数字水印技术范例

摘要：伴随着互联网的快速发展、媒体资源数字化进程的不断加快，数字产品（如图片、音频、视频等）的版权问题日益凸显，掀起了数字水印的研究热潮。本文主要实现一种基于DCT的数字水印算法，并根据此算法在可靠性方面的特性进行测试总结。将原始图片分割成8×8的子块，对各子块进行DCT变换，并在原始图片的每个子块的DCT系数的中频位置，按照上述算法利用水印给图片添加“标记”。通过大量的仿真实验对此水印算法的性能进行评估，利用客观评价体系对水印图片进行测试，结果表明此水印算法在抵抗压缩、低通滤波等攻击方面时都表现出较强的鲁棒性。

关键词：数字水印算法；离散余弦变换；鲁棒性；版权保护；中频系数

1引言

数字水印被熟练应用于各个领域，由于大量数字图片等多媒体艺术作品特别容易被公众存储、复制以及公开传播，由此引发的数字违法文件拷贝和数字图片非法盗用等网络信息安全隐患问题也逐渐日益增多，引起了国际社会研究热潮。因此，数字水印技术面临的挑战也越来越严峻，既要有效满足当今人们对数字水印技术质量的更高要求，也要有效防止数字图片信息被盗等安全问题的发生[1]。2006年，赵翔等对数字水印理论知识进行了细致总结[2]，夯实了国内数字水印技术的理论知识。基于RGB和DCT的数字水印系统因其利用了符合人类数字视觉处理系统的多种特点，以及这些数字水印图片基于DCT亮度系数的多种特性，在数字图片处理的过程中隐藏进特定的数字信息，使用时人们很难用肉眼分辨出这些加入数字水印后的数字图片与原始图片有何区别，以此方法来有效保护原创者对这些数字图片的所有权。

2基于DCT的数字水印的设计方案

2.1基本原理

基于DCT域的数字水印处理技术主要是将原始数字图片和原始水印图片经过各种DCT变换处理，达到将水印图片信息直接嵌入原始图片中的目的。该数字水印系统大体上包含水印的嵌入和水印的提取两个主要板块。数字水印的嵌入，是将既定的水印信息，通过水印嵌入算法，嵌入原始图片中。数字水印的提取，即从嵌入了水印的图片中在保证图片质量不受损坏的情况下，尽可能完整提取出水印信息。

摘要:测绘地理信息数据共享工作的进一步深入以及国家新型基础测绘的转型发展，对测绘地理信息应用需求越来越旺盛，数据安全工作刻不容缓。本文对空间地理信息数据安全方案进行了研究，并将数字水印、数据加密和电子签章技术在南京测绘地理信息安全方面进行了应用实践。本文主要研究内容为:分布式网络环境下的系统架构、功能模块的组织构成、与其他业务系统的集成方案等，为数据版权保护、责任认定和事先控制提供了有效技术方法。

关键词:数字水印;数据加密;电子签章;数据安全与保密

1引言

当前测绘地理信息正处在转型升级发展期，测绘地理信息向新型基础测绘体系转型，一方面国土空间规划、自然资源调查以及智慧城市的发展都对测绘地理空间基础数据提出了更高的需求，同时测绘地理信息数据本身有其特殊的安全保密性要求。在做好保密工作的前提下，如何服务好社会经济建设是测绘地理信息行业迫切需要解决的问题［1］。随着信息化技术的不断发展，数据的获取变得更加容易，未经同意对原作品加以复制、修改、生产和再传输现象时有发生，严重侵害了数据使用者的权利，甚至会造成巨大的经济损失，对数据安全造成强烈的冲击。如何在数据协同设计和数据分发过程中保护数据所有者的权益和利益，避免数据遭受到非法复制、修改、传播等攻击成了亟须解决的问题［2，3］。空间地理信息数据使用的过程中存在多种安全隐患:①因工作人员个人疏忽、离职和恶意拷贝，造成数据外泄;②在修补测时，备份数据未能及时销毁;③数据使用单位随意复制拷贝和传播;④构建地理数据共享平台时，因计算机缓存文件或其他非法手段导致地理数据泄漏;⑤网络传输地理数据时，因黑客等原因，导致数据被窃取。本文利用数字水印、数据加密、电子签章等技术解决南京市空间地理信息数据在共享应用、规划审批中的数据安全问题进行研究，从而起到数据版权保护和数据事先防范控制的作用。

