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基于生物特征的图像数字水印算法摘要：基于生物特征的数字水印是将生物特征技术与数字水印技术有机结合。
人体生物特征具有唯一性、可靠性和稳定性等特性，把生物特征作为数字水印嵌入到图像中具有较强的鲁棒性。
关键词：生物特征空间域算法频域算法一、引言随着社会和经济的飞速发展，计算机和网络技术日益结合紧密，信息安全上升到前所未有的地步，本文通过生物特征识别技术和数字水印技术相互结合，实现了双重的保护功能。
数字水印技术，利用数字信号处理、信息理论通信理论、密码学、图象处理等，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）。
原始的数据并没有发生改变，也不影响原始数据的正常使用。
人们无法从表面感知水印，只有专用的检测器或软件才可以检测出隐藏的水印，即可获得隐藏信息，从而达到证明证件真实性和有效性的目的。
生物特征可分为生理特征和行为特征，人体所固有的生理特征包括面部特征、指纹、手型、掌纹、虹膜、视网膜、体味、耳廓、dna、体热辐射、以及手部、面部静脉血管模式等，这些特征不会随着客观条件和主观条件而改变。
基于行为特征的包括击键力学分析、签名识别、说话人识别、步态识别等，这些都与后天环境养成的行为习惯有关。
二、生物特征识别技术常用的生理特征有脸像、指纹、虹膜等；常用的行为特征有步态、签名等。
声纹兼具生理和行为的特点，介于两者之间。
各种生物特征识别技术各有其优缺点，在下表1中，将各种生物特征识别技术的性能进行了一个简单的比较。
表1各种生物特征识别技术的比较三、数字水印技术近几年来，国内外数字水印算法层出不穷。
概括地说，数字水印的算法主要包括空间域算法和频域算法两大类。
空间域算法具有容易实现、算法简单、运算速度快、嵌入的信息量大、能够有效地利用人类视觉系统特性等优点。
其缺陷是算法的鲁棒性差；频域算法是将原始图像原始的图像进行某种数学变换，将图像f（x，y）转到频域f（u，v）中考虑，通过改变图像的某些频域系数来加入水印，然后利用反变换生成含水印的图像，常用的数学变换有离散傅立叶（dft），离散余弦变换（dct）以及离散小波变换（dwt），其中离散小波变换的最大的特点是具有空间局部化和频域扩展局部化的特性。
数字水印技术论文数字水印技术有效维护产权人享有的产品版权利益，杜绝非法盗版问题。
下面是店铺整理的数字水印技术论文，希望你能从中得到感悟!数字水印技术论文篇一数字水印技术概论【摘要】本文就数字水印科学保护技术展开探讨，通过原理定义论述、领域背景介绍与应用探讨，明晰了技术核心应用价值。
对促进数字水印技术的继续深化拓展，发挥对电子信息相关数据产品的可靠安全保护职能，有积极有效的促进作用。
【关键词】数字水印;应用;保护0.前言信息时代，各类信息化数字技术扩充发展，针对丰富数字信息的安全保护需求也日益扩充。
基于数字文档可方便快捷的复制、篡改与盗取，因而令其产权保护面临一定困难。
同时数字图像具有一定适应性特征，可供用户任意设计更新并为己所用。
为此应科学探究一种良好的数据可靠加密保护技术，进而有效应对不良信息篡改、窃取、盗用问题。
本文基于这一目标引入水印数字技术探讨，该技术通过印记图形加密有效保护版权信息，形成印记图形同原始保持一致，基于一定标准形成水印图像，进而探究非法复制信息、相关违规产品的不良流通应用。
该技术核心特征在于潜入模式，是通过视觉设想推理阐释实效的科学方式。
1.数字水印技术概述1.1数字水印技术原理内涵数字水印技术是一类进行数据产品安全保护、信息内容科学检测，通过嵌入模式将相关序列代码或用户定义标识引入信息中，并可基于相关算法进行水印提取，进而实施保护信息版权检验的科学技术方式。
可有效维护产权人享有的产品版权利益，杜绝非法盗版问题。
数字水印技术所保护的对象可以是媒体，数据文档、工具软件、视频音频资料、信息图像等丰富内容，包括生成水印、相关嵌入过程、综合信息测试与提取水印等实践环节。
数字水印核心原理在于通过针对宿主进行标识信息嵌入形成水印，令其具备无法感知的良好属性，进而确保信息数据安全性。
同时需要遵循相应感知规则，令水印信息具有充分冗余性，即可通过分段数据实现恢复。
1.2数字水印具体类别数字水印基于出发点各异性，令其种类划分各不相同，并体现了一定的联系渗透属性。
基于深度学习的数字图像水印技术研究一、引言数字图像水印技术是一种在数字图像中嵌入特定信息的方法，旨在保护图像的版权和完整性。
传统的数字水印技术存在容易被攻击的问题，而基于深度学习的数字图像水印技术则通过利用深度神经网络的强大表征能力来提高水印的安全性和鲁棒性。
本文将探讨基于深度学习的数字图像水印技术的研究进展。
二、深度学习概述深度学习是一种机器学习的分支，通过构建多层神经网络模型来建模和学习数据的复杂特征。
它的优势在于可以自动学习特征表示，并在大规模数据集上进行训练，具有较高的准确性和鲁棒性。
三、基于深度学习的数字图像水印技术基于深度学习的数字图像水印技术可以分为两个主要方向：水印嵌入和水印检测。
1. 水印嵌入水印嵌入是将水印信息嵌入到原始图像中的过程。
传统的方法通常是将水印信息转换为频域或空域，然后使用离散傅里叶变换或小波变换等技术将其嵌入到图像中。
而基于深度学习的方法则通过训练深度神经网络来学习图像的特征表示和水印的嵌入方式。
其中，卷积神经网络（CNN）是最常用的深度学习模型之一，可以提取图像的局部特征，使水印能够更好地嵌入到图像中。
2. 水印检测水印检测是从带水印的图像中提取出水印信息的过程。
传统的方法通常通过对嵌入水印的图像进行解水印操作，并通过相关的算法进行检测。
