数字水印技术研究

SHP文件全盲鲁棒数字水印加密算法研究与应用SHP文件全盲鲁棒数字水印加密算法研究与应用摘要：数字水印是一种应用广泛的信息隐藏技术，在地理信息系统中也得到了广泛应用。

本文提出了一种全盲鲁棒数字水印加密算法，该算法可以将数字水印隐蔽地嵌入SHP文件中，并在加密过程中实现信息的安全传输。

此外，我们通过对比实验，验证了本算法的鲁棒性能，证明该算法可以有效抵御一定数量的攻击和干扰。

关键词：SHP文件；数字水印；加密；鲁棒性能；隐蔽性一、引言随着网络与计算机技术的飞速发展，信息传输、存储和保护等问题变得越来越重要。

数字水印是一种在数字信号中嵌入特定信息的技术，可以用于版权保护、认证、鉴别、追踪等方面。

在地理信息系统中，数字水印也被广泛应用于地图版权保护、地理信息的安全传输等方面。

传统的数字水印技术通常基于空域、频域、小波域等方式进行嵌入，该方法虽然具有一定的鲁棒性能，但隐蔽性较差，易受到攻击和干扰。

因此本文提出了一种全盲鲁棒数字水印加密算法，利用SHP文件的特点和矢量数据的几何信息，将数字水印隐蔽地嵌入到SHP文件中，并在加密过程中实现信息的安全传输。

此外，我们通过对比实验，证明了本算法的鲁棒性能，可以适应一定量的攻击和干扰。

二、SHP文件全盲鲁棒数字水印加密算法原理本文提出的SHP文件全盲鲁棒数字水印加密算法主要包括三个步骤：数字水印生成、数字水印嵌入和加密传输。

2.1 数字水印生成数字水印生成的目的是产生应用于SHP文件中的数字水印，我们采用Arnold变换生成伪随机数列，并对该数列进行离散小波变换和量化处理，从而得到具有一定随机性和复杂性的数字水印。

数字水印的长度和位数等参数可以根据实际需求进行调整，但必须满足SHP文件所需的信息嵌入量。

2.2 数字水印嵌入数字水印嵌入是将数字水印嵌入到SHP文件中的关键步骤，我们采用了全盲嵌入策略，即不需要原始图像进行对比就可以检测水印内容。

具体过程如下：（1）利用SHP文件的几何信息，计算出每一个目标符号的中心坐标，并选定一定数量的目标符号，将数字水印嵌入到这些符号的中心坐标处。

问题探讨PROBLEMS DISCUSSED天地２０１５年第７期43面向音视频数字档案的水印技术研究■ 马林联　罗为荣　赵丽玲　李章兵　向德生　葛　昆１、前言档案信息化是指利用数据库技术、数据压缩技术、高速扫描技术等技术手段，将纸质文件、声音、图像、影像等传统介质文件和已归档保存的电子档案，系统组织成具有有序结构的档案信息库。

数字档案的使用既可以保护原始档案，又能方便公民查阅，但同时也产生了数字档案的保护问题。

由于数字化产品可以毫无损失的复制、存储，甚至重新生成，从而数字档案的非法获取也更为容易。

这就迫切地需要对这些数字化的档案进行有效的保护。

使用数字水印技术在数字档案中加入水印信息，一方面可以防止其它团体或个人非法使用该数字档案或对该数据档案宣称拥有版权；另一方面可以防止伪造数字档案。

２、特点数字音视频水印技术横跨了信号处理、数字通信、密码学、模式识别等多种学科。

数字音视频水印技术就是在不影响原始音视频信号听觉和视觉质量的前提下，通过一定的算法向数字音视频信号中嵌入易于提取的秘密信息的过程。

根据应用目的的不同，被嵌入的信息可以是具有特定意义的信息，如：作者的序列号、单位标志或有特殊意义的文本；可以是用来识别音视频作品的来源、版本、创作者、发行者、所有者以及合法使用者对该作品的所有权的标识符；也可以是不具有任何特定含义的字符串或随机序列，用来进行数字音频作品的完整性认证。

水印与原始音视频数据紧密结合并隐藏在其中，只有通过专用的检测器或阅读器才能提取。

因此，数字水印技术不仅在验证数字档案真实性和完整性上发挥着重要作用，还在档案工作的信息追踪、媒体宣传和防止伪造上有着不可估量的作用。

３、研究内容针对目前国内外音视频数字水印算法所存在的缺点和问题，主要研究以下内容：(1)水印信息生成：水印可由多种模型构成，如伪随机序列、数字标识、文本以及图像等，研究扩频原理，设计包含音视频作品的来源、版本、创作者、发行者、所有者的水印信息，并采取加密和认证机制。

