數(shù)字水印技術(shù)解析

　　數(shù)字水印技術(shù)是上的一門信息隱藏技術(shù)。所謂數(shù)字水印技術(shù)就是將數(shù)字、序列號、文字、圖像標(biāo)志等版權(quán)信息嵌入到多媒體數(shù)據(jù)中，以起到版權(quán)跟蹤及版權(quán)保護的作用。除此之外，數(shù)字水印還在真?zhèn)舞b別、隱蔽通信、標(biāo)志隱含、電子身份認證等方面具有重要的應(yīng)用價值。數(shù)字水印技術(shù)的研究涉及信息學(xué)、密碼學(xué)、數(shù)學(xué)、計算機科學(xué)、模式識別等多種學(xué)科的研究領(lǐng)域，使得隱藏的信息更具隱蔽性、安全性，同時還具有對稱性和可糾錯性。研究預(yù)示著數(shù)字水印具有巨大而廣闊的應(yīng)用前景，并已引起學(xué)術(shù)界、工業(yè)界和軍方的廣泛關(guān)注。
　　
　　日常生活中為了鑒別紙幣的真?zhèn)危藗兺ǔ⒓垘艑χ庠?，會發(fā)現(xiàn)真的紙幣中有清晰的圖像信息顯示出來，這就是我們熟悉的“水印”。之所以采用水印技術(shù)是因為水印有其*的性質(zhì)：*水印是一種幾乎不可見的印記，必須放置于特定環(huán)境下才能被看到，不影響物品的使用;第二水印的制作和復(fù)制比較復(fù)雜，需要特殊的工藝和材料，而且印刷品上的水印很難被去掉。因此水印常也被應(yīng)用于諸如支票、證書、護照、發(fā)票等重要印刷品中，*以來判定印刷品真?zhèn)蔚囊粋€重要手段就是檢驗它是否包含水印。
　　
　　現(xiàn)今數(shù)字時代的到來，多媒體數(shù)字世界豐富多彩，數(shù)字產(chǎn)品幾乎影響到每一個人的日常生活。如何保護這些與我們息息相關(guān)的數(shù)字產(chǎn)品，如版權(quán)保護、信息安全、數(shù)據(jù)認證以及訪問控制等等，就被日益重視及變得迫切需要了。借鑒普通水印的含義和功用，人們采用類似的概念保護諸如數(shù)字圖像、數(shù)字音樂這樣的多媒體數(shù)據(jù)，因此就產(chǎn)生了“數(shù)字水印”的概念。所謂“數(shù)字水印”是往多媒體數(shù)據(jù)中添加的某些數(shù)字信息，比如將在數(shù)碼相片中添加攝制者的信息，在數(shù)字影碟中添加電影公司的信息等等。與普通水印的特性類似，數(shù)字水印在多媒體數(shù)據(jù)中（如數(shù)碼相片）也幾乎是不可見的，也很難被破壞掉。因此數(shù)字水印在今天的計算機和互聯(lián)網(wǎng)時代大有可為。
　　
　　數(shù)字水印能做什么
　　
　　zui早提出數(shù)字水印的概念與方法是為了進行多媒體數(shù)據(jù)的版權(quán)保護。隨著計算機和互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，越來越多的藝術(shù)作品、發(fā)明或創(chuàng)意都開始以多媒體數(shù)據(jù)的形式表達，比如用數(shù)碼相機攝影，用數(shù)字影院看電影，用MP3播放器聽音樂，用計算機畫畫等等。所有活動所涉及的多媒體數(shù)據(jù)都蘊含了大量價值不菲的信息。與作者創(chuàng)作這些多媒體數(shù)據(jù)所花費的艱辛相比，篡改、偽造、復(fù)制和非法發(fā)布原創(chuàng)作品在信息時代變成了一件輕而易舉的事情。任何人都可以輕而易舉地創(chuàng)建多媒體數(shù)據(jù)的拷貝，與原始數(shù)據(jù)比較，復(fù)制出的多媒體數(shù)據(jù)不會有任何質(zhì)量上的損失，即可以完整地“克隆”多媒體數(shù)據(jù)。因此如何保護這些數(shù)據(jù)上附加的“知識產(chǎn)權(quán)”是一個亟待解決的問題。那么數(shù)字水印則正好是解決這類“版權(quán)問題”的有效手段。比如以前的畫家用印章或簽名標(biāo)識作品的作者，那么今天他可以通過數(shù)字水印將自己的名字添加到作品中來完成著作權(quán)的標(biāo)識。同樣，音像公司也可以把公司的名字、標(biāo)志等信息添加到出版的磁帶、CD碟片中。這樣通過跟蹤多媒體數(shù)據(jù)中的數(shù)字水印信息來保護多媒體數(shù)據(jù)的版權(quán)。