而基于深度学习的方法则通过训练深度神经网络来从复杂的图像中提取和识别水印信息。
深度学习模型能够学习到更丰富的图像特征表示，提高了水印的识别准确性和鲁棒性。
四、基于深度学习的数字图像水印技术的挑战和解决方案基于深度学习的数字图像水印技术在应用中面临一些挑战，例如水印容易被攻击、水印抵抗图像处理操作能力差等。
针对这些挑战，研究者提出了一些解决方案。
1. 对抗攻击对抗攻击是指攻击者通过对带水印的图像进行修改或篡改，以模糊或完全去除水印信息。
为了提高水印的鲁棒性，研究者提出了基于生成对抗网络（GAN）的方法。
GAN模型能够学习生成逼真的对抗样本，从而使水印更难以被攻击者检测和破坏。
湖南涉外经济学院毕业设计（论文）题目DWT域数字图像水印技术的研究与实现作者学部电气与信息工程学部专业通信工程学号指导教师黄彩云二〇一一年五月十日湖南涉外经济学院毕业设计（论文）任务书电气与信息工程学部通信工程系系（教研室）主任:（签名） 2010 年 12 月 18 日学生姓名: 学号: 专业: 通信工程1 设计（论文）题目及专题： DWT域数字图像水印技术的研究与实现2 学生设计（论文）时间：自 2011 年 1 月 8 日开始至 2011 年 4 月 25 日止3 设计（论文）所用资源和参考资料：[1] 陈武凡.小波分析及其在图像处理中的应用[J].科学出版社,2002, [2] 何东健.数字图像处理[J].西安电子科技大学出版社,2003，[3] 陈书海，傅录祥.实用数字图像处理[J].科学出版社,2005. [4] 陈桂明.应用MATLAB语言处理数字信号与数字图像[J].北京科学出版社,2000. [5] 汪小帆,戴跃伟,茅耀斌.信息隐藏技术方法与应用[J].北京机械工业出版社,2001.4 设计（论文）应完成的主要内容：就对目前数字水印技术的发展状况，包括数字水印的基本特征及分类，数字水印处理系统的基本框架以及目前的一些主要算法进行了论述。
最后围绕数字水印的两个最重要的特点——隐蔽性和鲁棒性进行考虑，设计并实现了一个完整的水印系统。
5 提交设计（论文）形式（设计说明与图纸或论文等）及要求：(1) 撰写设计报告；(2) 设计报告要求字数达2万字，提供电子版和文字版；(3) 设计报告包括目录、中英文摘要、关键词、方案选择及确定、技术要求、设计过程及参数计算、软件流程图及源程序、调试方法及步骤、小结等；(4) 提供电路原理图，要求用A0或A1图纸描绘。
6 发题时间： 2010 年 12 月 18 日指导教师：（签名）学生：（签名）湖南涉外经济学院毕业设计（论文）指导人评语[主要对学生毕业设计（论文）的工作态度，研究内容与方法，工作量，文献应用，创新性，实用性，科学性，文本（图纸）规范程度，存在的不足等进行综合评价]指导人：（签名）年月日指导人评定成绩：毕业设计（论文）评阅人评语[主要对学生毕业设计（论文）的文本格式、图纸规范程度，工作量，研究内容与方法，实用性与科学性，结论和存在的不足等进行综合评价]评阅人：（签名）年月日评阅人评定成绩：毕业设计（论文）答辩记录日期：学生：江堃学号： 200703402205 班级：通信工程0702 题目：DWT域数字图像水印技术的研究与实现提交毕业设计（论文）答辩委员会下列材料：1 设计（论文）说明书共页2 设计（论文）图纸共页3 指导人、评阅人评语共页毕业设计（论文）答辩委员会评语：[主要对学生毕业设计（论文）的研究思路，设计（论文）质量，文本图纸规范程度和对设计（论文）的介绍，回答问题情况等进行综合评价]答辩委员会主任：（签名）委员：（签名）（签名）（签名）（签名）答辩成绩：总评成绩：摘要随着计算网络和多媒体技术的快速发展，特别是Internet的普及，信息安全问题日益突出。
基于数字水印与指纹识别的身份认证分析摘要身份认证技术是信息系统安全的第一道屏障，它是在信息时代备受关注的一个研究领域。
今天，随着网络化、信息化的不断深入和发展，身份认证已成为支撑开展应用的基本服务，对身份认证提出了新的要求，传统的单一认证手段已不适应应用需求，需要构建综合的身份认证服务系统，这是目前身份认证技术的发展方向。
因此本文提出了一种网络身份认证的新模型。
该模型从数字水印和指纹识别技术相结合的角度, 利用数字水印的隐藏性和指纹识别的唯一性, 融入两个物理认证因素:一个是用户的ID 和口令信息, 另一个是用户的指纹特征信息,从而对用户进行双重身份认证, 大大增强了网络身份认证的可靠性和安全性, 是一种强身份认证方案。
本文还阐述了基于奇异值分解的数字水印算法, 通过仿真实验检验了该算法的性能;另外, 还对指纹识别的过程和嵌入的水印信息量进行了分析。
AbstractAuthentication is the first barrier of security of information systems, it is a research area of concern in the information age. Today, with the progress and development of the network, information, authentication has become a basic application support services, put forward new requirements for authentication, traditional single authentication means have not adapted to the requirements, needed to build an integrated authentication system, which