2政策性要求

20世纪70年代末到21世纪初是传统测绘体系向数字化测绘体系转换和跨越的发展阶段，在测绘数字化和信息化工作开展的过程中，积累了大量的数字化测绘地理信息成果［4］，国家先后出台多个文件对测绘地理信息数据安全提出了明确的要求。《测绘管理工作国家秘密范围的规定》(国测办字［2003］17号)对基础测绘地理信息数据的保密范围进行了严格的规定;《国家测绘局关于加强涉密测绘成果管理工作的通知》(国测成字［2008］2号)、《中华人民共和国测绘法》等多项文件都要求做好测绘地理信息的数据安全保密工作。南京市规划和自然资源局作为全市测绘管理办公室的所在单位，负责全市的基础地形图、管线图动态更新和管理、国土空间规划的编制和规划审批等工作。在日常工作中，南京市规划和自然资源局对全市范围内数据免费提供，优化了全市营商环境。如何在上述工作中保证空间地理信息数据的安全保护，成为当前亟待解决的重要问题。目前南京市规划和自然资源局地理信息数据的获取和使用主要分为以下三类:①文件形式的共享:主要涉及局内工作人员、委托单位、下属事业单位、部委办局及其他单位通过申请，获取数据文件;②通过局内业务系统进行数据访问，在具体实现方式上主要以文件和缓存的方式存在;③通过“天地图•南京”、多规平台等访问到互联网的数据。按照国家保密规定要求，对外提供数据时，首先要签署保密协议，在法律上对用图单位提出(重申)了数据保密要求，此外还需辅以安全保密技术加强对数据的安全保护。在南京市规划和自然资源局数据共享应用的过程中，主要通过三种方式实现数据安全保护:①数字水印技术。主要针对局内、政府部委办局及公益数据的使用申请提供，是免费提供使用的，为宣示数据版权、泄密责任认定，采用数字水印技术进行数据版权的保护和责任追踪;②数字加密技术。主要针对外协测绘生产及规划设计等单位，实现人员的有限访问和使用，起到预先防范数据泄密的作用;③电子签章技术。针对电子报建过程中的文件资料的合法性和一致性进行检查，从数据权限控制、数据签章以及数据自动化比对三个方面对审批流程数据进行全方位的安全管控。

3技术支撑

1客户信息安全保护背景

（1）客户基本资料包括但不限于集团客户资料、个人客户资料、渠道及合作伙伴资料、精确营销目标客户群数据和各类特殊名单。

（2）客户身份鉴权信息包括但不限于客户的服务密码和客户登录各种业务系统的密码。

（3）客户通信信息包括但不限于详单、原始话单、账单、客户位置信息、客户消费信息、基本业务订购关系、增值业务（含数据业务）订购关系、增值业务信息、客户通信行为信息和客户通信录等。

（4）客户通信内容信息包括但不限于客户通信内容记录、客户上网内容及记录和行业应用平台上交互的信息内容。客户信息安全面临的风险和威胁主要包括因为权限管理与控制不当，导致客户信息被随意处置；因为流程设计与管理不当，导致客户信息被不当获取；因为安全管控措施落实不到位，导致客户信息被窃取等。

