（重庆邮电大学2014-2015学年第一学期）信息隐藏技术课程期末大作业学号： 2011211650 2011211651姓名：曾湘宇黄明雄班级： 0441102成绩评定：数字水印技术综述摘要现今数字时代的到来，多媒体数字世界丰富多彩，数字产品几乎影响到每一个人的日常生活。
如何保护这些与我们息息相关的数字产品，如版权保护、信息安全、数据认证以及访问控制等等，就被日益重视及变得迫切需要了。
借鉴普通水印的含义和功用，人们采用类似的概念保护诸如数字图像、数字音乐这样的多媒体数据，因此就产生了“数字水印”的概念。
所谓“数字水印”是往多媒体数据中添加的某些数字信息，比如将在数码相片中添加摄制者的信息，在数字影碟中添加电影公司的信息等等。
与普通水印的特性类似，数字水印在多媒体数据中（如数码相片）也几乎是不可见的，也很难被破坏掉。
因此数字水印在今天的计算机和互联网时代大有可为。
数字水印技术还有很多其它用途，并且其应用领域还在不断扩大。
要完整地说明数字水印应用的未来还不可能，但是业界对数字水印技术在复制保护和纸质媒介上的应用有了越来越大的兴趣，比如用比如水印技术保护钞票、支票、发票等等。
除了技术发展，市场营销和商业规划也极为重要，并且需要有深度的分析与战略计划。
技术推广和普及也必不可少，以保证市场为接受数字水印技术做好准备：关键词：数字水印，水印攻击，FCM算法，应用，前景目录第一章前言 (2)1.1问题背景 (2)1.2问题分析 (2)1.3小组分工 (3)第二章数字水印技术 (4)2.1为什么要用数字水印? (4)2.3数字水印的起源 (6)2.3发展历史 (6)2.4国内外研究现状 (7)2.5数字水印的概念 (7)2.6数字水印的要素 (9)2.7数字水印的优点 (10)2.8数字水印的应用 (11)2.8.1数字版权保护（DRM） (11)2.8.2多媒体认证和篡改检测 (11)2.8.3数字指纹和盗版追踪 (12)2.8.4拷贝控制和访问控制 (12)2.8.5广播监视 (12)2.8.6商务交易中的票据防伪、电子印章 (12)2.8.7隐蔽通信及其对抗 (13)第三章常见的水印攻击方法 (14)3.1基本攻击 (14)3.2共谋攻击 (14)3.3几何攻击 (14)3.4马赛克攻击 (14)3.5解释攻击(又称IBM攻击) (15)3.6合法性攻击 (15)第四章数字水印的算法 (16)4.1空间域水印算法 (16)4.2变换域水印算法 (16)4.3 NEC算法该算法 (17)4.4其他一些水印算法 (18)4.5一个简单的数字水印算法 (19)第五章总结与前景展望 (23)总结 (23)数字水印的未来 (23)参考文献 (234)第一章前言1.1问题背景信息革命使人类的社会与生活产生了深刻的变化i。
在信息社会中,数字媒体的爆炸式增长带给人们前所未有的享受与便利,但与此同时,也带来相当多的挑战。
数字产品知识产权保护问题尤为突出,使用加密、数字签名等技术已经不能够有效的解决这一问题。
人们在探寻新方法的时候,一种新的技术——数字水印应运而生,为数众多的学者对数字水印技术倾注了大量的研究热情,取得了丰硕的成果。
数字水印（Digital Watermarking）技术是将一些标识信息（即数字水印）直接嵌入数字载体中（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。
1.2问题分析：1)多媒体数据的安全正在受到严重威胁●互联网络的普及和应用●无线通信领域，移动网络用户可访问互联网●强大的多媒体编辑软件2)传统的密码学方法不足以保护多媒体数据●数据一旦解密则不再有任何保护措施●无法适应多媒体数据文件格式的转换音频：MP3\WAV图像：JPEG\BMP1.3小组分工：曾湘宇：主要负责论文的编辑，排版，数字水印图像方面和算法方面的文献资料以及文献的标注和心得体会的任务。
黄明雄：主要负责再次修订、矫正，数字水印应用方面的文献资料及标注，共同完成心得体会。
第二章 数字水印技术2.1为什么要用数字水印?功能强大的编辑软件图像编辑是图像处理的基础，可以对各种图像做各种变换如放大、缩小、旋转、倾斜、镜像、透视等。
也可以进行复制、祛除斑点、修补、修饰图像的残损等。
图像合成则是将几幅图像进行图层操作、工具应用合成完整的、传达明确意义的图像。
PS 软件提供的绘图工具让外来图像与创意很好的融合，成为可能使图像的合成天衣无缝。
正是因为PS 软件如此强大的图像处理功能，使得其既可以成为创作作品的核心利器，也可以成为侵犯摄影作品和美术作品的重要帮凶。
图像库图像1加密 解密图像 1密钥图像 2图像2访问控制 服务器端用户口令客户端图像库B 嵌入水印 图像3 图像3（含有水印）版权信息2.2数字水印的起源也称为信息伪装（Selenography）ii，该单词来源于古希腊，意思是将有用或重要的信息隐藏于其他信息里面以掩饰其他的存在，就是将秘密信息秘密地隐藏于另一非机密文件的内容之中。
古希腊的斯巴达人曾将军事情报刻在普通的木板上，用石蜡填平，收信的一方只要用火烤热木板，融化石蜡后就可以看到密信。