is the direction of authentication technologies. This paper presents a new model for network authentication. The model from digital watermark and fingerprint recognition technology phase combined of angle, using digital watermark of hidden sex and fingerprint recognition of only sex, into two a physical certification factors: a is user of ID and password information, another is user of fingerprint features information, to on user for double identity certification, greatly enhanced has network identity certification of reliability and security, is a strong identity certification programme. This article also explains the digital watermarking algorithm based on singular value decomposition and simulation experiments to test the performance of thealgorithm; in addition, fingerprint recognition and the process of embedding watermark information is analyzed.1.引言网络身份认证是依靠用户账号、口令或者生物特征等信息来实现的。
第一章绪论1.1 数字水印背景简介1.1.1数字水印的来源Internet（因特网）让多媒体信息的交流达到了前所未有的深度和广度，其多种多样的发布形式使人们更加准确并有效率的发布自己的重要信息和作品，并进行网络贸易，但随之也产生了一些严重的问题，如信息篡改，作品侵权。
为了有效地保护这类数字安全，一门新兴的交叉学科——信息隐藏学正式诞生。
按照隐藏技术的应用目的和载体对象不同，信息隐藏可分为许多分支领域。
数字水印便是其对以数字形式存储和发布的载体对象进行处理的一大分支。
1.1.2数字水印需求背景在现实生活中，对于水印技术研究兴趣的突然增长很可能源于人们对版权保护的问题的关注。
近年来，随着计算机多媒体技术的飞速发展，人们可以方便的利用数字设备制作、处理和存储图像、语音、文本和视频等信息媒体。
与此同时，数字网络通信正在飞速发展，使得信息的发布和传输实现了“数字化”和“网络化”。
对于数字媒体而言，Internet成了出色的分发系统，因为它不但便宜，而且不需要仓库存储，又能实时发送。
因此数字媒体很容易借助Internet或CD-ROM 被复制、处理、传播和公开。
这样就引发出数字信息传输的安全问题和数字产品的版权保护问题。
如何在网络环境中实施有效的版权保护和信息安全手段，已经引起了国际学术界、企业界以及政府部门的广泛关注。
其中如何防止数字产品（如电子出版物、音频、视频、动画、图像产品等）被侵权、盗版、和随意篡改，已经成为世界各国亟待解决的热门问题。
数字产品的实际发布机制的详细描述是相当复杂的。
论文给出如下简单发布模型：1第一章绪论图1-1 数字产品网络发布的基本模型如上图，非法操作行为包括以下三种，非法访问、故意篡改、版权破坏。
为此产品所有者需要一种技术，可以在数字图像、音频和视频等数字产品中嵌入秘密信息，以便保护数字产品的版权、证明产品的真实可靠性、跟踪盗版行为或者提供产品的附加信息。
其中的秘密信息可以是版权标志、用户序列号或者是产品相关信息。
数字图像处理论文郑婷婷姓名：专业：电子通信工程2011 年 6 月12 日数字水印技术：概念、应用及现状一、引言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，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、数字时代的密写术—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、隐藏位臵的安全性：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。
数字水印技术的基本思想源于古代的密写术。
人类早期使用的保密通信手段大多数属于密写而不是密码。
然而，与密码技术相比，密写术始终没有发展成为一门独立的学科，究其原因，主要是因为密写术缺乏必要的理论基础。
如今，数字化技术的发展为古老的密写术注入了新的活力，也带来了新的机会。
尤其是近年来信息隐藏技术理论框架研究的兴起，更给密写术成为一门严谨的科学带来了希望。
毫无疑问，密写技术将在数字时代得以复兴。
基于生物识别技术的身份认证技术研究随着数字化时代的到来，身份认证已经成为我们日常生活中必不可少的一部分。
借助生物识别技术，身份认证已经实现了无缝衔接，对于未来的数字化社会来说，这是一个不可或缺的技术。
身份认证技术的发展可以追溯到早期的密码学技术，这种技术通过应用数字签名和加密技术来实现身份认证。