基于标点符号的中文文本数字水印的设计与研究的开题报告一、课题背景随着数字技术的不断发展，数字信息的传递和存储已经成为了现代社会的重要组成部分。

数字水印技术可以在不影响载体文件原本信息和结构的前提下，将隐藏的信息嵌入到载体文件中，起到保护版权、防止抄袭、传播证据等重要作用。

数字水印技术有着广泛的应用领域，如音频、视频、图像等。

近年来，也有学者对文本数字水印进行了深入研究。

对于中文文本数字水印，设计一个合适的方案是非常有挑战性的。

目前，国内外文献中已经有一些基于中文字符编码、中文语法结构等进行的中文文本数字水印的研究，但这些方法存在着一些问题，如：可嵌入的信息量较小、提取难度较大、鲁棒性较差等。

因此，本研究将基于标点符号的方式，探索一种新的中文文本数字水印方案，以提高其嵌入容量和鲁棒性，实现更加安全可靠的数字 watermark 技术。

二、研究目标本研究旨在设计一种基于标点符号的中文文本数字水印方案，并通过实验研究其嵌入容量、提取性能、鲁棒性等指标，对此进行评估和比较。

三、研究内容(1) 分析中文文本中标点符号的使用特点，确定一种适合中文文本数字水印的标点符号嵌入方式。

(2) 设计一种有效的嵌入算法，采用分组嵌入的策略，使嵌入信息与标点符号相混淆，实现较大的嵌入容量和鲁棒性。

(3) 设计一种可靠的提取算法，结合中文文本的语法结构和标点符号的位置信息，实现对水印的准确提取。

(4) 对所设计的方案进行实验研究，评估其嵌入容量、鲁棒性、提取性能等指标，并与已有方案进行比较分析。

四、研究意义本研究将对中文文本数字水印技术的发展和应用产生重要的推动作用，具有如下意义：(1) 提高中文文本数字水印的嵌入容量和鲁棒性，使其更加适用于版权保护、知识产权保护等领域。

(2) 通过本研究的实验研究，对中文文本数字水印的设计和实现进行深入研究，为相关领域的研究提供重要的参考。

(3) 为数字水印技术的发展提供了一种新的思路和方法，对水印技术的研究和应用有着广泛的启示作用。

经验与交流 计算机与信息技术 ·91·数字水印技术及应用龚翱 李曾妍 陈刚（湖南人文科技学院 计算机科学系，湖南 娄底 417000）摘 要 随着网络技术和媒体信息数字化的飞速发展，数字水印技术成为目前研究的热点。

本文介绍了数字水印的概念、原理和研究现状，并分析了常见的数字水印算法，最后讨论数字水印的应用领域，并展望了未来发展及研究方向。

关键词 数字水印；信息隐藏；算法1 引言随着信息时代的到来，特别是Internet 的普及，数字技术飞速发展。

数字媒体如图像、视频、音频等作品因其复制、篡改、非法传播非常容易，使得版权保护和信息安全问题日益突出。

为了保护知识产权，以往采用数据加密的方法，只有掌握密钥的授权用户才能解密并使用数据，但这种方法只能控制用户存取数据，与数据本身无关。

因此，人们又提出了数字信息产品版权保护和数据安全维护的新技术——数字水印（Digital Watermarking）。

2 数字水印的概念及原理数字水印技术是一种信息隐藏技术，它是在数字图像、音频和视频等数字作品中嵌入秘密信息，以便保护数字作品的版权、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。

一般，该秘密信息需要经过适当变换再嵌入到数字作品中，通常称变换后的秘密信息为数字水印[1]。

数字水印技术以其特定的优势，成为目前的一个研究热点，得到越来越广泛发展和应用。

图1 水印的嵌入、提取过程一个完整的数字水印系统应包含：水印的嵌入和水印的提取或检测。

水印嵌入算法利用对称密钥或公开密钥实现把水印嵌入到原始载体信息中，得到隐秘载体。

水印检测或提取算法利用相应的密钥从隐蔽载体中检测或恢复出水印，没有解密密钥，攻击者很难从隐秘载体中发现和修改水印。

水印的嵌入和提取如图1所示。

3 数字水印的主要特性（1）不可感知性。

也称隐蔽性，数字作品嵌入数字水印后，不会引起质量明显的下降，也不容易被察觉，即使采用统计的方法也不能提取或确定水印的存在。

信息系统安全与对抗技术信息数字水印技术你知道什么类型的水印？其作用是什么？基本概念-信息隐藏❖信息隐藏主要研究如何将某一机密信息秘密隐藏于另一公开的信息中，然后通过公开信息传输来传递机密信息。

