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数字水印技术范文1
秘密共享源于经典密码理论，是指将共享的秘密在一个用户集团里进行合理分配，以达到由所有集团成员共同掌管秘密的目的[7，8]。秘密一旦被共享，集团里任何单个成员都能且仅能在集团中其它成员的同意下合作得到该秘密。一个秘密共享体制由秘密的分发者D、参与者集合P={P1，P2，…，PN}、接入结构Γ、秘密空间S、分配算法、恢复算法等要素构成，其中Γ是由P的某些子集作为元素组成的集合，即Γ2Γ，其元素称为Γ的授权子集。一个P上的满足一般接入结构Γ的秘密共享方案是指：
(1)对于Γ的任何一个授权子集A∈Γ，A中的全体成员可以利用他们所拥有的秘密份额来恢复秘密S；
(2)对于Γ的任何一个非授权子集BP，BΓ，B中的成员无法利用他们的秘密份额来重新恢复秘密S。
秘密共享的概念最早由Shamir和Blakley在1979年提出，并给出(r，n)秘密共享门限方案。所谓(r，n)(其中r、n为正整数，且r≤n)秘密共享门限方案是指在用户数为n的用户集团内共享某个秘密(如K)的方法。在这个方法中，任意r个属于集团的用户都能合作计算出K的值，但当用户个数少于r时不能计算出K。如n个用户间共享一个密钥K，每个用户i持有一个密钥碎片ki(i=1，2，3，…，n)，基于其中任意不同的r(r≤n)个密钥碎片ki1，ki2，…，kir(1≤i1，i2，…，ir≤n)都可以恢复出密钥K，而由任意r-1个或更少的密钥碎片都不能得出关于密钥K的信息。
应用(r，n)秘密共享体制，攻击者必须获得超过一定数量(门限值r)的秘密碎片才能获得密钥，这样提高了系统的安全性；当某些碎片(不超过n-r个)丢失或被毁时，利用其它秘密份额仍然能够获得秘密，这样提高了系统的可靠性。在恢复秘密K时，参与者必须提供正确的秘密份额，否则恢复会失败，不正确的秘密份额又称为恶意子密。秘密共享体制在实际当中应用广泛，可用于分散重要的信息，如通信密钥的管理、数据安全、银行网络管理、导弹控制发射等。
对于联合数字水印来说，其嵌入过程与一般水印的嵌入过程相同。但是在联合用户的应用背景下，当检测过程不成功时，嵌入单一联合数字水印不具备分辨单个联合用户的能力。例如设用户为A、B，当水印检测成功时，即可认定用户A、B都为具有部分联合所有权的用户，而且A、B一起拥有对水印作品的所有联合所有权。但当水印检测不成功时，无法分辨下列三种所有权分布情况：
(1)用户A、B皆为不合法的联合用户。
(2)仅用户A为不合法的联合用户。
(3)仅用户B为不合法的联合用户。
为了分辨单个联合用户，除了嵌入生成的长度为2L的联合数字水印W外，用户A可以嵌入自己的长度为L的水印W1，同时用户B也嵌入属于用户B的长度为L的水印W2。这样检测结果可能有以下情形：
(1)成功检测到所有水印：W、W1、W2。
(2)水印W、W1检测不成功，仅成功检测水印W2。
(3)水印W、W2检测不成功，仅成功检测水印W1。
(4)所有水印检测均不成功。
对以上情形分别判断为：
(1)所有水印被成功检测，用户A、B都为合法联合用户。
(2)仅成功检测水印W2，那么仅用户B都为合法联合用户。
数字水印技术范文2
[关键词]数字水印 联合数字水印 秘密共享体制 离散余弦变换DCT
数字水印技术是在数字产品中加入不可见标记，以达到版权保护目的的技术。独特的水印信息与数字产品本身紧密结合在一起，一般是不可见的，但利用相关技术就可以对水印信息进行提取与识别，从而确认了数字产品的所有权和完整性。数字水印是把传统习惯用的纸张文本水印用到数字世界，数字水印描述的方法和技巧允许隐藏信息，例如把文本数字隐藏到图像、视频、音频等数字媒体中。这种嵌入需要巧妙地处理数字资料的内容。这种隐藏方法要使媒体的修改不易察觉。对图像而言对象素值的修改应是不可见的，而且根据不同的应用，水印既可以是鲁棒的也可以是易碎的，这种被嵌入的水印可以是一段文字、标识、序列号等，它与原始数据(如图像、音频、视频数据)紧密结合并隐藏其中，这种水印通常是不可见的，只有通过专用的检测器或阅读器才能提取。