2客户信息安全保护的目标

客户信息安全保护的目标如下。

1人工智能与信息社会的建立

顾名思义，人工智能就是研究怎样利用机器模仿人脑进行推理、设计、思考和学习等思维方式和活动，帮助人们解决一些需要专家才能解决的问题，通俗一点说，就是借助计算机来执行人类的智能活动，最终实现利用各种自动化机器或是智能机器，模仿和完成人的智能活动，实现某些“机器思维”或是脑力自动化。但从学术的角度说，人工智能包含的范围非常广，与人工智能相联系的不下几十门学科，所涉及的理论领域和应用的领域几乎涉及人类的所有活动，人类任何工作离不开智能，因此，任何领域都是人工智能的潜在应用领域。例如，应用人工智能的方法和技术，设计和研制各种计算机的“机器专家”系统，可以模仿各行各业的专家去从事医疗诊断、质谱分析、矿床探查、数学证明、家务管理、运筹决策等脑力劳动工作，以完成某些需要人的智能、运用专门知识和经验技巧的任务等等。在信息社会的构建中，网络的应用正在深远的影响着人们的工作和生活方式，计算机网络技术的发展正处在日新月异、交融更替之际，信息安全的保证将成为公众的需求和时代的责任，在这个方面，人工智能技术是一种模仿高级智能的推理和运算技术，在很多实际的控制和管理问题上都显示出具有很强优势，如果能把人工智能科学中的一些算法与思想应用到计算机网络中，将会大大提高计算机网络的性能，不断提高信息的安全性。

2信息安全与人类生活的关系

信息安全包含的范围很广，大到国家军事机密，小到如何防范商业秘密和人身秘密。在目前的网络信息社会中，信息安全的实质就是要保护信息系统或信息网络中的信息资源免受各种类型的威胁、干扰和破坏，但是在我们的日常生活中，这种事情还是屡有发生。

2.1信息安全对人们生活的影响

（1）对信息服务的破坏。

一是信息的泄露，被某个未被授权的实体或者是个人获得用于不法目的，而且在这个过程中，可能导致信息被非法转让、删减或者是破坏，让原来信息拥有者的信息失去真正的意义；二是被拒绝服务，这是对信息或者是相关资源的合法访问被无条件阻止。

作者：左英 王妤 单位：中国电影资料馆

在当今全球电影行业数字技术革新的时代，我国电影行业也再次迈向繁荣发展之旅。然而，随着高效率、低成本的数字技术大范围普及，盗版这一长久以来一直困扰着电影制作方的顽疾也凭借着数字技术的发展而呈愈演愈烈之势。与此相对的，我国在电影市场版权保护工作上的相对滞后，以及相关技术经验的不足，导致了难以估计的经济损失，甚至有可能进而制约我国电影行业的发展前途。在这样的环境下，笔者欲抛开人文环境的干扰，介绍一下国内外电影市场中版权保护方面的技术措施。

一、国际上电影版权保护的成熟技术

国际上目前使用的电影版权保护技术主要有：

1.加密

加密是最古老也是最常用的版权保护手段，从历史记载最早的希腊式加密方式算起，加密技术至少已有2500年的历史。现在国际上用于数字电影版权保护的加密技术大致可分为传播媒介加密、播放器加密和压缩格式加密三种方式。

（1）传播媒介加密传播媒介主要是指传播影片的媒介物体，其加密对象主要在于传播媒介本身。这种加密手段主要通过增强光盘、磁带、硬盘乃至卫星信号等影片传播媒介的自身保护机制，增加盗版者盗取信息的成本和难度，进而达到使盗版者放弃盗窃信息的目的。索尼公司出品的蓝光光盘由于其优秀的加密技术和高昂的制作成本，有效地阻挡了盗版者的侵害就是一个成功的传播媒介加密范例。然而，有效加密技术所带来的高昂成本（一张光盘近50美元的价格）与电影市场的票房价格（一张电影票5美元的价格）所形成的鲜明对比，显而易见地制约了这种技术的发展。

摘要：随着互联网飞速发展，产生了超大规模数据。为人类的生产生活提供预测和指导，但是也面临着严重的信息安全威胁。由此，从技术角度去研究大数据背景下个人信息安全保护措施，提出了数据匿名保护、数据水印保护、数据溯源保护和个人信息日常防护措施，旨在强化开发人员和用户个人信息保护的意识。