基本概念-基本框架❖守•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•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匿名技术信息隐藏掩蔽信道掩秘技术数字版权水印语义隐秘术其它隐秘术健壮的数字版权水印灵敏的数字水印数字指纹数字水印不可见的数字水印可见的数字水印❖掩蔽信道：“隐藏的、暗地里的”，“地下交通线”、VPN通道。

❖掩密技术：用掩护体去掩盖秘密信息。

（馒头里有一个纸条，羊肚子里藏枪支）❖匿名技术：设法隐藏消息的来源，即隐藏消息的发送者和接收者。

（寻人启示）❖数字水印：英文术语为Digital Watermarking，Digital可理解为“数字的”，Watermarking理解为“水印”。

基本概念-信息隐藏技术特征❖鲁棒性（robustness）❖不可检测性（undetectability）❖透明性（invisibility）❖安全性（security），指隐藏算法有较强的抗攻击能力❖数字水印就是向被保护的数字对象（如静止图像、视频、音频等）嵌入某些能证明版权归属或跟踪侵权行为的信息，可以是作者序列号、公司标志、有意义的文本等等。

❖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发❖认证和完整性校验：验证数字内容未被修改或假冒 ❖内容标识和隐藏标识：多媒体内容检索❖使用控制：控制复制次数❖内容保护：保护内容不被滥用❖隐形性（即不可感知性）❖鲁棒性（即健壮性）❖确定性（即可证明性）❖安全性❖三要素•水印本身的结构•水印嵌入算法•水印检测算法数字水印嵌入和检测框图用户密钥无水印的输入图像数字水印用户密钥有水印的输入图像数字水印（特定的ID）数字水印插入算法数字水印检测算法数字水印插入过程数字水印检测过程有水印的输出图像判决结果（有水印存在？）1. 从载体上分类❖图像水印❖视频水印❖音频水印❖软件水印❖文档水印2. 从外观上分类❖可见水印（可察觉水印）❖不可见水印（不可察觉水印）3. 从加载方式上分类❖空间域水印•LSB方法、拼凑方法、文档结构微调方法❖变换域水印•DCT变换，小波变换，傅立叶变换，Fourier-Mellin变换或其它变换4. 时空域和变换域水印❖时空域：亮度、色彩、或轮廓、结构❖变换域5. 从检测方法上分类❖私有水印和公开水印•私有水印（非盲水印）：水印检测时需要原始载体•公开水印（盲水印）：水印检测时无需原始载体6. 从水印特性上分类❖健壮性数字水印❖脆弱性数字水印7. 从使用目的上分类❖版权标识水印❖数字指纹水印❖图像压缩❖滤波❖几何失真❖噪声攻击（也称波形攻击）❖迷惑攻击：通过伪造原始图像和原始水印来迷惑版权保护❖删除攻击❖从技术角度讲，数字水印方法可以通过有效的水印提取或检测达到宿主数据的保护。

深度神经网络中的可溯源数字水印研究深度神经网络中的可溯源数字水印研究近年来，深度神经网络（Deep Neural Network）在计算机视觉领域取得了巨大的成功。