秘密共享源于经典密码理论，是指将共享的秘密在一个用户集团里进行合理分配，以达到由所有集团成员共同掌管秘密的目的[7，8]。秘密一旦被共享，集团里任何单个成员都能且仅能在集团中其它成员的同意下合作得到该秘密。一个秘密共享体制由秘密的分发者D、参与者集合 P={P1，P2，…，PN}、接入结构Γ、秘密空间 S、分配算法、恢复算法等要素构成，其中Γ是由P的某些子集作为元素组成的集合，即Γ 2Γ，其元素称为Γ的授权子集。一个P上的满足一般接入结构Γ的秘密共享方案是指：
(1)对于Γ的任何一个授权子集 A∈Γ，A中的全体成员可以利用他们所拥有的秘密份额来恢复秘密S；
(2)对于Γ的任何一个非授权子集B P，B Γ，B中的成员无法利用他们的秘密份额来重新恢复秘密S。
秘密共享的概念最早由Shamir和 Blakley在 1979年提出，并给出(r，n)秘密共享门限方案。所谓(r，n)(其中 r、n为正整数，且 r≤n)秘密共享门限方案是指在用户数为n的用户集团内共享某个秘密(如 K)的方法。在这个方法中，任意 r个属于集团的用户都能合作计算出K的值，但当用户个数少于 r时不能计算出 K。如 n个用户间共享一个密钥K，每个用户 i持有一个密钥碎片ki(i=1，2，3，…，n)，基于其中任意不同的r(r≤n)个密钥碎片ki1 ，ki2 ，…，kir(1≤ i1，i2，…， ir≤n)都可以恢复出密钥 K，而由任意r-1个或更少的密钥碎片都不能得出关于密钥 K的信息。
应用(r，n)秘密共享体制，攻击者必须获得超过一定数量(门限值 r)的秘密碎片才能获得密钥，这样提高了系统的安全性；当某些碎片(不超过n-r个)丢失或被毁时，利用其它秘密份额仍然能够获得秘密，这样提高了系统的可靠性。在恢复秘密K时，参与者必须提供正确的秘密份额，否则恢复会失败，不正确的秘密份额又称为恶意子密。秘密共享体制在实际当中应用广泛，可用于分散重要的信息，如通信密钥的管理、数据安全、银行网络管理、导弹控制发射等。
对于联合数字水印来说，其嵌入过程与一般水印的嵌入过程相同。但是在联合用户的应用背景下，当检测过程不成功时，嵌入单一联合数字水印不具备分辨单个联合用户的能力。例如设用户为 A、B，当水印检测成功时，即可认定用户A、B都为具有部分联合所有权的用户，而且 A、B一起拥有对水印作品的所有联合所有权。但当水印检测不成功时，无法分辨下列三种所有权分布情况：
(1)用户 A、B皆为不合法的联合用户。
(2)仅用户 A为不合法的联合用户。
(3)仅用户 B为不合法的联合用户。
为了分辨单个联合用户，除了嵌入生成的长度为2L的联合数字水印 W外，用户A可以嵌入自己的长度为 L的水印 W1，同时用户 B也嵌入属于用户 B的长度为 L的水印W2。这样检测结果可能有以下情形：
(1)成功检测到所有水印：W、W1、W2。
(2)水印 W、W1检测不成功，仅成功检测水印 W2。
(3)水印 W、W2检测不成功，仅成功检测水印 W1。
(4)所有水印检测均不成功。
对以上情形分别判断为：
(1)所有水印被成功检测，用户 A、B都为合法联合用户。
(2)仅成功检测水印 W2，那么仅用户 B都为合法联合用户。
(3)仅成功检测水印 W1，那么仅用户 A都为合法联合用户。
(4)所有水印均不能被成功检测，用户 A、B都不具备联合所有权。
参考文献：
[1]陶亮，陶林. DGT与DCT在图像编码中的性能比较.
