浅析数字水印
开篇：润墨网以专业的文秘视角，为您筛选了一篇浅析数字水印范文，如需获取更多写作素材，在线客服老师一对一协助。欢迎您的阅读与分享！
摘要：随着当今网络的快速发展和现代计算机通信技术的不断进步，网络中所传播的数字产品的安全性受到了极大的挑战，由此可能引发各种严重的问题。而数字水印作为信息隐藏的重要分支，在信息安全领域中占据重要位置。
关键词：数字水印；信息隐藏；信息安全
中图分类号：TP309.7文献标识码：A文章编号：1007-9599 (2012) 04-0000-02
随着因特网和各种数字处理产品的出现，数字产品的安全性受到了极大的威胁，由此可能引发各种严重的问题。数字产品无失真复制的特点，会引起版权保护和管理方面的问题；犯罪分子采用经过篡改的图像作为呈堂供据的话，他很可能就会逃脱法律的责任，由此引发更为严重的社会问题。因此，数字水印技术的研究在当今社会更具理论价值和现实意义。
一、数字水印的基本原理
数字水印技术(Digital Watermark)是信息隐藏的重要分支，在图像的加密等领域中有着至关重要的作用。它的基本思想像载体数据中，嵌入某些无意义的或是有意义的信息，以达到保护数据内容安全性，或是避免版权纠纷问题的目的。嵌入的水印信息本质上不应该影响载体数据的可用性。通常把公司标志、作者的序列号等有意义的信息作为水印，嵌入对象（如图像、音频、视频等）中，从而达到保护版权从而抵制侵权行为的发生。
当代数字水印技术面临三方面的技术问题：稳健性、不可见性和保密性。稳健性指的是在嵌入信息的同时又不损坏原作品的品质。这样既保证了商品的高品质，同时也保护了作者的利益。不可见性反映的是在人类可感知范围内的不可见。其宗旨是在可行范围内，通过对原作品的略微改动以达到目的。保密性，在数字水印中所探讨的安全问题与以往的信息安全领域范畴有着些许差异，通常的信息安全中只要窃取方没有得到其中的信息就可认定为安全。对于被保密的信息是否被损坏和丢失并不过分关注。但是对于数字水印，这一点却至关重要。被保密信息的丢失和损害和丢失意味着水印功能的失效，这对于产权方是不愿意看到的。
二、数字水印的分类
根据所针对的分类出发点的迥异，可以得到不同切面的分类方式。以下是典型的几类分类方式：
（一）依据水印自身的特性，可以将数字水印分为可见水印（Visible watermarking）和不可见水印（Invisible Watermarking）。可见水印指的就是可以被肉眼所看到的水印，其与商品上的商标具有相同的功能；不可见水印，是当前研究的热点领域，在图像中嵌入肉眼不可见的水印，如版权水印，用以应对发生版权纠纷时，对商品的归属作出仲裁，从而保护产权人利益不受到侵害。不可见水印主要包括：脆弱数字水印、鲁棒脆弱水印以及半脆弱数字水印。
（二）依据水印算法应用要求，可以嵌入的载体数据类型，可以将数字水印划分为多种基于载体的数字水印算法，但是，随着当今社会计算机通信技术的快速更新，以及互联网的蓬勃发展，于是又会涌现出各种新的载体类型，进而也应该有其所对应的水印方案，使得该课题能够顺应时代的需求，与时俱进。
（三）依据当前现有的检测手段，即接收方接收到从信道中传播过来的含水印数据后，进行检测时所需要的数据，可以将数字水印划分为：需要原始载体和原始水印进行认证的数字水印，即非盲水印（Nonblind Watermarking）；需要原始水印进行认证的数字水印，即半盲水印（Semi-nonblind Watermarking）；以及两者都不需要的数字水印，即（Blind Watermarking）。
（四）依据需要嵌入载体数据的水印所表示的内容，可以将数字水印划分为：无意义的水印、有意义的水印。顾名思义，有意义水印指的是待嵌入的水印，代表了某种可识别的数字对象（如图像或音频片段）；无意义水印仅用简单的序列号，或者随机生成数串来进行标识。由于其本身的无意义性，当序列出现错误时将会干扰水印的检测。
（五）依据目前通用的算法中水印需要嵌入的位置，大致可以将数字水印划分为以下两种：空域数字水印和变换域数字水印。前者是在信号载体的各像素中直接进行叠加，而后者则是通过各种不同的变换域，将载体数据进行变换后，选择合适的系数，然后嵌入水印信息。