然而，随着深度神经网络应用的普及，其面临着日益严峻的数据安全和隐私保护挑战。

为了应对这些挑战，研究者们开始探索在深度神经网络中引入可溯源数字水印（Traceable Digital Watermarking）的方法。

可溯源数字水印是一种隐藏在图像或视频中的隐蔽信息，用于在数据被篡改或盗用时，追踪和鉴定数据的来源。

在传统的数字水印技术中，水印一般是以不可见的形式嵌入到原始数据中。

然而，在深度神经网络中，由于其复杂的结构和参数量巨大，要在其中嵌入和提取水印信息并不是一件容易的事情。

为了实现深度神经网络中的可溯源数字水印，研究者们提出了一系列创新的方法和技术。

首先，他们通过对深度神经网络的结构和参数进行分析，发现了一些适合用于嵌入水印的位置和方式。

例如，可以选择对网络的某些层或节点进行修改，或在网络的梯度信息中隐藏水印信息。

其次，研究者们还利用深度神经网络的容错性和鲁棒性来强化水印的可靠性。

他们通过设计和优化水印的提取算法，使其能够在经过压缩、旋转、裁剪等处理后，仍然能够准确地提取出水印信息。

然而，深度神经网络中可溯源数字水印技术仍然面临着一些挑战。

首先，由于深度神经网络的非线性特性和复杂度，嵌入和提取水印信息的过程需要耗费大量的计算资源和时间。

其次，在深度神经网络应用于实际场景中时，需要考虑到水印对模型性能的影响。

如果水印嵌入的过程引入了过多的噪音或扰动，可能会对模型的准确性和稳定性产生负面影响。

此外，为了保证水印的可靠性，还需要设计一种有效的解决方案来应对恶意攻击，如攻击者试图删除或篡改水印信息。

针对上述挑战，研究者们正在不断探索和优化深度神经网络中的可溯源数字水印技术。

他们通过改进水印的嵌入和提取算法，提高了水印信息的可靠性和鲁棒性。

数字水印技术简介摘要：数字水印作为一种保护数字媒体文件产权的方法，近几年来已成为国内外研究的热点。

本文简要介绍了数字水印技术的需求背景及研究意义、数字水印的系统模型、数字水印的分类和数字水印技术的主要应用，最后介绍了数字水印技术存在问题和未来的研究方向。

关键词：数字水印；数字媒体；版权保护中图分类号：tp391文献标识码：a文章编号：1007-9599 (2011) 24-0000-02the introduction of digital watermarking techniquesli yang(xi’an vocational and technicalcollege,xi’an710077,china)abstract:as an effective method to provide copyright protection for digital media,digital watermarking has received considerable attention all over the world in recent years.this paper introduces the background of the demand for and research significance of digital watermarking techniques,the basic communication model of watermarking,the classification of watermarking,applications of watermarking and last open issues and possible future research directions.keywords:digital watermarking;digital media;copyrightprotection一、数字水印技术的需求背景及研究意义数字媒体和计算机网络的迅速发展为社会生活提供了巨大便利。

基于对象的图像数字水印算法的研究的开题报告1. 研究背景近年来，随着数字媒体技术的快速发展，数字图像的广泛使用已经成为了人们日常生活以及商业活动中的重要组成部分。

然而，数字图像的易于复制和修改也给数字版权保护带来了极大的困难。

为了解决这个问题，数字水印技术应运而生，它可以将一些无法察觉的信息嵌入到数字图像中，使其保持原有的视觉感受并且不影响原图的使用和传输，从而有效的实现数字版权保护。

2. 研究目的和意义本次研究的目的是针对目前数字水印技术面临的安全性和鲁棒性问题提出一种基于对象的图像数字水印算法，并对该算法进行分析、实现和验证。

具体意义如下：（1）研究数字水印技术的发展历程，并分析目前数字水印技术的应用现状和存在的问题。

（2）提出一种新的基于对象的图像数字水印算法，该算法不仅具有良好的安全性和鲁棒性，还可以有效的抵御常见的数字攻击手段。

（3）对所提出的算法进行实现和验证，通过实验比较，证明该算法的有效性和可行性，为数字版权保护提供更加可靠的保障。

3. 研究内容和方法本次研究的重点是基于对象的图像数字水印算法的设计、实现和验证。

具体研究内容包括以下方面：（1）数字水印技术的发展历史与现状分析，总结数字水印技术面临的安全性和鲁棒性问题。

（2）研究现有的数字水印算法，分析其优缺点，在此基础上提出一种新的基于对象的图像数字水印算法。

（3）实现所设计的基于对象的图像数字水印算法，并进行安全性和鲁棒性分析。

（4）进行实验验证，通过对所提出的算法进行测试和实验比较，证明该算法的有效性和可行性。

研究方法主要包括文献调研、实验设计、算法设计与实现、数据分析等方法。

4. 预期成果和创新点本次研究的预期成果包括：（1）基于对象的图像数字水印算法的设计、实现和验证。

（2）一份详细的研究报告，包括数字水印技术的发展历史、现状分析，算法设计思路、实现步骤，以及实验结果等。

（3）对所提出的算法进行评价和分析，明确其优势和不足之处，为后续研究提供参考。

２２计算机教育 2005.1信息隐藏和数字水印的研究是在２０世纪９０年代受到重视并蓬勃发展起来的。

多媒体信息在网络上的传递、发布和扩散带来了一系列的问题和应用需求，从总体上来说可以分为两大部分：伪装式保密信息传递（即信息隐藏）和多媒体信息的版权保护问题（即数字水印）。