[2]陈海永.DCT域图像水印算法的研究.
[3]陶亮，庄镇泉.二维实值离散Gabor变换与DCT在图像编码中性能的比较.200.
数字水印技术范文3
Abstract: Multimedia technology and extensive application of network technology make the image, audio, video and other multimedia content protection an urgent problem needed to be addressed. Digital watermarking technology, as an important means of copyright protection, is being in-depth studied.
关键词:音频信号;加密;数字水印技术;应用
Key words: audio signal; encryption; digital watermarking technology; application
中图分类号:TP29 文献标识码:A文章编号:1006-4311(2010)27-0255-01
1人类听觉特性
在音频文件中嵌入水印的各种方法一般都要利用人类听觉系统的某些特性,即人的听觉生理――心理特性。使用这些特性是为了满足水印的不可感知性(听觉相似性)的要求。
首先,人的听觉具有掩蔽效应。其次,人耳对声音信号的绝对相位不敏感,而只对其相对相位敏感。最后,人耳对不同频率段声音的敏感程度不同,通常人耳可以听见20～18Hz的信号,但对300～3400Hz范围内的信号最为敏感,人耳实际感觉到的音量也是随频率而变化的。
2音频数字水印技术
2.1 音频信号的数字表示对大多数的数字音频表示有两个重要参数:采样量化方法和瞬态采样速率。
一般音频的常用采样频率包括8kHz、9.6kHz、10kHz、12kHz、16kHz、22.05kHz和44.1kHz。采样频率影响水印数据的隐藏量,因为它给出了可用频谱的上限(如果信号的采样频率为8kHz,则引入的修改分量的频率不会超过4kHz)。对于大多数已有的水印技术而言,可用的数字空间与采样的频率的增长至少成线性关系。最后需要考虑的是由有损和可感知压缩算法引起的变化。这些变化彻底改变了信号的数据结构。他们仅仅保留了听者能感觉到的特性部分,也就是说,它听起来与原始信号非常相似,但是信号在最小平方意义上完全不同。水印嵌入的速度依赖于信号的采样率、声音编码类型和具体的水印算法。
2.2 音频信号传送环境在实践中,含有水印的音频信号从编码到解码之间有多种可能的传播途径。
第一种情形是声音文件从一个机器拷贝到另一机器,其中没有任何形式的改变,编码方和解码方的采样率完全一样。第二种情形是信号仍然保持数字的形式,但采样率发生了变化。这一变化保持了大多数信号的幅度和相位值,但是改变了信号的时域特征。第三种情形是信号被转换为模拟形式,通过模拟线路进行传播,在终端被重新采样,在此过程中信号的幅度、量化方式和时域采样率都得不到保持。通常,这种情形下信号的相位值可以得到保持。第四种情形是信号在空气中传播,经过麦克风重新采样。这时信号受到未知的非线性改变,会导致相位改变、幅度改变、不同频率成分的漂移和产生回声等。
在选择水印嵌入算法时,需要考虑信号的表述和传输路径。如果音频信号在传输中没有改变(比如第一种情形),则对水印算法的约束最小。如果音频信号在传输中发生很大变化(比如第四种情形),则对水印算法的约束很大,要求算法有很强的稳健。
2.3 音频数字水印要求要成为成功地在数字音频媒体中隐藏数据,我们必须关注以下几方面的要求。
①数据变化处理操作的稳健性。要求水印本身应能经得住各种有意无意的攻击。典型的攻击有添加噪声、数据压缩、滤波、重采样、A/D-D/A转换、统计攻击等。②听觉相似性。数字水印是在音频载体对象中嵌入一定数量的掩蔽信息,为的是第三方不易察觉嵌入的信息,需谨慎选择嵌入方法,使嵌入信息前后不产生听觉可感知的变化。③是否需要原始数据进行信息提取。根据数据嵌入和提取方案的不同设计,有些方案可以不需要借助于原始数据进行信息提取,这一性能将影响方案的用途和性能。④数据提取误码率。数据提取误码率也是音频水印方案中的一个重要技术指标,因为一方面存在来自物理空间的干扰,另一方面,信道中传输的信号会发生衰减和畸变,再加上人为的数据变换和攻击,都会使数据提取的误码率增加。⑤嵌入数据量指标。根据用途的不同,在有些应用场合中必须保证一定的嵌入数据量,如利用音频载体进行隐蔽通信。