　　
　　除了在版權(quán)保護方面的應(yīng)用，數(shù)字水印技術(shù)在文檔（印刷品、電子文檔等）的真?zhèn)握J證上面也有很大的用途，例如對政府部門簽發(fā)的紅頭文件，文件認證的傳統(tǒng)方法是鑒別文件的紙張、印章或鋼印是否符合規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，缺點是無論紙張、印章或鋼印都容易被偽造。特別是印章，雖然政府部門對印章的管理和制作有嚴(yán)格規(guī)定，但社會上還是有所謂“一個蘿卜刻一個章”的說法。這說明傳統(tǒng)方法有著極不完善的地方。使用數(shù)字水印技術(shù)則可以有效解決這個問題。以數(shù)字水印作為信息載體，將某些信息添加到紅頭文件中，使得文件不僅有印章或鋼印，而且有難以察覺的數(shù)字水印信息，從而大大增加了文件被偽造的難度。將數(shù)字水印信息添加到文檔中，也意味著某些信息可以在文檔中被寫入兩次。例如護照持有人的名字在護照中被明顯印刷出來，也可以在頭像中作為數(shù)字水印被隱藏起來，如果某人想通過更換頭像來偽造一份護照，那么通過掃描護照就有可能檢測出隱藏在頭像中的水印信息與打印在護照上的姓名不符合，從而發(fā)現(xiàn)被偽造的護照。
　　
　　此外數(shù)字水印還用來做多媒體數(shù)據(jù)的訪問控制和復(fù)制控制。比如CD數(shù)據(jù)盤中秘密的數(shù)字水印信息可以有條件的控制什么樣的人可以訪問該CD盤中的內(nèi)容。目前DVD已經(jīng)火爆國內(nèi)電子市場，有很多大公司開始研究如何應(yīng)用數(shù)字水印系統(tǒng)改進DVD的訪問與復(fù)制控制。比如希望消費者手中的DVD播放器允許無限制地復(fù)制家庭錄像或過期的電視節(jié)目，家庭錄像中所添加的數(shù)字水印不含任何控制標(biāo)識，電視節(jié)目里的數(shù)字水印標(biāo)識為“復(fù)制一次”、“復(fù)制多次”，而商業(yè)的視頻節(jié)目則標(biāo)識為“不允許復(fù)制”，相關(guān)的播放設(shè)備將對這些數(shù)字水印標(biāo)識進行判別并起相應(yīng)作用。這樣就既保證了消費者私下復(fù)制、交換節(jié)目的自由，又有效控制了商業(yè)上的侵權(quán)行為。目前全部的解決方案已經(jīng)形成，問題是該解決方案的安全性、有效性、簡潔性還需做進一步的考驗，暫時不能提供給DVD制造商和用戶。
　　
　　數(shù)字水印技術(shù)還可以應(yīng)用于信息的安全通信。由于人們很難覺察到數(shù)字水印信息在多媒體數(shù)據(jù)中的存在，某些重要信息在傳輸?shù)倪^程中就可以隱藏在普通的多媒體數(shù)據(jù)，從而避開第三方的竊聽和監(jiān)控。國外報紙報道恐怖分子頭目本-拉登就利用公開發(fā)布的數(shù)字水印技術(shù)，將給基地組織的指令通過數(shù)字水印隱藏在普通數(shù)碼相片中，然后發(fā)布到一些的BBS上，基地組織成員根據(jù)約定好的規(guī)則將數(shù)碼相片中的數(shù)字水印信息提取出來。這種做法與普通的通信、電子郵件通信以及加密通信相比，隱蔽性高，不容易監(jiān)控，而且很難被察覺。