包含哪些概念？有什么功能？ 【2】、简述对称加密算法的基本原理。 【3】、利用对称加密算法对“1234567”进行加密，并进行解密。（上 、利用对称加密算法对“1234567”
机完成） 【4】、简述非对称加密算法的基本原理。 【5】、利用非对成加密算法对“1234567”进行加密，并进行解密。 、利用非对成加密算法对“1234567” （上机完成） 【6】、比较对称加密算法和公开密钥算法，分析他们的异同。 【7】、恺撒密码是公元前50年古罗马恺撒用过的密码，加密方法是把a 、恺撒密码是公元前50年古罗马恺撒用过的密码，加密方法是把a 变成D 变成D，b变成E，c换成F，依次类推，z换成C。这样明文和密文的字母 变成E 换成F，依次类推，z换成C 就建立一一对应的关系。加密原理其实就是：对明文加上了一个偏移值 29，即“a”对应的ASCII码位97，“D”对应的ASCII码为68，相减得到29。 29，即“ 对应的ASCII码位97， 对应的ASCII码为68，相减得到29。 编写程序1：实现恺撒密码加密单词“julus” 编写程序1：实现恺撒密码加密单词“julus”。（上机完成） 编写程序2：实现解密，将程序1 编写程序2：实现解密，将程序1得到的密文进行解密。（上机完成） 【8】、简述PGP加密技术的应用。 、简述PGP加密技术的应用。 【9】、使用PGP软件加密文件，并将与其他人交换密钥。（上机完成） 、使用PGP软件加密文件，并将与其他人交换密钥。（上机完成）

《数字水印技术》课件


内容完整性
数字水印技术可以用于验证数字 内容的完整性，通过提取数字作 品中的水印信息，可以检测数字 作品是否被篡改或损坏。
内容来源追溯
数字水印可以用于追溯数字内容 的来源，通过提取水印信息，可 以确定数字作品的作者或发布者 ，保证数字内容的真实性和可信 度。
内容篡改检测
数字水印技术还可以用于检测数 字内容的篡改行为，通过比较原 始水印和提取的水印信息，可以 发现数字作品是否被篡改或恶意 修改。
电子票据防伪
数字水印技术可以用于电子票据的防伪，以防止 伪造和篡改。
数字水印技术的发展历程
1993年，Caronni等人提 出了数字水印的概念，并 进行了初步的实验研究。
2000年左右，随着数字 媒体技术的普及，数字水 印技术的应用范围逐渐扩 大。
ABCD
1997年，国际信息隐藏 学会成立，推动了数字水 印技术的进一步发展。
利用深度学习技术提高水印的 鲁棒性和隐蔽性，以及利用神 经网络进行水印的生成和检测 是未来的一个重要方向。
动态水印技术的研究
随着媒体内容的动态变化，研 究如何在水印中嵌入动态信息 ，以实现更高级别的版权保护 和内容追踪是未来的一个研究 方向。
跨媒体水印技术的研究
随着多媒体内容的普及，研究 如何在水印中同时嵌入图像、 音频和视频信息，以实现跨媒 体版权保护和内容追踪是未来 的一个研究方向。
水印容量与嵌入强度的关系
水印容量决定了能够嵌入的信息量，而嵌入强度则影响水印的鲁棒性 ，如何在保证水印鲁棒性的前提下提高水印容量是一个挑战。
跨媒体一致性问题
数字水印需要在多种媒体上保持一致性，包括图像、音频和视频等， 这需要解决不同媒体间的水印同步问题。
数字水印技术的未来发展方向

数字水印技术

数字水印是永久镶嵌在其他数据（宿主数据）中
具有可鉴别性的数字信号或模式，而且并不影响 宿主数据的可用性。
1.安全性：数字水印信息应是安全的，难以被窜 改或伪造，同时，有较低的误检测率。
2.隐形性：数字水印应是不可知觉的，即数字水 印的存在不应明显干扰被保护的数据，不影响被 保护数据的正常使用。
水印系统能够判断嵌入水印后的数据在哪些区域 被更改，来确定作品的完整性。
合法所有者的辩识
通过易碎水印进行内容认证
使用控制
水印信息（所有者信息） 嵌入水印的宿主数据 非法复制和分发 所有者通过水印密钥 进行水印提取
在媒体数据中嵌入易碎水印，使得后来对嵌入水 印的媒体内容的更改可以被高概率地检测到。
从加水印图像的抗过滤波或压缩等能力即鲁棒性来分， 可以分为易碎水印，半易碎水印和鲁棒水印。易碎水 印对任何图像变换或处理都非常敏感，半易碎水印对 某些特定的图像处理方法有鲁棒性而对其它的处理不 具备鲁半性，鲁棒水印对常见的各种图像处理方法都 具有鲁棒性。
3. 稳健性：数字水印必须难以（最好是不可能） 被除去，如果只知道部分水印信息，那么试图除 去或破坏水印应导致严重的降质而不可用。

数字水印的基本应用领域大体上可分为：
➢ 版权保护 ➢ 数字指纹 ➢ 认证 ➢ 安全不可见通信
将版权所有者的信息，嵌入到要保护的数字多媒 体作品中，从而防止其他团体对该作品宣称拥有 版权。
  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。