2.4 音频数字水印的评价标准评价水印嵌入后媒体产品被影响程度,除了利用感知系统(人耳或人眼)定性评价以外,还可以采用定量的评价标准。通常对含有水印的音频信号进行定量评价的标准有以下两种。
①信噪比(SNR)。设N为音频数据段长度,xi为原始音频采样数据,i为嵌入水印后的音频采样数据,则信噪比被定义为:
SNR=10log10(1)
其中,2=(xi-x)2,D=(xi-i)2,x=xi
②峰值信噪比(PSNR)
PSNR=10log10N2/D(2)
在音频信号中嵌入二值水印,为定量地评价提取的水印与原始水印信号的相似性,采用归一化相关系数(NC)作为评价标准,其定义为:
NC(W,WS)= (3)
其中W为原始水印,大小为M1×M2;WS为提取水印。
3总结
数字水印技术范文4
【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。
2 数字水印的广泛应用
数字水印技术未来的应用领域将会更加广阔，该技术己经引起工业界的浓厚兴趣，并日益成为国际上非常活跃的研究领域。主要有以下5个领域：
（1）版权保护：这是数字水印的主要用途。在多媒体数字产品中加入代表版权信息的数字水印，可以在该作品被盗版或出现版权纠纷时，从中获取水印信号证实版权所有者，检举和盗版者，从而保护所有者的权益。
（2）内容认证：用来认证被保护作品内容的真实性、完整性，其主要应用领域有医学图像、指纹数据库等。
（3）广播监控：通过识别嵌入的水印信息，记录广告作品是何时何地被广播的，以用来保护广告商和广播商之间的利益。
（4）交易跟踪：控制未授权的产品复制。
（5）设备控制：应用水印技术的设备能够检测出待处理作品的水印信息，并做出相应操作。
不同的应用对数字水印的要求不尽相同，一般认为数字水印应具有如下特点：
（1）可证明性：数字水印算法应该能把所有者的相关信息完整的嵌入进去，水印能为产品的归属提供可靠地依据。在需要的时候能够完整的提取出水印信息。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。这实际上也是发展水印技术的基本功能。
（2）不可感知性：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的情况下应该在视觉和听觉或者其它感官上不被感知，同时要求用统计方法也不能恢复水印。
（3）鲁棒性：指经过常规信号处理操作后能够检测出所嵌水印的能力。以图像为例，常规操作包括滤波、有损压缩、几何形变等等，在经过这些操作后，鲁棒的水印算法应仍能从水印图像中提取出嵌入的水印并证明水印的存在。
3 数字水印典型算法
在过去10多年的时间里，出现了很多数字水印算法，主要可以分为时/空间域方法和频域算法。
时/空间域方法算法简单，实时性比较强。早期的空间域方法主要是修改图像的最低有效位（LSB），也称“最不显著位”，最简单的做法是通过修改最低的两个有效位来嵌入水印，随后很多学者对该算法进行了改进，最典型算法是对载体数据区分奇数和偶数行，对奇数行和偶数行不同的最低位嵌入水印；基于直方图特性的算法，这种算法是把直方图和数字水印的技术结合起来，按照是否修改载体的直方图可以分为两种：修改载体图像直方图数字水印算法和保持原始直方图的数字水印算法；预测编码数字水印算法，1994年Matsui提出了一种基于灰度图像预测编码的数字水印算法，扫描所有的图像点用预测编码进行编码，根据一张保密的对应编码表确定是否嵌入水印信息。时/空间域方法嵌入数据量可以很大，但明显缺乏鲁棒性。
