新型文本數(shù)字水印技術(shù)及其典型應(yīng)用研究.pdf

1、近年來，隨著以互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為代表的信息技術(shù)的迅猛發(fā)展，各種文字、圖像、聲音、視頻等媒體的獲取、保存與使用方式發(fā)生了很大的變化。這一方面給人們帶來了極大的方便，但另一方面，未經(jīng)版權(quán)所有人許可對數(shù)字作品的任意復(fù)制、修改等盜版行為也日趨嚴(yán)重。因此，如何在互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下進(jìn)行有效的版權(quán)保護(hù)等信息安全問題，也就成為了重要的研究課題。 在此背景下，數(shù)字水印技術(shù)作為一種新的多媒體信息安全保護(hù)技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。它將隱藏信息嵌入到各種數(shù)字媒體中，結(jié)合傳統(tǒng)的

2、數(shù)據(jù)加密技術(shù)來實(shí)現(xiàn)信息的隱藏通信、訪問控制、版權(quán)保護(hù)等功能，當(dāng)前，該領(lǐng)域的研究與應(yīng)用已經(jīng)相當(dāng)深入。但令人遺憾的是，由于文字媒體本身的一些特點(diǎn)，作為數(shù)字水印技術(shù)重要組成部分的文本數(shù)字水印技術(shù)的進(jìn)展卻是相對滯后的，這與文字是人類傳播信息最主要方式的現(xiàn)實(shí)情況形成了很大的反差。 本文的工作就是要針對現(xiàn)有文本數(shù)字水印技術(shù)存在的薄弱環(huán)節(jié)，進(jìn)行新型的文本數(shù)字水印技術(shù)及其典型應(yīng)用的研究。主要的研究內(nèi)容涉及文本數(shù)字水印嵌入算法、水印檢測方法、系統(tǒng)

3、實(shí)現(xiàn)框架、抗攻擊技術(shù)及典型應(yīng)用等該領(lǐng)域的關(guān)鍵問題，取得了如下創(chuàng)新性成果： 1)提出了一種基于字符拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的文本數(shù)字水印技術(shù)，通過改變字符或者字符串字形的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)出語義上相同的字符(串)的多種字形，并對這些字形的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)進(jìn)行恰當(dāng)?shù)木幋a，利用字符(串)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)來攜帶數(shù)字水印信息。同時(shí)，給出了魯棒性和視覺影響試驗(yàn)方法、結(jié)果，并分析了水印的抗攻擊性能。 2)引入圖論作為1)所述的文本數(shù)字水印技術(shù)的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)，將字符字形映射

4、為圖論中的“圖”，對“圖”或者“圖”的特征量進(jìn)行恰當(dāng)?shù)木幋a，利用這些編碼來表示數(shù)字水印。同時(shí)，給出了基于圖論的水印嵌入、檢測方法的數(shù)學(xué)模型和詳細(xì)實(shí)現(xiàn)過程。 3)提出了一種以符號的冗余編碼表示隱藏信息的隱藏?cái)?shù)據(jù)通信技術(shù)，以及與該方法相關(guān)的文本數(shù)字水印嵌入、檢測技術(shù)和載體文件的顯示技術(shù)。這些技術(shù)包括：將符號編碼成冗余數(shù)字代碼的若干方法；隱藏通信的數(shù)據(jù)加載與分離方法；特定字體文件的設(shè)計(jì)方法；若干對嵌入水印信息的載體文件進(jìn)行顯示的方法。

5、在此基礎(chǔ)上，利用冗余編碼的原理，還提出了一種利用索引值嵌入隱藏信息的圖像數(shù)字水印算法。 4)結(jié)合基于“字符拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)”和“冗余編碼”的文本數(shù)字水印技術(shù)的特點(diǎn)，提出了文本數(shù)字水印系統(tǒng)完整解決方案。給出了兩種特殊的字體設(shè)計(jì)方法，重點(diǎn)描述了在統(tǒng)一的框架體系中，實(shí)現(xiàn)在電子文件和印刷品文件上嵌入、檢測數(shù)字水印的技術(shù)。 5)提出了一種新的隱藏通信方法，其原理是改變字符圖形與字符編碼在各種編碼標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范中已確定的標(biāo)準(zhǔn)映射關(guān)系，采用自定義的

6、方法進(jìn)行字符圖形與字符編碼的映射，從而使得電子文件顯示出的字符圖形與電子文件的內(nèi)在編碼分別構(gòu)成顯式通信信道和隱藏通信信道，這兩種信道可以獨(dú)立地進(jìn)行通信。應(yīng)用該隱藏通信技術(shù)制作成自包含字符圖形和編碼信息的電子文件，便于利用現(xiàn)有互聯(lián)網(wǎng)搜索引擎按照文件的屬性進(jìn)行在線搜索。 6)針對同步攻擊這一困擾擴(kuò)頻水印技術(shù)的難題，研究了一類基于字符特征的文本數(shù)字水印技術(shù)的編碼映射規(guī)則，給出了相應(yīng)的擴(kuò)頻水印加載與檢測模型。利用字符語義在水印加載與檢測

7、過程中具備的良好魯棒性，通過載體字符產(chǎn)生偽隨機(jī)代碼，最終生成具有同步錯(cuò)誤修正能力的自適應(yīng)擴(kuò)頻文本水印，仿真實(shí)驗(yàn)表明其抗同步攻擊性能得到了顯著的提高。 7)提出了一種新的數(shù)字內(nèi)容網(wǎng)絡(luò)出版發(fā)行機(jī)制，其主要特點(diǎn)是用戶可免費(fèi)獲取數(shù)字內(nèi)容，但必須強(qiáng)制性地觀看廣告，廣告與數(shù)字產(chǎn)品關(guān)聯(lián)綁定。描述了這種機(jī)制的系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)及相關(guān)技術(shù)協(xié)議，給出了實(shí)現(xiàn)該機(jī)制所需的內(nèi)容加密、水印嵌入、屏幕字符替換等關(guān)鍵技術(shù)。該機(jī)制為平衡數(shù)字內(nèi)容價(jià)值鏈中各方的利益提供了