关键词：大数据；个人信息安全；数据匿名保护技术；数据水印保护技术；数据溯源技术

大数据为社会的发展、商业的预测、科学的进步提供了有效的数据支持，是数据服务的基础，大数据中关于个人信息的数据越来越多，不仅包含了个人的基础信息还包含了各种关联性的信息，从大数据环境中分析搜索资料，已经成为个人信息窃取的主要渠道。2018年3月全球第一大社交网络FaceBook泄密事件轰动了全球，导致股价暴跌、信任危机。透过此次事件可以明确未来网络的可持续发展加强个人信息安全保护刻不容缓。

1大数据与个人信息安全定义

1.1大数据定义

大数据是由海量的线性关联数据和非线性数据所构成，大数据具有类型多、数据规模大、数据处理快、数据价值大、价值密度低等特点。从大数据的数据来源来看，主要包括通过计算机信息系统处理的数据、互联网活动产生的数据、移动互联网活动产生的数据和其他数据采集设备采集到的数据。大数据具有无结构化的特点，它既包括了文本类数据还包括图片、音频、视频等复杂的数据，所体现出的特征包括体量大、多样性、传输快和具有高价值。目前，大数据的应用已经在科研领域、商业领域等被广泛的应用，根据权威机构（Cart-ner）预测，到2020年75%以上的企业都会通过大数据进行市场决策，大数据应用必将成为社会进步的重要推动力。

1.2个人信息安全定义

无线传感器对当前的社会生产生活是一项不可缺少的关键技术，人类的网络活动得以顺利开展很大一部分都是基于无线传感技术的安全使用。由于无线传感器的网络环境复杂，节点之间的协作能力脆弱，安全问题也更加的突出，迫切的需要得到有效的技术解决。

1无线传感器网络

无线传感器网络是一种分布式的传感网络，它通过把无数的传感器节点进行自由分布，通过这些节点末梢来感知外部世界，并对收集的信息进行检查的传感器。由于无线传感器是通过无线的方式进行通信，传感器设备的设置位置多变，适应能力强，自由度高，还可以随时随地的跟互联网进行连接，从而形成一个多跳自组织式的无线网络。不过，因为传感器的体积小，便于携带等特点，它的能量供应方式大多数都是选择的微型电池构成结构，为传感器提供能量，这就需要以缩减传感器的节点面积增加供应电池的面积。为了保障无线传感器传输的信息完整性，在保证传感器节点面积的前提下，装载电池的面积往往很小，这也是无线传感器能量供应小、通信能力弱的原因。

2无线传感器的安全威胁类型来源

无线传感器网络主要由节点、传感网络和用户这三部分组成，而无线传感器的安全威胁，也基于安全目标的不同分为不同的方法。

2.1物理破坏方法

物理破坏层主要针对现实的传感器节点本身，使用恶意的物理破坏手段破坏节点，就能阻止一定范围内的信息传输和信息交流。

摘要：

Internet广泛应用下确保信息安全尤为重要。信息隐藏技术因其不可见性、通用性、安全性等特点，应用前景广阔。文章主要对信息隐藏技术原理、特点及在信息安全领域中的应用进行简要阐述。

关键词：

信息安全技术；信息隐藏技术；原理；应用

0引言

在Internet广泛应用下，网络已经深入到我们工作生活中的各个领域。当前的电子商务对网络安全提出了更高要求，如信息安全不能得到保障，国家信息安全建设就潜在巨大安全隐患。信息隐藏技术是信息安全领域中的新兴学科，能利用人类感觉器官及多媒体信号的冗余性，将信息隐匿到其它宿主信号中，让信息不易被觉察，也不影响宿主信号的使用价值[1-2]。信息隐藏技术具备不可见性、通用性、安全性等特点，应用前景广阔。本文主要对信息隐藏技术原理、特点及在信息安全领域中的应用进行简要阐述。

1信息隐藏技术