淺談如何保護(hù)數(shù)字媒體版權(quán)

摘 要：本文分析了數(shù)字水印技術(shù)的特點(diǎn)，探討了實(shí)現(xiàn)數(shù)字水印的有效應(yīng)用需要解決一些問題，研究了評(píng)價(jià)數(shù)字水印技術(shù)的優(yōu)劣方法，為提高保護(hù)數(shù)字媒體版權(quán)奠定了基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：數(shù)字水印技術(shù)；水印的檢測(cè)技術(shù)；安全性

中圖分類號(hào)：TP393 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-7712 （2013） 14-0000-01

在現(xiàn)代社會(huì)生活中，隨著網(wǎng)絡(luò)和數(shù)字技術(shù)的快速發(fā)展與普及，通過網(wǎng)絡(luò)向人們提供的數(shù)據(jù)服務(wù)也會(huì)越來越多，如數(shù)字圖書館、數(shù)字圖書出版社、數(shù)字電視、數(shù)字音頻、數(shù)字新聞等，這些服務(wù)提供的都是數(shù)字產(chǎn)品，數(shù)字具有易修改、易復(fù)制、易竊取的特點(diǎn)，因此，數(shù)字知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)就成為基于網(wǎng)絡(luò)數(shù)字產(chǎn)品應(yīng)用迫切需要解決的實(shí)際問題。

傳統(tǒng)的加密技術(shù)無法有效地解決數(shù)字產(chǎn)品的盜版問題，若采用傳統(tǒng)的加密技術(shù)，密文只存在于通信信道或送達(dá)最終用戶之前，當(dāng)密文形式的數(shù)字產(chǎn)品送達(dá)用戶后，必須授權(quán)用戶解密并使用，一旦被解密，數(shù)字產(chǎn)品就完全變成明文，此時(shí)媒體提供者就無法制約合法用戶的非法拷貝與再次分發(fā)。

一、數(shù)字水印技術(shù)的特點(diǎn)

數(shù)字水印是指嵌入在數(shù)字產(chǎn)品中的、不可見的、不易移除的數(shù)字信號(hào)、可以是圖像、符號(hào)、數(shù)字等一切可以作為標(biāo)識(shí)和標(biāo)記的信息，其目的是進(jìn)行版權(quán)保護(hù)、所有權(quán)證明、指紋（追蹤發(fā)布多份拷貝）和完整性保護(hù)等。版權(quán)保護(hù)數(shù)字水印包含數(shù)字產(chǎn)品的出處和版權(quán)所有者標(biāo)識(shí)等，能夠?yàn)榘鏅?quán)擁有者提供版權(quán)證明，在版權(quán)糾紛中維護(hù)版權(quán)所有者的合法權(quán)益。這就像給視頻信號(hào)、音頻信號(hào)或數(shù)字圖像貼上了不可見的標(biāo)簽，用以防止非法拷貝和數(shù)據(jù)跟蹤服務(wù)，提供商在向用戶發(fā)送產(chǎn)品的同時(shí)，將雙方的信息代碼以水印的形式隱藏在作品中，從理論上講這種水印應(yīng)該是不能被破壞的。當(dāng)發(fā)現(xiàn)數(shù)字產(chǎn)品在非法傳播時(shí)，可以通過提取出的水印代碼追究非法傳播者的法律責(zé)任。

注：數(shù)字水印技術(shù)與信息隱藏技術(shù)具有很多共同的特點(diǎn)，都是采用信息嵌入的方法，可以理解為信息隱藏概念更大，數(shù)字水印技術(shù)是隱藏技術(shù)的一種，但通常講到的信息事隱藏（狹義上）是隱秘和保護(hù)一些信息傳遞，而數(shù)字水印是提供版權(quán)證明和知識(shí)保護(hù)，二者目的不同，因此在本書中加以區(qū)別講解。

數(shù)字水印能夠證明和鑒別版權(quán)所有者身份，具有較強(qiáng)的證明能力和說服力，數(shù)字水印應(yīng)具有以下特點(diǎn)：

（1）魯棒性：指嵌入數(shù)字水印的媒體在受到無意損害或蓄意攻擊后，仍然能夠提取數(shù)字水印，如加入圖像中的水印必須能夠承受施加于圖像的變換操作（如加入噪聲、濾波、有損壓縮、重采樣、D/A或A/D轉(zhuǎn)換等），不會(huì)因變換處理而失去，水印信息經(jīng)檢驗(yàn)提取后應(yīng)清晰可辨。

（2）不可見性（透明性）：數(shù)字水印不應(yīng)影響主媒體的主觀質(zhì)量，如嵌入水印的圖像不應(yīng)有視覺質(zhì)量下降，與原始圖形對(duì)比，很難發(fā)現(xiàn)二者區(qū)別。

（3）安全性：數(shù)字水印的應(yīng)能抵御各種攻擊，必須能夠唯一地標(biāo)識(shí)原始圖像的相關(guān)信息，任何第三方都不能偽造他人的水印信息。