频域算法主要是使用了通信中的扩频技术，在数字水印技术中，把原始载体看成是通信信道，将水印信息看成是通过信道的信号，将水印信息嵌入到多个载体信息的频域系数中去，破坏水印信息需要把很强的噪声信息加入到载体信息的所有频域当中去，破坏水印的同时载体的质量也严重下降。因此，频域的数字水印算法具有很强的鲁棒性和安全性。主要的算法有DCT变换域方法，L.I.Cox提出在图像的敏感区域嵌入水印，把高斯伪随机序列作为水印嵌入到除DC系数以外的1000个DCT系数中，同时也有算法提出可以把图像分成8*8的分块，改变其中若干块的中间频率的系数。Swanson等提出利用空间掩蔽特性，计算每个DCT系数允许改变的最大限度，确保水印的透明性。Zeng等人提出了一个混合法，既修改全局DCT变换的低频系数，又在中间频率的系数中嵌入一个扩频信号。Barni等人把感知模型精确到一个图像小波系数，从而最大程度的提高了水印的能量； Wavelet变换域方法：Houng-Jyh Wang等提出了在视觉重要的小波系数中嵌入水印的方法。算法按视觉重要性搜索系数，依次嵌入水印。量化水印： Eggers和Girod提出利用抖动量化代替压缩算法中的量化，结合JPEG压缩过程，提出了一种私有的指纹水印算法。频域数字水印方法具有抗信号处理和抗攻击力较强的鲁棒性及隐蔽性。
4 数字水印技术及其在版权保护中的应用
数字水印方案一般包括三个步骤：水印的生成、水印的嵌入和水印的提出检测是否存在。图1展示了水印的嵌入过程。该系统的输入是水印信息、原始载体数据和一个可选的私钥/公钥。其中水印信息可以是任何形式的数据，如随机序列或伪随机序列、二值图像、灰度图像或彩色图像等等。水印生成算法应保证水印的唯一性、有效性、不可逆性等属性。水印信息可由伪随机数发生器生成。密钥可用来加强安全性，以避免未授权的恢复和修复水印。所有的实用系统必须使用一个密钥，有的甚至使用几个密钥的组合。
图2是数字水印的提取过程，通常使用数字水印或者原始数据、和待检测数据、密钥通过水印检测算法检测出水印信息，再和嵌入的水印信息做比较从而确定版权及是否受到攻击。
信息资源数字化是图书馆服务跨入现代化和网络化的重要标志，数字化建设首先是将图书资料进行数字化处理，并且分门别类归档到到服务器中，随着现代科技技术的不断发展，大容量存储硬件的出现已经让数字化本身不存在问题。同时3G时代和即将到来的4G时代使得网络的带宽和速度已经大幅的提高，PC、智能手机、云终端等电子设备的普及给图书馆数字化提供了强有力地支持。1994年《公共图书馆宣言》提出图书馆是公众获取信息之门，图书馆的宗旨是为用户服务，同时又要保护作者的合法权益。由于版权的问题使数字化还存在着一定的障碍，因为数字图书馆作为互联网上的一个信息系统，其数字化的信息很容易被复制却很难发现和控制，所以图书馆不能随意地将没有取得版权的文献自由数字化并提供给读者使用。这是目前阻止图书馆数字化进程的关键性因素。
缺少数字版权管理，即便是最完美的数字化内容也是毫无商业价值的。2001年麻省理工学院在《技术评论》中称，数字版权管理技术是今后信息技术领域重点开发技术。数字水印应用到网络数字多媒体的版权保护中，需要设计一种实现简单、可靠性高的保护协议及系统。数字水印本身并不具备阻止数据被拷贝的功能。它作为版权保护系统的一部分，提供着版权的验证或者拷贝预警的功能并结合系统的其他模块实现对版权多媒体消息的有效保护。
DRM系统技术是一项加强对图像、音频、视频数字化产品内容版权保护的技术，其基本的工作原理一般是将图像、音频、视频等文件进行加密编码处理，再建立一个证书授权服务中心来保护多媒体信息的版权和使用权限。在DRM系统中，数字水印主要可以做为如下这几种应用：保护元数据，在DRM系统中可以把数字水印和著作信息相关的数据元绑定，来检测版权和费用支付；发现盗版之后取证和跟踪，在数字产品的拷贝和发行中，发行人可以把不同的ID或者身份信息作为不同的数字水印嵌入到合法拷贝中去。如果发现存在侵权行为就可以通过水印信息确认其来源；确认是否遭受篡改，把脆弱数字水印嵌入到数字产品中去，因为脆弱水印对信号的改动很敏感，即便发生很小的变动，数字水印也会随之发生变化，人们根据脆弱水印的状态就可以判断数据是否被篡改过；保护许可信息，在DRM系统中一般只有用户获得合法的许可信息才能消费数字内容，可以把把许可信息作为数字水印信息嵌入到产品中去，从而提高许可信息的健壮性。
数字水印的理论与技术日渐完善，其应用领域也不断拓展，并已逐步成为计算机多媒体技术、通信技术、信息论、密码学、数字信号处理及数字版权保护等众多学科研究的切入点，相信它一定能在数字图书馆的建设过程中发挥出应有的作用。伴随着人们对版权保护意识的不断提高，以及国家不断完善的版权保护法和数字水印技术的不断发展，不远的将来，数字产品的版权保护和合理使用将会得到有效保障，侵权行为也会得到有效的遏制。
【参考文献】
[1]王阳.论图书馆的电子书服务及数字版权管理[J].新世纪图书馆，2006（1）：42-44.