但是，这种技术有一个缺点，就是密码可能会被泄露，所以，人们开始寻求更加先进、更加安全的身份认证技术，这就引入了生物识别技术。
生物识别技术是一种基于人体生理或行为特征来进行身份认证的技术。
这种技术可以使用指纹、虹膜、视网膜、脸部识别、声纹识别、手写识别等生物特征来识别个体身份。
这些生物特征的识别技术可以在最大程度上确保身份认证的安全性和可信度。
首先，指纹识别是一种非常常见的生物识别技术，它利用指纹的纹路及细节进行识别。
指纹识别技术的优点在于，指纹独一无二，使得识别准确度非常高，而且指纹采集非常容易。
同时，指纹识别技术也可以实现在线身份验证，例如，可以用指纹来解锁手机或电脑。
尤其是在移动设备中，指纹识别已经成为主流的身份认证方式。
其次，虹膜识别技术是一种相对于指纹识别更高级的身份认证技术。
虹膜位于眼睛的瞳孔周围，具有识别个体身份的唯一性。
这种技术的优点在于更加难以被仿冒或欺骗，且精度更高。
虹膜识别技术可以被应用于门禁系统和安全区域访问控制。
由于虹膜图像的采集需要较高的精度和设备的辅助，所以虹膜识别技术在实际应用方面存在一定的局限性。
另外，人脸识别技术是一种最常见的生物识别技术之一，它利用面部的几何属性，例如，脸型，眼睛、鼻子和嘴巴的位置等生物特征进行识别。
人脸识别技术最常用于刑侦破案、门禁系统和暴力犯罪的监控中。
这种技术的优点在于，人脸识别系统可以在更远的距离范围内进行识别，即使目标不知情也可以使用。
此外，面部数据更容易被人接受和利用。
除了以上三种生物识别技术，还有声纹、手写识别、血管识别、体型识别等多种生物识别技术。
毕业论文论文题目数字水印技术及应用研究摘要随着互联网应用范围的不断扩展，对电子信息产品版权的保护越来越受到严峻的挑战，作为电子信息产品版权保护的有力措施，数字水印技术在这一挑战的推动下取得了长足的进步。
数字水印是一种嵌入到图像、视频或者音频数据中的不可见标志，通过对水印信息的检测可达到保护多媒体数据版权的目的。
数字水印是嵌在数字产品中的数字信号，水印的存在要以不破坏原数据的欣赏价值、使用价值为原则。
数字水印潜在的应用市场很大，例如，电子商务，在线或离线的分发多媒体内容以及大规模的广播服务等。
潜在的用户有，电子商务和图像软件的供应商、数字产品（数字图像提供者，摄录机、数字相机）的制造者等。
关键词: 数字水印应用领域分类目录摘要 (I)1 数字水印概述 (1)1.1 概述 (1)1.2 数字水印的起源 (1)1.3 数字水印的介绍 (2)1.4 密码术的局限性 (2)1.5 数字水印的主要应用领域 (3)1.6 数字水印的分类 (4)1.7 数字水印的应用前景 (5)1.8 水印研究的展望 (7)1.9 研究动态 (7)2 数字水印的实现 (9)2.1 图象水印的原理 (9)2.1.1 水印的基本信息 (9)2.1.2 印记 (9)2.2 背景 (10)2.3 典型数字水印系统模型 (10)2.4 水印的具体实现 (11)2.4.1 变换域的优点 (11)2.4.2 水印的选择 (12)2.4.3 实现过程 (12)2.4.4 小波变换 (13)2.4.5 水印的嵌入方法 (15)2.4.6 水印的提取 (16)2.5 典型算法 (17)2.6 数字水印的实现 (19)3 水印安全 (21)3.1 水印攻击 (21)3.2 水印的抗攻击能力 (23)4 总结 (25)参考文献 (26)英文摘要 (27)致谢.................................................................................................... 错误！未定义书签。
数字图像水印技术的研究与应用摘要：随着数字图像的广泛应用和网络的普及，图像的权益保护问题日益突出。
数字图像水印技术因其不可见性和不易伪造的特点，成为图像信息安全领域的重要技术之一。
本文将介绍数字图像水印技术的研究现状，以及其在版权保护、身份认证和内容鉴别等方面的应用。
一、引言随着互联网的发展，数字图像的传播和复制变得极为容易。
数字图像作为一种重要的信息载体，其版权保护问题越来越受到重视。
数字图像水印技术应运而生，它能够保护数字图像的版权，防止盗版和未授权复制。
数字图像水印技术也被广泛应用于身份认证、内容鉴别等领域。
二、数字图像水印技术的研究现状数字图像水印技术是指将一段特殊的信息嵌入到数字图像中，嵌入后的数字图像外观上几乎无法察觉到水印的存在。
数字图像水印技术主要包括可见水印和不可见水印两种类型。
可见水印是指在数字图像的明显位置插入一段可见的信息，用于标识图像的版权信息和归属等。
可见水印一般采用文字、图形和标识等形式，以增加图像的可信度和直观性。
可见水印技术研究的重点在于如何在不损坏图像质量的前提下，准确嵌入水印信息，并保证水印信息的可见性。
不可见水印是指将一段特殊的信息嵌入到数字图像中，但肉眼基本不可察觉到水印的存在。
不可见水印的主要应用场景是版权保护和身份认证。
不可见水印技术的研究重点在于保证水印的不可见性和抗攻击性。
目前常见的不可见水印技术有频域水印技术、空域水印技术和混沌水印技术等。
三、数字图像水印技术的应用3.1 版权保护数字图像水印技术在版权保护方面的应用是最为广泛和重要的。
通过将版权信息嵌入到数字图像中，可以有效地保护原始图像的版权，防止未授权的复制和盗版。
数字图像水印技术在版权保护方面的应用主要包括图像的数字签名、图像的溯源和盗版的追踪等。
3.2 身份认证数字图像水印技术在身份认证方面也有着重要的应用。
在一些需要对身份进行认证的场合，如电子身份证、医疗影像鉴定等，通过嵌入隐藏水印的方式可以进行身份的确认和验证。
基于图像处理的指纹识别算法研究概述：指纹识别作为生物特征识别技术的一种，广泛应用于人们的生活中。