二、實(shí)現(xiàn)數(shù)字水印需解決的問題

實(shí)現(xiàn)數(shù)字水印的有效應(yīng)用需要解決一些問題，如消除在視頻保護(hù)中數(shù)字水印與視頻的相互影響，在版權(quán)保護(hù)系統(tǒng)中建立合理的數(shù)字水印協(xié)議等。此外，數(shù)字水印技術(shù)更注重嵌入信息與載體的完整性和魯棒性，數(shù)字水印的抗攻擊能力是其關(guān)鍵性能指標(biāo)，某些攻擊（如幾何變換攻擊、灰度直方圖調(diào)整等）對(duì)于數(shù)字水印攻擊還是非常有效的。

數(shù)字水印技術(shù)將一些標(biāo)識(shí)信息（即數(shù)字水印）直接嵌入數(shù)字載體（包括多媒體、文檔、軟件等）當(dāng)中，但不影響原載體的功能或使用，也不容易被人的知覺系統(tǒng)（如視覺或聽覺系統(tǒng)）觀察或注意到。

嵌入數(shù)字水印，即按照特定的嵌入算法將數(shù)字水印嵌入宿主（圖像、音頻、視頻等）中，輸入水印、要保護(hù)的載體數(shù)據(jù)，以及密鑰（對(duì)稱密鑰或公鑰），輸出嵌入水印的數(shù)據(jù)。數(shù)字水印的提取（檢測(cè)）：在需要時(shí)將數(shù)字水印提取出來，以證明媒體的版權(quán)歸屬或識(shí)別版權(quán)所有者身份。進(jìn)行檢測(cè)水印時(shí)，輸入原始水印或原始數(shù)據(jù)、測(cè)試數(shù)據(jù)、對(duì)應(yīng)密鑰，輸出水印或可信度測(cè)量值。

三、評(píng)價(jià)數(shù)字水印技術(shù)的優(yōu)劣

在版權(quán)保護(hù)應(yīng)用領(lǐng)域，數(shù)字水印技術(shù)的評(píng)價(jià)指標(biāo)通常包括兩個(gè)方面：（1）魯棒性，數(shù)字水印算法的魯棒性基于攻擊測(cè)試評(píng)價(jià)，常見的對(duì)數(shù)字水印的攻擊包括低通濾波、添加噪聲、去噪處理、量化、幾何變換（縮放、旋轉(zhuǎn)、平移、錯(cuò)切等）、一般圖像處理（灰度直方圖調(diào)整、對(duì)比度調(diào)整、平滑處理、銳化處理等）、剪切、JPEG壓縮、小波壓縮等，通常通過計(jì)算歸一化相關(guān)度量提取出數(shù)字水印和原始數(shù)字水印的相似程度，以此衡量數(shù)字水印的魯棒性；（2）不可見性，數(shù)字水印的不可見性有兩個(gè)方面的含義，一方面指數(shù)字水印的不可察覺性，另一方面指數(shù)字水印不影響宿主媒體的主觀質(zhì)量。數(shù)字水印的隱蔽性一般峰值信噪比PSNR來衡量。

對(duì)數(shù)字水印的攻擊。盜版者攻擊數(shù)字水印的目的是通過數(shù)字產(chǎn)品的少量處理，在不影響數(shù)字產(chǎn)品使用價(jià)值的前提下，破壞作為版權(quán)標(biāo)識(shí)的數(shù)字水印，使版權(quán)所有者失去維護(hù)自己合法權(quán)益的依據(jù)，從而牟取利益。所以盜版者對(duì)數(shù)字水印的攻擊一般會(huì)力求不影響數(shù)字產(chǎn)品的質(zhì)量，否則盜版者也無法獲得利益。

四、水印的檢測(cè)

水印檢測(cè)狹義上指檢測(cè)器通過一定的方法判斷載體數(shù)字產(chǎn)品中是否含有數(shù)字水印，而水印提取是指檢測(cè)器通過一定的方法將數(shù)字產(chǎn)品中的數(shù)字水印信息提取出來。水印提取追求盡可能地獲得原始的水印信息，而水印的檢測(cè)目的是判斷水印的有無，或判斷水印符合度。從廣義上講，這兩種技術(shù)都可以稱為水印的檢測(cè)技術(shù)。一般意義上，檢測(cè)技術(shù)應(yīng)考慮以下問題：水印信號(hào)本身的特性，水印信號(hào)的類型、安全參數(shù)等確定性參數(shù)，及強(qiáng)度、冗余度、概率分布等各種統(tǒng)計(jì)特性；水印傳輸、使用過程中遭受的噪聲等無意攻擊對(duì)原水印信號(hào)的影響，以及非法篡改、去除等惡意攻擊對(duì)原水印信號(hào)的影響；水印信息與載體文件的疊加方式，即特定的水印嵌入技術(shù)。

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