例、求
1 1 A 1 2
2 1
的奇异值分解。
解：
AT
A
6 1
1 6
E AT A 6 1 5 7
1 6
1 7, 2 5 1 7 , 2 5, rank( A) 2
D＝ 7
7 0
, 5
0 0
5
0
1
7，7 E
AT
A
1 1
11
1 0
01, 1 11
2
或者假装自己是其中的一个囚犯，隐藏进伪造的消息， 传递给另一个囚犯
信息隐藏问题
0 1 1… 1 0 0… …… 0 1 1…
128 127 126 … 120 123 124 … …… 85 85 86 …
128 127 127 … 121 124 124 … …… 86 85 87 …
数字水印图像
1
V T ( AT A)V
r
0
D2 O
O O
0
其中V 是正交阵。令 V (V1,V2 )
VV12TT
AT
A
(V1
,
V2
)
D2 O
O O
由前式可知
VV12TT
AT AT
AV1 AV2
D2 O,
A AVV T A(V1,V2 )VV12TT AV1V1T AV2V2T
Ax x
n
max1 Leabharlann nj 1a ij
；(2)
A
1
max x0
Ax 1 x
1
n
max 1 jn
i 1
a ij
；
Ax
(3) A 2 mxa0x
2 x
max ( AT A) 。
2
3、矩阵范数的等价性 定理 设A R nn，则
(1)
1 n
||
A
||
||
A
||2
n || A || ，
(2)
3 1 2 0 2 1
V
1
1 1
1 1
2 0 0
0
0 VT 2
1
U1 AV1D1
1 2
1 2
1 2
0 0
1 0
1 10
1 5
21
扩充U1 ,
解
U1T
x
0
得
2 1
,
单位化
1 5
12
U
1 5
1 2
2 1
，A
UV
T
信息隐藏与数字水印技术
—背景、算法及相关理论
信息隐藏问题描述
AV1V1T
AV1D1DV1T U1DV1T 其中 U1 AV1D1
AV2 0
把 U1 扩充成交阵 U (U1, U 2 )
即求解方程 U1T x 0 的基础解系，
再规范正交化即得
U2
UΣV T
D (U1, U2 ) O
O O
VV12TT
(U1D, O)VV12TT
U1DV1T A
GOOGLE的创办人
Page的父亲（Dr. Carl Victor Page）是美
国密西根州立大学(Michigan State University)的计算机博士，因此他在6岁就 开始迷上计算机。在学术研究上，Page追隨 父亲的脚步钻研计算机工程，并以优异的成 绩毕业于密西根大学，取得工程学士学位。
Google介绍
Google是一个搜索引擎，是由两个斯坦福大学博士生Larry Page与Sergey Brin于2019年9月发明的。 Google Inc. 于2019年创立。 2000年7月份，Google替代Inktomi成为Yahoo的搜索引擎 2019年9月份，Google成为中国网易公司的搜索引擎。 2019年至今，Google已经获30多项业界大奖。
15, 15E AT A 5 10 5 0 1 1 , 1 1
5 5 10 0 0 0
1
＝0，
AT
A
5 5
5 5
5 1 5 0
1 0
1
1
1
0, 2 1, 3 0
5 5 5 0 0 0
0
1
标准正交化：
1
11，
1
11 ，
1
1 0
5，5E
AT
A
1 1
11
1 0
1
1
0, 2 1
标准正交化:
1 2
11，
1 2
11
V＝
1 2
11
11 V T
1 U1 AV1D1 1
2
1
2 1
1 1 2 1
1 7
1
0
2 7
＝
1 2
1
3
7 7
0
3 5
1
5
5
5
解
U1T
x
0
得
1
,
单位化
- 3
1 35
1
- 3
0 1
1 n
||
A
||
||
A
||1
n
||
A
||
。
矩阵的奇异值分解
奇异值分解
设 rank( Amn ) r， 则半正定阵 AT A 的特征值 i 0
称 i i 为 A 的奇异值。
定理：设
D 0 Σ 0 0mn
其中 D diag(1, 2 r ) , 1 2 r 0,
则存在正交阵 Umm ,Vnn 使得 A UΣV T
在密西根大学Ann Arbo校区求学期間， Page曾担任Eta Kappa Nu荣誉学会的会長， 并利用Lego™设计了可程式化的绘图机和喷 墨印表机。在史丹福大学攻读计算机博士学 位期間，Page結識了Sergey Brin，之后两 人即共同开发并经营Google，并于2019年正 式开始营运。
数字水印技术
➢矩阵范数 ➢矩阵的奇异值分解 ➢数字水印技术
矩阵范数
1、矩阵的算子范数 （诱导范数） N ( A)
A
v
m ax xxR0 n
Ax v x
v
满足相容条件：
(1) Ax
A
x
；
v
v
v
(2) AB A B (A, B R nn )。
v
v
v
2、矩阵范数公式
(1)
A
max x0
• 囚犯问题
– 两个囚犯A和B被关押在监狱的不同牢房，他们想通过 一种隐蔽的方式交换信息，但是交换信息必须要通过 看守的检查。因此，他们要想办法在不引起看守者怀 疑的情况下，在看似正常的信息中，传递他们之间的 秘密信息
• 看守者
– 被动看守者：只是检查传递的信息有没有可疑的地方 – 主动看守者：故意去修改一些可能隐藏有信息的地方，
5
例、求
A
1 2
1 2
1 2
的奇异值分解。
解：
1 AT A 1
1
2 2 2
1 2
1 2
12
5 5 5
5 5 5
5 5 5
5 5 5
E AT A 5 5 5 2 15, 0, 15
5 5 5
＝
1
15,
D
15,
15 0
0 0
0 0
10 5 5 1 0 1 1
GOOGLE的创办人
布林（Sergy Brin）出生于莫斯 科，并以优异的成绩取得美国马 里兰大学 (University of at Maryland College Park)的数学与计 算机学士学位，以及史丹福大学 (Stanford University)的计算机硕士学 位，尚在攻读史丹福大学的计算机博 士，但目前暂时休学 。