随着科技的不断进步，基于图像处理的指纹识别算法得到了极大的发展和应用。
本文旨在研究和探讨基于图像处理的指纹识别算法的原理、方法及其在实际应用中的优势和挑战。
1. 指纹的特性与图像处理概述指纹作为一种常用的生物特征，每个人的指纹都具有独特性和稳定性。
基于这一特性，指纹识别技术利用图像处理的方法来提取和比对指纹图像中的特征点，以实现身份认证和鉴定等应用。
2. 基于图像处理的指纹识别算法原理基于图像处理的指纹识别算法的核心在于特征提取和匹配。
其中，特征提取是指从指纹图像中提取出能够代表指纹纹线和纹型特征的信息，而匹配则是通过比对这些特征信息来判断指纹的一致性。
- 基于纹型的指纹识别算法：该方法主要关注指纹图像中的纹型特征，通过分析纹线的走向、类型和空间关系等来提取指纹特征，并应用模式匹配算法进行比对。
- 基于特征点的指纹识别算法：这种方法通过检测和提取指纹图像中的特征点，如脊线终止点和分叉点等，然后利用这些特征点进行匹配。
- 基于小区域的指纹识别算法：该方法将指纹图像分成多个小的局部区域，然后针对每个区域提取和匹配指纹特征，最后将局部的匹配结果综合起来得到最终的识别结果。
4. 基于图像处理的指纹识别算法优势- 高准确性：利用图像处理技术可以对指纹图像进行精确的特征提取和匹配，从而提高指纹识别的准确性。
- 高效性：图像处理算法能够快速提取和匹配指纹特征，对于大规模指纹库的识别任务具有较高的效率。
- 非侵入性：指纹识别技术通过采集指纹图像进行处理，不需要额外的物理接触，非常便于实施。
- 数据质量：指纹图像的质量和干扰因素（如污染和伪造等）会对提取和匹配算法的准确性造成一定的影响和挑战。
- 多模态特征融合：为了提高指纹识别系统的准确性和可靠性，需要将指纹的多种特征综合起来进行识别，如纹型、纹线、细节等，这对算法的设计和优化提出了更高要求。
指纹的特征提取与识别摘要随着社会的发展，计算机技术的进步，人们对身份认证技术提出了更高的要求。
传统的身份认证方法存在的种种弊端让人们将目光投向了生物特征识别这个崭新的领域。
而指纹识别技术凭借其独有的优势在众多生物特征识别技术中脱颖而出，得到了广泛的关注和应用。
现今，自动指纹识别技术已经广泛地应用于公安、海关、银行、网络安全等需要进行身份识别和鉴定的领域。
因此，进行指纹识别技术方面的研究，具有较高的现实意义和理论意义。
本文综合运用图像处理和模式识别的技术，对自动指纹识别系统的若干问题进行了探讨和研究，实现了指纹图像的预处理、特征提取和指纹匹配等算法，并在指纹分割、指纹增强这两个方面进行了改进和创新。
关键词:指纹识别，指纹分割，指纹增强，特征点提取，指纹匹配第1章绪论1.1 指纹识别系统的结构本文主要是对指纹识别系统中图像处理方面的相关算法进行研究，本文的指纹识别系统的基本框架如图1-1所示。
图1-1指纹识别系统的基本结构1.1.1指纹的预处理由于各种原因的影响，指纹取像设备所获得的原始图像是一幅含有较多噪声的灰度图像，预处理的目的就是改善输入指纹图像的质量，增强脊和谷的对比度，将它变成一幅清晰的点线图，以便于进行特征提取。
本文预处理过程主要步骤如下:图1-2指纹预处理的基本结构指纹分割是把指纹的背景区域从图像中分离出去，减少对指纹图像进行处理时的计算量;指纹增强的目的是对输入的噪音较多的灰度图像进行滤波，去除图像中的叉连、断点及模糊不清的部分，得到一幅较清晰的灰度图像;二值化就是把灰度指纹图像变成0-1取值的二值图像，这样就使图像的灰度层次由原来的256级(8-bits)降为2级(1-bits)，从而大大减少了需要存储和处理的数据量。
由于指纹的特征仅包含在纹线的形状结构中，所以为了提高处理速度和识别精度，应该在不破坏图像连通性的情况下去掉多余的信息，也就是进行图像的细化。
细化是指删除指纹纹线的边缘像素，使之只有一个像素宽度。
基于FIDO协议的指纹认证方案研究引言：在当今信息技术飞速发展的时代，个人信息的安全性和隐私保护成为了重要的话题。
密码作为最常见的身份认证方式，存在着密码泄露、易被破解等安全风险。
因此，基于FIDO（Fast IDentity Online）协议的指纹认证方案作为一种新型的身份认证方式受到了广泛的研究和应用。
一、FIDO协议的介绍FIDO协议旨在提供一种高效、安全、可扩展和互操作的身份认证解决方案。
该协议采用公钥加密技术，将私钥保存在设备中，只将公钥存储在服务器上，从而避免了私钥的泄露风险。
指纹认证作为FIDO协议的一种实现方式，具有便捷、高安全性和不易伪造的特点，正在逐渐取代传统的密码认证方式。
二、基于FIDO协议的指纹认证方案的原理1.用户在设备上注册指纹信息，并生成公钥和私钥对。
2.公钥通过安全通道发送给服务器保存。
3.用户进行身份认证时，设备将用户的指纹信息与保存的私钥进行比对，若匹配成功则生成一个临时的签名，并使用私钥进行加密。
4.服务器使用之前存储的公钥对签名进行解密，并将解密后的签名与预先保存的签名进行比对，若匹配成功则认证通过。
三、基于FIDO协议的指纹认证方案的优点1.高安全性：指纹作为个体的唯一标识，不易被伪造，个人信息更加安全可靠。
2.便捷性：无需记住复杂的密码，只需通过指纹识别即可完成身份认证，方便快捷。
3.高可扩展性：FIDO协议支持多种认证方式，如指纹、面部识别、虹膜识别等，能够满足不同用户的需求。
4.不易被攻击：由于私钥存储在设备中，并且使用公钥加密的方式进行身份验证，极大地降低了被黑客攻击的风险。
四、基于FIDO协议的指纹认证方案的局限性1.生物特征的短时效性：指纹等生物特征信息会受到环境、使用频率等因素的影响，如指纹受伤后可能发生变化，无法长期保持稳定。