[2]谢东，张基温.基于数字水印技术的信息产品保护[J].情报杂志，2005（7）：91-95.
[3]张晓琳.网络环境下数字图书馆建设中的版权问题分析[J].现代情报，2007（12）：99-101.
[4]王建.数字图书馆建设和运行中的知识产权问题及对策研究[J].理论与探索，2010（9）：32-36.
数字水印技术范文5
【关键词】TXT数字水印 数字水印 文本文档数字水印 水印生成算法 水印安全控制
在目前互联网、云计算、大数据等技术高速发展的时期，企业数据仓库中所存储的业务数据类型及数据量不断增加，涉及到的敏感数据也越来越多，同时由于TXT文本文档的广泛应用， TXT中存有较多的敏感数据，一旦泄漏，将给企业和社会带来极大的安全影响和经济损失，因此如何能有效保护系统TXT数据的安全，成为急待解决的安全问题。传统的安全控制主要采用“事前”权限控制、“事中”数据加密以及“事后”数据追踪，其中数据追踪需要采用全文检索技术来实现，硬件部署成本很大，因此TXT数字水印技术的引入和研究，只需存储用户访问的水印要素信息，可以节约大量的成本并保证TXT身份识别和来源追踪，对文档传播者起到一定的威慑作用，具有较高的现实意义。
一、接入管理
接入管理用于管理数字水印装置的接入，并提供多样化的接入方式，增强数字水印的易用性，提升数字水印的客户端适应能力，主要包括HTTP接入、标准WebService SOAP服务接入，和API调用方式的接入。应用系统通过接入管理的接口，将要进行水印嵌入的TXT文本文档，以及用于形成水印的相关要素信息传递给水印管理模块。
二、水印管理
水印管理模块将应用系统传递过来的水印相关要素信息进行持久化存储，并生成与之相对应的水印唯一识别码，其中用于形成水印的相关要素信息包括用户编号、用户名、组织机构、ip地址、访问时间等信息。具体如下图所示：
三、TXT水印生成算法
TXT水印生成算法主要通过隐藏类型的字符编码，如Tab键字符、空格键字符等，经过一定的组合算法合成，并通过TXT不可见水印处理算法将隐藏编码随机散布于一个或多个记录行的尾部，最终构成TXT文本文档的隐藏记录。
具体算法说明如下：
（一）TXT文档处理引擎：具备TXT文档文件流的处理能力，包括文件的打开、关闭、文件游标的定位，文件数据的读取、写入和删除等功能，用于解析TXT文档、嵌入隐藏的不可见水印。
（二）TXT不可见水印处理算法：负责将隐藏的水印信息随机散布于一个或多个记录行的尾部，形成不可见的TXT数字水印。 “随机散布算法”原理举例如下：将隐藏水印信息平均拆分成=n时，则都拆分成n份，而TXT文本文档的记录行数如果
（三）TXT隐藏记录生成算法：主要通过隐藏类型的字符编码，如Tab键字符、空格键字符等，经过一定的组合算法合成，并通过TXT不可见水印处理算法将隐藏编码随机散布于一个或多个记录行的尾部，最终构成TXT文本文档的隐藏记录。举例如下：假设水印唯一识别码是“1001”，将水印唯一识别码拆分成单个数字，每个数字由空格键字符的组合来替代，而数字跟数字之间用Tab键字符隔开，则其对应的隐藏记录为“2个空格键+tab键+1个空格键+tab键+一个空格键+tab键+2个空格键”，即“ ”，在TXT文本文档中对应的16进制码为
四、水印安全控制
用于控制水印的安全校验，包含水印信息的加密和解密提取，以及有效性和完整性的检测。加密后的“水印信息安全串”主要由：水印前缀+水印识别码加密串+水印后缀+水印校验码，几个部分组成。具体说明如下：
（一）水印前缀和水印后缀：都由“空格键+tab键+tab键+空格键”组成；