三、数字水印的应用
在数字水印技术刚刚兴起的时候，这一课题领域的提出，是为了进行版权标识等用途，近年来，由于当今社会计算机通信技术的快速发展，以及互联网技术的蓬勃发展，人们于是又发现了其越来越多的用途，及各式各样的应用场景。目前，数字水印已经成为信息安全领域中极其重要的研究方向，同时也隐藏着广泛的应用前景和无限的商机。现在，数字水印的主要应用领域可以分为以下几种。
（一）用于保护数字产品等相关作品的版权。这一点是毋庸置疑的，因为数字水印技术这一课题领域的提出，当初就是为了实现这一应用目标的。目前，其用在保护数字产品等相关作品的版权方面，已经有越来越多的潜在的应用市场了。数字作品的版权拥有者，可以通过在版本中嵌入水印。如果遇到版权纠纷，或是被盗版侵害的情况时，可通过从水印图像中提取的水印信息作为有力证据，从而达到打击盗版的目的，也可以用来上交给法院等相关机构进行仲裁，从而保护自己的合法利益，并可以有效的抵制盗版行为屡屡发生的情况。
（二）用于作为数字指纹嵌入数字作品当中。这一应用目标是基于，很多数字产品，甚至解密后的数字产品，都有可能被任意散步和非法复制，版权拥有者可以将各种不同的数字水印，嵌入每种不同的数字产品中，我们可以形象的将其称为“数字指纹”。要是遇到了没有经过准许的任意拷贝，就可以通过提取载体中的“数字指纹”，来进行版权所有的检测和保护。
（三）用于对数字产品的内容进行鉴定和完整性校验。这一条应用可能是数字水印技术中，应用最广泛的场景了。与加密技术不同，水印技术的优势在于内容和鉴定的不可割裂性。特别是在保护知识产权中，商品常常受到蓄意修改和伪造。这个优点就显得尤为重要。在对嵌入水印信息的对象经行鉴定时，要提供唯一密钥，用以帮助信息的提取。然后再对结果进行鉴定操作，以判定是否保持着原内容的完整性。基于这样的特性，在数字商品和电子商务领域其得到了广泛的使用。
（四）注解与题目的标识。注解和题目可以嵌入到载体数据中，从而有效标识数字作品的有关信息，接收方从信道中接受到含有水印的数据产品，提取水印特征后，就可以很方便的获取到这些有用的信息。
（五）用于隐藏标识和内容标识。在此类应用中，将数字作品的内容标识，嵌入到载体数据中，从而可以为作品提供更加相近的内容。水印技术用于隐藏信息，可在工业、医药等其他众多领域得到有效地运用。
（六）用于内容选择性保护。知识产权拥有者或授权者可能希望有限制的其数字商品，以吸引更多的顾客的眼球。同时又要谨防不法者把其用于商业目的而牟利。针对这样的问题，可通过嵌入具有难擦洗和可感知的水印，以杜绝此类情况的发生。
（七）用于进行篡改标记。在日益竞争的社会中，许多不法分子通过对一些信息的伪造以达到其目的，特别是当数字产品作用于在法院、新闻、商业以及医学上，篡改标记的应用显得尤为重要。篡改标记的作用，简而言之就是确定载体数据是否已经被外界恶意改动。通常的做法就是将载体数据的信息分割成块，对各个分块中嵌入水印，最终对分块中的信息进行提取，以便于达到完整性检测的目的。
（八）用于限制非法拷贝。在出版发行领域，随着计算机的普及，拷贝成了一种简单而又快捷的信息共享方式。但是对未授权的资源进行拷贝其实是变相的盗版行为。为了禁止未授权的拷贝。必须要提出一种手段来限制这样的行为。一种典型的应用就是在数字产品中嵌入数字水印。在进行此类操作时先进行水印的辨识，以确定该操作是否被授权。这样就可以在一定程度上限制使用，从而防止盗版团伙的屡屡发生。
水印技术的需求，因应用的目的不同而异，必须要使用有针对性的方案。通用的方案是很难满足众多要求的。所以水印算法也常常带有特定领域的印记。本文中所述的主要是针对）是针对认证和完整性校验、内容保护以及篡改提示而设计的。
四、结语
尽管目前，针对数字水印这一课题领域，人们已经做了大量的研究工作，并且已有相应的研究成果。但是，数字水印技术在互联网信息技术，和计算机通信技术飞速发展和得到普及应用的今天，仍然具有非常广泛的研究价值。
参考文献：
[1]张静.数字图像认证技术[J].计算机科学,2003
[2]谭铁牛,刘瑞祯.数字图像水印研究综述[J].通信学报,2000,21(8):46-52