2.设备兼容性：由于FIDO协议需要服务器和设备的相互配合，不同设备的兼容性可能存在问题，限制了方案的普及和应用范围。
基于数字水印和匿名指纹的DRM系统模型设计
于海燕;范九伦
【期刊名称】《西安邮电学院学报》
【年(卷),期】2015(020)002
【摘要】构建一种基于匿名指纹的数字版权管理系统模型.该系统模型引入可信第三方,建立用户指纹信息库,为用户安全发放购买过程中需要的验证信息和指纹信息;利用数字水印技术将版权信息和用户指纹嵌入数字产品中,以标识数字产品的版权,追踪非法传播者.分析表明,该系统不仅能够完成数字产品的安全分发与传输,而且实现在数字产品遭到非法传播或拷贝时追踪侵权者,并满足用户购买行为的匿名和不可关联,从而保证合法用户的隐私和买卖两方的公平性.
【总页数】5页(P83-87)
【作者】于海燕;范九伦
【作者单位】西安邮电大学通信与信息工程学院,陕西西安710121;西安邮电大学通信与信息工程学院,陕西西安710121
【正文语种】中文
【中图分类】TP309
【相关文献】
1.基于数字水印和加密技术的DRM系统模型设计 [J], 赵圆圆;刘金根
2.基于指纹和数字水印的网络身份认证系统研究 [J], 孙印杰;陈智芳;王敏;洪力
3.基于数字水印的网络可控匿名通讯系统研究 [J], 王福亮;李斌;时金桥
4.基于数字水印的网络可控匿名通讯系统研究 [J], 王福亮;李斌;时金桥
5.基于数字水印和匿名指纹的DRM系统模型设计 [J], 于海燕;范九伦;
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基于指纹特征数字水印算法的身份认证技术研究张毅刚,焦玉华,牛夏牧,俞龙江(哈尔滨工业大学信息对抗技术研究所,黑龙江哈尔滨150001) 摘 要: 本文利用指纹特征信息生成数字水印信号,并隐藏在身份证件之中.以身份证件作为指纹信息的载体,取代了传统指纹识别系统中的指纹特征参考信息数据库,提高整个自动指纹识别系统(AFIS )的安全性.同时,嵌入指纹特征信息的身份证件与用户存在本质联系,防止证件被盗用,实现对证件的保护.实验证明,使用含水印的证件在保证指纹识别系统正常工作的前提下,提高了验证的安全性,并且水印算法具有一定的鲁棒性.关键词: 数字水印;指纹识别;身份认证中图分类号: T N919 文献标识码: A 文章编号: 037222112(2003)12A 22131204Authentication Ba sed on Fingerprint Feature Watermarking AlgorithmZH ANG Y i 2gang ,J I AO Y u 2hua ,NI U X ia 2mu ,Y U Long 2jiang(Dept.o f Automatic Test and Control ,Harbin Institute o f Technology ,Harbin ,H eilongjiang 150001,China )Abstract : This paper introduces an application of biometric watermarking alg orithm based on the fingerprint minutiae data in Automated Fingerprint Identification system (AFIS ).The reference copy of the fingerprint minutiae data is embedded in a host image that is the digital copy of the pers onal identification paper ,such as I D card.The biometric data is hidden in every corresponding per 2s onal identification paper ,instead of storing in the biometric database ,which greatly prom otes the security of AFIS.This alg orithm is al 2s o robust to the J PEG com pression and geometric distortion.Furtherm ore ,the fingerprint data provides an additional cue in authenticat 2ing the pers onal identification paper.Experimental results show that authentication with m ore security is per formed provided that the i 2dentification system w orks effectively using the watermarked identification card ,and the alg orithm is robust to s ome attacks.K ey words : biometric watermarking ;fingerprint identification ;authentication1 引言 近年来,随着多媒体技术和数字网络通讯的飞速发展,信息的发布和传输实现了“数字化”和“网络化”.然而,数字媒体信息极易被仿制、处理、公开和传播.这样就引发出数字信息传输的安全问题和数字信息的真实性问题.特别是近年来电子犯罪层出不穷,对国家安全和经济活动造成了很大的威胁和破坏.