（二）水印识别码加密串：由原始水印识别码进行可逆加密后得到，如：由原始水印识别码*2+1组成，即假设水印识别码为91，则加密串为“183”；
（三）水印校验码：由水印识别码长度和原始水印识别码的可逆加密串组成，如：由两位的水印识别码长度（不足两位补零）+（原始水印识别码*3+2）组成，即假设水印识别码为91，则水印校验码为02275。
数字水印技术范文6
关键词：地理信息数据，加密技术，数字水印
中图分类号：P2文献标识码： A
1 地理空间数据安全
地理空间数据是描述人类赖以生存的地球的重要信息，是国家基础设施建设和地球科学研究的支撑性成果，是国民经济、国防建设中不可缺少的资源，对社会可持续发展起着重要作用。
地理空间数据的安全保护问题涉及国家安全、国防安全、科技协作交流和知识产权保护等各个方面，是制约我国经济、科学与技术可持续发展的重要因素之一。为保障地理空间数据的安全，国家和军队已制定了一系列相关的法规，如《测绘法》、《我国地图出版管理办法》、《关于对外提供我国测绘资料的若干规定》等。但是，怎样才能够更加有效地执行这些法规提供可靠的安全技术保障，是目前迫切需要解决的重要问题。
传统的信息安全技术主要是加密技术。该技术目前已经发展的比较成熟，在信息社会的各个领域中得到了广泛的应用。但密码一旦破译，数据就会失控，数据版权就得不到保护，也为盗版侵权行为提供了便利，这是传统加密技术无法保护的。因此，发展新的安全技术弥补加密技术的不足十分必要，而数字水印技术是信息安全领域中近年来发展起来的前沿技术。
2 数字水印技术
水印，简单地就是经常出现在人们熟知的纸币表示纸币真伪的图形信息。人们通常将纸币对着光源，会发现真的纸币中有清晰的图像信息显示出来，这就是我们熟悉的“水印”。长期以来作为判定印刷品真伪的一个重要手段就是检验它是否包含水印。
数字水印技术，是更加广泛意义上的水印技术，它是指在数字化的数据内容中嵌入秘密水印信息，通过水印与源数据的紧密结合并隐藏其中，成为源数据不可分离的一部分，由此来确定版权拥有者、所有权认证、跟踪侵权行为、认证数字内容来源的真实性、识别购买者、提供关于数字内容的其他附加信息等。同时对于加强责任心、震慑非法行为、有据可查、快查检验等具有重要作用。
目前，数字水印技术得到了高度重视和快速发展。但是，大部分的研究和应用仅限于数字图像、声音和视频。这一方面是因为计算机和网络技术的发展使得这些产品得到了普及，提出了比较明确的需求。另一方面,随着通信技术和信息处理技术的发展，产生了大量成熟的数据处理算法。然而，数字水印技术在地理空间数据研究还很少。
地理空间数据在军事、测绘、地学、导航、规划等许多领域得到了十分重要的应用。国家和军队投入了大量人力物力建设了不同比例尺和不同类型的基础地理空间数据库，“十二五”期间，还有一批重要的地理空间数据库需要更新或正在建设。因此，如何保护地理空间数据的安全特别是利用数字水印技术是十分重要和迫切的问题。
3 数字水印的基本原理
数字水印技术是通过对于空间数据处理化嵌入水印信息，进而通过逆变化检测相应的水印信息。水印信息包括版权信息、用户信息、发图单号、许可的使用用途、时间、备注等信息。
数字水印技术的关键是建立其水印数学模型。需要在分析不同类型地理空间数据本质特征基础上，研究水印信息生成、水印嵌入模型、水印检测模型、水印数据精度、水印攻击模型等关键技术。在应用中，还要解决系统的可靠性、实用性、效率、安全性等问题。
4 数字水印的作用
4.1 版权保护
将产品版权信息不可见地隐藏在数字化产品中，当产品发生盗版或版权纠纷时，从产品中获取水印信息作为依据，保护版权所有者的权益。