信息隐藏主要应用在需要安全保密通信的部门，利用多媒体信息中的冗余空间携带隐蔽信息，达到秘密信息伪装传递的目的；同时，信息隐藏还要研究其对立面——隐蔽信息的分析和检测，这与密码编制学和密码分析学是类似的，信息隐藏与分析是一对矛盾统一体，它们相互对立又相互促进。

数字水印从实质上说也是一类信息隐藏，但是其目的不是为了保密通信，而是为了标明载体本身的一些信息，如多媒体信息的创作者、版权信息、使用权限等一系列需要标明的信息，利用数字水印，还可以跟踪多媒体产品的非法传播和扩散，打击盗版。

数字水印技术目前正处于一个快速发展和持续深入的阶段，应用领域也在快速扩展。

从最初的图像水印、音频水印，发展到软件水印、视频水印、文字水印；从最初的算法研究，扩展到行业领域的应用，如数字地图的版权保护、数字图书的版权保护、证件防伪、多媒体数据的检索、电子公文防篡改等。

１．信息隐藏的主要研究领域信息隐藏的研究分为正反两方面：隐藏和分析。

隐信息隐藏与数字水印的研究及发展北京邮电大学 钮心忻／文藏的目的是要在多媒体载体中隐藏尽可能多的信息，同时不能引起任何可察觉的变化（包括感观上的变化和信息统计分析上的变化）；分析的目的就是要在一批看似正常的多媒体载体中，通过各种分析方法，找出被怀疑隐藏有秘密信息的载体，然后通过提取、破译或者破坏，达到拦截和破坏秘密信息隐蔽传递的目的。

根据信息隐藏的载体分类，可以分为图像中的信息隐藏、视频中的信息隐藏、语音中的信息隐藏、文本中的信息隐藏、各类数据中的信息隐藏等。

在不同的载体中，信息隐藏的方法有所不同，需要根据载体的特征选择合适的隐藏算法。

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。

基于DCT和DWT的盲数字水印的研究的开题报告一、研究背景随着互联网技术的快速发展，数字媒体得到了广泛应用，如数字图像、数字音频、数字视频等。

数字媒体的传播和交流方便快捷，但也带来了数字媒体的盗用和篡改等问题。

数字水印技术是保护数字媒体版权和知识产权的一种有效手段。

数字水印技术可以将一定的信息（数字序列）嵌入到数字媒体（如图像、音频、视频等）中，且嵌入的信息对数字媒体本身的质量和内容不会造成明显的改变。

数字水印的稳定性和不可见性是评价数字水印技术的关键指标。

目前主流的数字水印技术分为盲水印和非盲水印两种。

盲水印不需原始媒体的源数值来提取、检测水印信息，这种方法能够提高水印的鲁棒性和安全性，更加适合实际应用。

二、研究现状基于DCT（离散余弦变换）的数字水印技术是一种经典的盲水印方法。

该方法通过嵌入长度为n的信息序列，对原始图像进行变换提取水印序列。

但是，DCT水印算法的性能受到了一定的影响：1）JPEG压缩会破坏水印信息；2）DCT有跨越边界的固有性质。

因此，需要寻找更加鲁棒的数字水印技术。

基于DWT（离散小波变换）的数字水印技术是近年来的研究热点。

DWT是一种多分辨率分析技术，其具有良好的时频分辨率性能和较好的稳定性，能够提高数字水印的鲁棒性和安全性。

三、研究内容和方案本课题拟针对基于DCT和DWT的盲数字水印技术进行研究，具体内容如下：1.探索基于DCT和DWT的数字水印技术原理和实现方法。

研究DCT和DWT的优缺点，并比较它们在数字水印中的应用。

2.基于DCT和DWT的数字水印方法的改进研究。

针对DCT水印算法中存在的问题，如JPEG压缩等，提出相关的解决方案。

进一步优化DWT水印算法，提高其鲁棒性和安全性。

3.设计数字水印系统。

在Matlab开发平台上，完成数字水印系统的设计和实现，对系统进行测试和评估。

比较不同算法的性能差异，探讨数字水印系统的优化策略。

四、研究意义和预期结果本研究对于数字媒体版权保护和防篡改具有重要的应用价值，将有助于数字水印技术在实际应用中的推广和应用。