因此,对电子用户进行可靠的身份认证,保证电子产品的完整性和可靠性刻不容缓.目前,信息安全技术领域通常使用密码技术和数字签名技术来保证信息的安全.利用密钥将明文加密成密文,以保护信息的真实性、完整性,防止伪造、抵赖、冒充和篡改.但是,由于密钥本身与密钥持有者没有必然的联系,密钥容易被他人窃取或遗忘.密钥一旦被盗或被遗忘,就会造成严重的后果.人体生物特征信息包括面孔、指纹、掌纹等,它们具有唯一性、不变性等特性,可以作为身份的唯一标志.因此利用人体生物特征作为“密钥”的生物识别系统,建立了密钥与密钥持有者的终生不变唯一联系,并且方便易行.基于指纹特征信息的生物识别技术是发展最早、应用最广泛、技术最成熟的生物识别技术.但是,生物特征数据的安全是保证指纹识别系统正常有效工作的前提条件.Schneirer [1]指出只有在保证识别系统使用的所有生物特征数据是安全可靠的前提下—即所有的生物特征数据都是在录入时从合法用户那里得到的(而且应当是不能被改变的),识别认证系统才是有效的.然而,存放生物特征数据的特征数据库本身并不具有安全保密性.而且,对于需要服务终端的系统来说,也不可能将整个数据库都存放在每个终端当中.例如银行系统,其用户数据库必然十分庞大,这样庞大的数据库是无法存放在分散各地的AT M 柜员机中的.这样做既不现实,又会大大降低整个认证系统的安全性.指纹特征信息数据库的安全性问题成为了进一步提高系统安全性的瓶颈.因此,为了实现指纹认证系统的广泛应用,必须引入一种即能完成录入、对比、认证等过程,又能有效保收稿日期:2003209208;修回日期:2003212218基金项目:国家自然科学基金(N o.60372052);全国博士学位论文作者专项资金(N o.FANE DD 2200238);哈尔滨工业大学跨学科研究基金(N o.HIT.M D 22002.11);黑龙江省杰出青年科学基金第12A 期2003年12月电 子 学 报ACT A E LECTRONICA SINICA V ol.31 N o.12ADec. 2003护特征参考信息的认证系统.数字水印技术是一种新兴的信息隐藏技术.它的基本思想是在数字图像、音频和视频等媒体中嵌入秘密的信息以保护数字作品的版权.自1994年V Schyndel [2]等人发表了第一篇有关数字水印的文章至今,随着媒体技术和数字网络的快速发展,数字水印技术的应用从版权保护发展到数据鉴别、数据监测、用户跟踪以及保密通信等领域,并收到了良好的效果.但是,水印信号的唯一性问题一直没有得到很好地解决.Y eung 和Pankanti [3]提出了在指纹图像模板中嵌入水印,以防止指纹模板被恶意篡改.但是,水印以噪声的形式嵌入指纹模板,必然影响特征提取,从而可能提高系统误判率,降低整个系统的可靠性.而Jain 和Uludag [4]提出直接将特征数据嵌入到媒体图像或其他载体中,实现对传输中的指纹特征数据的保护.但是,该算法没有提供样本数据库的安全保密措施.一旦数据库发生非法改动(无论是故意的还是无意的),整个识别系统的可靠性仍会大大降低. 图1 身份验证流程图本文提出利用每个合法用户的指纹特征信息参考样本生成水印信号,并将其嵌入该用户的证件之中.在进行识别或验证时,首先对用户证件图像进行水印的提取.识别系统根据提取出的水印信息,重建特征信息参考样本,并与当时采集的指纹信息进行比对,完成识别过程.这样,指纹特征信息参考样本不是直接来自于数据库,其安全保密性得到了很大提高.同时,嵌入指纹特征信息后的证件也与其持有者建立了本质联系,可有效防止证件被盗用的现象.其基本思想如图1.2 算法研究211 水印生成算法目前,指纹识别系统通常采用特征点表示法来描述指纹图像.以指纹纹路中终点、分叉点的位置与方向信息,通常被称之为细节数据(minutiae ),作为指纹的特征数据[5].如果直接将指纹样本作为水印信息,嵌入数字图像中,样本数据的安全无法保证.因此,本文将指纹特征数据加密成密文,作为水印信号嵌入载体图像中.本文采用RS A 算法[6]对指纹信息进行加解密.RS A 算法是第一个能同时用于加密和数字签名的算法,易于理解和操作.它是研究得最为广泛的公钥算法,从提出到现在已近二十年,经历了各种攻击的考验,逐渐为人们接受,普遍认为是目前最优秀的公钥方案之一.RS A 算法的缺点在于它的速度较慢,但是对于指纹信息这一类较小的数据来说,还是可以接受的.RS A 使用一对密钥:公钥和私钥.公钥由n 和e 组成,其中n 是两个大素数p 和q 的乘积(p 和q 必须保密),e 与(p -1)×(q -1)互素.私钥d =e -1((m od (p -1)(q -1))).在证件的制作过程中,利用私钥对指纹信息进行加密,加密后的指纹信息作为水印信息.在证件的验证过程中,利用公钥将提取的水印信息进行解密得到原始的指纹信息.表1给出了RS A 软件速度的实例.表1 有8-位公开密钥的RS A 对于不同长度模数的加密速度.(在SPARC Ⅱ中)模数长度(bit )5127681024加密时间(s )0.030.050.08解密时间(s )0.160.480.93 如果选择一个合适的e 值,RS A 加密速度将快的多.最常用的三个e 值是3,17和65537.本文中选择e =17.考虑到算法的安全性,本文选择的模数长度为1024bit.具体过程如下:(1)由指纹采集器获得指纹特征数据,指纹信息长度在1400bit ～1600bit 之间;(2)将信息进行分组,分组的长度应小于模数的长度.由于本文采取的模数长度为1024bit ,因此将指纹信息分成两组分别进行加密;(3)将指纹特征数据加密成密文,并对密文进行适当的扩充,以满足嵌入算法的要求.212 水印嵌入算法本文采用基于分块DCT 变换的水印嵌入算法.