使用最广泛的方法是化学密写，如牛奶、白矾、果汁等都曾充当过密写药水的角色。
大约700年前，在手工造纸技术中出现了纸张上的水印。
2.3发展历史数字水印技术是从信息隐藏技术发展而来的，是数字信号处理，图像处理，密码学应用，算法设计等学科的交叉领域。
数字水印最早在1993年由Terkel等人提出，在国际学术会议上发表题为“Electronic-watermark”的第一篇有关水印的文章iii，提出了数字水印的概念及可能的应用，并针对灰度图像提出了两种向图像最低有效位中嵌入水印的算法。
1996年在英国剑桥牛顿研究所召开了第一届国际信息隐藏学术研讨会，标志着信息隐藏学的诞生。
在我国，四川大学计算机学院教授、四川大学软件学院教授委员会主任、成都宇飞信息工程有限公司首席专家李炳法也是从1993年即开始了长达20余年的数字水印教学与研发应用工作，并在国内外著名杂志如《IEEE Transactions On Pattern Analysis and Machine Intelligence》、《IEEE Transactions On Circuit-sand System》、《International Journal of Pattern Recognition and Artificial Intelligence》和国际重大学术会议上发表数字水印学术论文百余篇，并主持研发成功了世界上第一个印刷打印数字水印软件，是我国数字水印技术商业化应用的先行者与奠基人。
2.4国内外研究现状科研机构国外：美国版权工作组、美国空军研究院、美国陆军研究实验室、麻省理工学院、伊利诺斯大学、明尼苏达大学等；国内；中国科学院、北京邮电大学、国防科技大学、清华大学、上海交通大学、天津大学、中国科技大学、北京大学、复旦大学等。
公司国外：IBM、微软、朗讯公司贝尔实验室、Sony公司、NEC研究所及荷兰飞利浦公司；国内：上海阿须数码技术有限公司、成都宇飞信息技术有限公司等。
2.5数字水印的概念是指在数字媒体中嵌入与媒体的作者、版权和使用许可相关的信息。
被嵌入的信息称为数字水印，它通常是不可察觉的，但通过一些计算操作可以被检测或者被提取，用来证明宿主媒体的版权和所有者。
也称为电子水印。
在本质上是在宿主数据（图像、音频、视频）中嵌入第二个数据水印与宿主数据紧密结合并且隐藏其中，成为宿主不可分离的一部分，并可以经历一些不破坏源数据使用价值或商用价值的操作而保存下来。
1. 原始宿主 2 加入水印后的图像3 水印3 水印2.6数字水印的要素不可感知性鲁棒性（稳健性）当含有水印的宿主数据遭受恶意攻击但感知质量没有明显下降时，要求水印仍然存在，即不能被移除或修改水印的容量安全性非授权的移除、非授权的检测和非授权的嵌入2.7数字水印的优点数字水印在近年来信息隐藏的研究中占据主要的位置iv。
数字水印技术通过一些算法，把重要的信息(可以是代表所有权的文字或ID(identifloation)、图形图像、音频数据、随机序列等)隐藏在图像中，同时使图像基本保持原状(肉眼很难察觉变化)。
把版权信息通过数字水印技术加入图像后，如果发现有人未经许可而使用该图像，可以通过软件检测图像中隐藏的版权信息，来证明该图像的版权。
作为数字水印技术基本上应当满足下面几个方面的要求: (l) 安全性:数字水印的信息应是安全的，难以篡改或伪造的，同时，应当有较低的误检测率，当宿主内容发生变化时，数字水印应当发生变化，从而可以检测原始数据的变更。
(2) 透明性：嵌入的水印不能破坏数字产品的质量，即在视觉上应无法感到水印的存在。
在一些文献中有时也将透明性称为不可感知性，不可视性等。
(3) 鲁棒性(稳健性):数字水印必须难以被除去，如果只知道部分数字水印信息，那么试图除去或破坏数字水印将导致严重降质或不可用。
同时，数字水印在一般信号处理和几何变换中应具有稳健性川水印容量:嵌入的水印信息必须足以表示多媒体内容的创建者或所有者的标志信息，或购买者的序列号，这样有利于解决版权纠纷，保护数字产权合法拥有者的利益。
2.8数字水印的应用2.8.1数字版权保护（DRM）其动机是在数字作品中嵌入其来源以及所有权等信息，在所有权起争执时，版权所有者能从可能被压缩或恶意攻击后的数字作品中正确提取出水印信息，从而防止其他个人或团体对该作品宣称拥有版权。
世界第二大电子消费品生产商索尼公司（Sony）谴责数字盗版，在2002年4月到6月的三个月中损失了1.6亿美元的收入。
数字作品（如电脑美术、扫描图像、数字音乐、视频、三维动画）的版权保护是当前的热点问题。
2.8.2多媒体认证和篡改检测在多媒体数据中事先嵌入完整性信息，然后在检测时提取这个信息，用来确定宿主数据是否被修改过。
密码技术在多媒体数据认证中有很多不足；数字水印在图像认证技术中的应用；判断出图像是否被修改；将认证数据和宿主数据集成在一起，而不是将认证数据作为一个分来的数据文件，允许文件格式的转换；定位出图像被篡改的位置；区分改变内容的篡改和不改变内容的篡改。
2.8.3数字指纹和盗版追踪其目的是传输合法的接受者的（不是数据来源者的）信息，主要用来识别数据的单个发行拷贝。