4.2 使用追踪
在产品中嵌入生产者、使用者、使用时间、许可的使用用途等信息，用于识别不同的用户，检测使用期限，从而追踪非法使用、复制和传播的源头，追查责任。
4.3 整性验证
在产品中嵌入水印信息，产品被修改时，水印标识也一同被修改，从而对产品进行完整性验证。
4.4 内容保护
在产品中嵌入可见且难以去除的水印，使得产品可以公开自由地预览，但不能被他人用于商业目的。
5 数字水印在测绘成果管理中的应用
5.1 数据成果分发
利用水印技术，将数据版权所有者、数据领取者、发单、时间等作为水印信息嵌入到数据中，能够有效地为数据版权保护、追踪数据行踪、检查非法数据来源等提供可靠的技术手段。数据分发管理部门拥有大量的不同数据类型和数据格式的空间数据，分发数据是我们日常工作职责之一。使用独立的水印软件系统，有助于空间数据的快速分发处理。
5.2 生产过程内部管理
生产人员在领取数据前嵌入数据版权信息、领取者信息等，待作业完成后，提取水印信息，判断生产后的数据是否是从数据分发部门领取的数据，以保证数据的权威性和一致性。针对专门的GIS数据处理软件，如超图、ESRI、AUTOCAD等，直接将水印系统完全集成到专业软件中，并融为一体，成为专业软件的一个组成部分。
5.3 共享平台及内容保护
在共享平台数据交流过程中，将自动识别申请使用者的信息以及版权信息，自主加载到数据中，从而能够有效地保护数据的版权，跟踪数据使用者。
在网络平台、公共平台等供浏览的空间数据，希望能够公开自由地预览，但不希望被他人用于商业目的，这时可以加入可见水印。
6 数字水印在吉林省测绘成果管理方面的应用
6.1基础地理信息数据格式
基础地理信息数据是指经吉林省测绘地理信息局按基础测绘计划生产的各类测绘产品，具体可以分为航空摄影、摄影测量与遥感、地图制图、外业测绘等。使用吉林省基础地理信息数据生产的测绘成果与基础地理信息数据一样进行管理。
矢量：E00、Shape、Dwg、Dxf、Mdb等
栅格地图、影像：Bmp、Tif、Jpg等
DEM：Grid、Dem、Bil等
6.2 数字水印软件
吉林省测绘地理信息局测绘档案资料馆自2013年1月份开始对外提供基础地理信息数据成果开始进行数字水印加密。所采用数字水印加密软件为南京师范大学开发研建的“吉印”数字水印软件。
6.3 水印嵌入
吉林省测绘档案资料馆对外提供基础地理信息数据需要添加数字水印信息，信息内容包括：使用许可协议编号、使用单位名称、成果名称、成果信息描述、分发日期、分发人员信息等。可以单个数据文件嵌入或多个数据文件批量嵌入。
6.4 水印检测
影像数据bmp、tif、jpg格式相互转换后能直接检测出水印信息。矢量数据E00、Shape、Dwg、Dxf、Mdb相互转换后给直接检测出水印信息。
可以进行单个数据文件检测也可以进行多个数据文件批量检测。发生测绘成果失泄密案件时用以检查违法行为。能够检查出数据的出处及使用单位信息，并确认数据是否合法取得。为保密检查、数据安全及侵权行为提供了必要的依据。
7 结束语
数字水印技术是当前数字成果版权保护的一个热点，在网络日益发展的今天，为数字产品的版权保护提供了一个比较理想的手段和方法。为地理空间数据的安全管理、版权保护和使用追踪等提供了有效手段。数字水印加密软件的启用能够为加强吉林省测绘地理信息局基础地理信息数据的安全，提高基础地理信息数据的管理水平，最大程度降低失泄密事件的发生提供有力的保障，使基础地理信息数据的存储、保管及对外提供具有可追溯性。
参考文献：
[1] 孙圣和，陆哲明，牛夏牧. 数字水印技术与应用[M]. 北京: 科学出版社, 2004.