具体算法如下:对原始图像进行8×8分块DCT 变换.为提高水印的鲁棒性,又不过多地影响图像质量,选择位于中低频位置的N 个系数C[1],C[2],……,C[N ].为提高水印算法的鲁棒性,尤其是针对J PEG 压缩.本文根据Lin 和Chang [7]提出的算法思想,对DCT 系数进行量化调制,得到调制后DCT 系数的水印形式:C w [1],C w [2],…,C w [N ].即:C w [I ]=αq[i ]C wI [i ](2)213 水印提取算法进行水印提取时,对含水印图像进行分块DCT 变换后,得到系数C ′w i 」.根据式(3),计算出量化结果C ′wl [i ]=C ′w [i ]αq[i ](4)对C ′wl [1],C ′wl [2],…,C ′wl [N ]作异或运算,则得到嵌入的水印信息b ′e .214 抗几何攻击对策在证件验证过程中,识别系统通过扫描仪获得含水印数字图像.但是,由于证件摆放不正以及扫描仪本身的误差,通常会引入几何失真.目前各种证件如身份证等,都存在一个黑色的矩形框作为贴照片处,如图2所示.因此,利用图像已有2312 电 子 学 报2003年 图2 图像中几何失真检测标志的添加的这种矩形框,作为几何失真的检测标志.通过测得的检测失真数据,对图像进行恢复,形成有效的抗几何失真对策.详细算法见[8].3 密钥的管理 为了防止非法用户使用自己的指纹特征信息参考样本,伪造证件.在水印的嵌入和提取过程中,本文采用公钥密码学中数字证书方式解决证件本身的信任问题.具体思想如图3示:图3 数字证书方式实现证件的制作和验证公开密码学方式下证件的制作与验证步骤如下:(1)证件颁发机构(同时作为数字证书机构中心C A )为每一个合法用户设立一个数字证书.(2)将用户的私钥作为密钥对用户的指纹信息进行加密,加密的指纹信息作为水印嵌入到该用户的证件中.(3)当需要对用户的证件进行验证时,验证方先将证件中的水印信息提取,然后使用证件颁发机构发布的该用户的数字证书对水印信息进行解密得出用户的指纹信息,最后将证图4 原始数字图像和嵌水印后的数字图像件中的指纹信息与用户的指纹信息进行比对完成校验过程.4 实验结果 实验中使用的原始图像为大小为512×512的256级灰度的证件图像.指纹特征数据通常在180字节到200字节之间,随手指纹路的不同而不同.图4(a )是原始图像,图4(b )是已嵌水印后的数字图像.图5(a )和(b )是由指纹采集器获取的指纹特征值与从数字图像中提取出的特征值进行比对的结果.其中(a )表示的是两次都采集同一手指的特征后的比对结果,而(b )表示的是两次采集不同的手指特征值后的比对结果.实验结果表明,水印嵌入后,PS NR 值为24.4dB ,不影响证件的一般使用.图5 指纹采集与比对结果本水印算法使用标准水印测试平台S tirmark 进行J PEG 攻击,表2列出经攻击后水印的提取结果.表2 水印经JPEG 攻击后的提取结果J PEG 压缩品质因数(%)汉明距(%)600.05500.06400.08350.08250.10 表3列出含水印图像发生旋转并利用文献[8]中算法恢复后水印的提取结果.表3 旋转失真的含水印图像恢复后水印的提取结果旋转角度(°)汉明距(%)100.0450.0410.06 在生物识别系统中,通常当汉明距为0.26时,系统的误判率为1.5×10-10.从实验结果中可见,随J PEG 压缩程度的增加,汉明距随之增大,但仍小于0126,不影响系统的正确识别,并由此可见,本水印算法具有一定的鲁棒性.使用文献[8]中算法对发生旋转失真的含水印图像进行恢复,可获得较好的水印提取结果,满足识别系统的要求.5 结论 基于人体生物特征的数字水印技术,利用生物特征的不变性和非易失性生成数字水印信号,从而综合了数字水印和生物识别二者的优势,有着广阔的发展前景.基于生物特征的数字水印技术已申请专利.本文利用指纹特征信息生成数字3312第 12A 期张毅刚:基于指纹特征数字水印算法的身份认证技术研究水印信号,并隐藏在身份证件之中,取代传统的特征数据库,提高指纹识别系统的安全性,并实现对证件的保护.实验证明,基于指纹特征的数字水印可以成功地完成身份认证,并具有一定的鲁棒性.本文还将在以下几方面进行深入研究:(1)根据指纹识别系统的原理及特征提取、匹配算法,改进水印嵌入方案,使其对指纹识别系统的影响降至最小;(2)对密钥进行更加安全有效的管理.参考文献:[1] B Schneier.The uses and abuses of biometrics[J].C omm AC M.1999,42(8):136.[2] R G van Schyndel,A Z T irkel,C F Osborne.A digital watermark[A].Proc of IEEE Int C on f Image Processing[C].US A:IEEE,1994,Ⅱ:86-90.[3] M Y eung,S Pankanti.Verification watermarks on fingerprint recognitionand retrieval[A].Proc.of SPIE C on ference on Security and W ater2 marking of Multimedia C ontents[C].San Jose:SPIE,1999.[4] K Jain,U Uludag.Hiding fingerprint m inutiae in 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