數字水印的研究現狀與發展

夏文財

摘 要 信息網絡技術的迅速發展，促進了數字圖像水印技術的不斷創新，使數字水印技術的應用領域越來越廣泛。如何確保通信網絡中的數字信息安全，防止秘密信息泄漏，已成為電子商務領域亟待解決的問題。本文對數字水印在國內外發展現狀進行和應用進行了簡要介紹。

關鍵詞 數字水印 信息安全

中圖分類號：TP393 文獻標識碼：A

數字水印技術不僅在信息安全方面具有重要地位，而且還具有較好的經濟前景。到目前為止，已經有一大批國內外的專家學者對數字水印技術進行了大量的研究和探索。1994年召開的圖像處理國際會議最早提出了數字水印的概念，第一屆國際信息隱藏學術研討會于1996年5月在英國劍橋牛頓研究所召開，標志著信息隱藏學的正式誕生，同時數字水印技術得到了迅速發展。

1數字水印的發展現狀

目前，國外許多大學、研究機構和公司非常重視對數字水印技術進行的研究，定期組織召開專門的國際學術研討會進行學術交流。其中，具有代表性的有麻省理工學院、劍橋大學、伊利諾斯大學和明尼.蘇達大學等院校；美國陸軍研究實驗室和空軍研究所等實驗室；IBM公司、微軟公司、朗訊公司、CA公司、Sony公司和菲利浦公司等著名軟件公司也對數字水印進行了大量的研究。從20世紀90年代末期開始，數字水印系列的相關產品相繼出現在市場中。在圖像數字水印方面，美國的Digimarc公司最先推出了一款商用水印軟件，Adobe公司將該軟件應用到Photoshop和CorelDraw圖像處理軟件中。AlpVision、Signum和MediaSec等公司隨后也推出了自己的數字水印系列的相關產品。

在國外數字水印技術發展的同時，國內一些研究單位和高校也紛紛投入到數字水印的研究中，其中北京郵電大學的楊義先、鈕心忻等，哈爾濱工業大學的孫圣和、牛夏牧、陸哲明等，天津大學的張春田、蘇育挺等，中國科學院自動化研究所的劉瑞禎、譚鐵牛等都在該領域做了一些開拓性的研究工作。2013年10月，在西安武警工程大學舉辦的信息隱藏技術暨多媒體信息安全研討會是國家舉辦的第11屆信息隱藏技術研討會（CIHW），重點討論了如何促進數字水印技術的發展和在各個領域的應用。會議的召開促進了學科間的交流及水印技術的研究。國家自然科學基金，“863計劃（國家高技術研究發展計劃）”，“973項目（國家重點基礎研究發展規劃）”等項目都將數字水印技術納入其中。國內已經有一些公司加入到生產水印產品的行列中，其中，上海阿須數碼有限公司和宇飛信息工程有限公司在水印產品的生產中業績突出。盡管這些公司開發的水印軟件還存在一些問題，不夠完善，但水印公司的創辦標志著數字水印技術在國內的研究已開發、應用到實際工作中，推動了國內水印技術的進步。如今，國際間的文化交流與技術合作促進了國內數字水印技術的發展，可以說結合國情，國內數字水印技術的研究已形成了自己特有的思路。

盡管在數字水印研究方面做了大量工作，取得了豐碩的研究成果。但是，縱觀數字水印技術領域，許多問題并未得到較好的解決，主要表現在以下幾個方面：

（1）數字水印的理論體系不完善。對基礎理論的研究不夠深入，未形成完整的理論體系和標準化的基本原理和基本方法。

（2）水印系統的評價方法不規范。在對水印系統進行評價時，仍未具有公認的水印評價標準，無法對水印系統進行合理的評價和公正的比較。

（3）水印系統的抗攻擊能力有待提高。隨著水印技術的發展，水印的攻擊方法也各式各樣，如果數字水印的產品在應用中存在缺陷，攻擊者就能輕易地破解水印算法或破壞水印，達不到設計水印系統時的預期效果。

（4）水印距實際應用仍有差距。在水印技術與其它技術相結合的基礎上，加快水印的研究與開發，使之較好地應用到實際工作中。

隨著水印研究的不斷深入，水印系統存在的問題也會隨之出現，而且隨著水印系統的不斷完善，對水印系統的攻擊方式也可能有多種變換，為應對各種攻擊手段，水印系統需要不斷改進。相信隨著研究的深入，數字水印技術一定能在更廣闊的領域得到應用。

2數字圖像水印技術在生產生活中的應用

隨著電子商務的興起和互聯網技術的發展，通信網絡中數字信息的傳輸安全和真偽鑒別正面臨嚴峻的挑戰。將數字圖像水印技術應用于商務通信網絡，能有效保證重要信息的安全。數字圖像水印在電子商務中應用主要有以下幾方面：

2.1版權保護

在數字圖像中加入用于識別版權的信息，能有效證明數字圖像的版權所有，避免產生版權糾紛。加入的版權信息也能讓收到圖像的一方確認圖像的來源和安全性，對圖像進行真偽鑒別，判斷圖像的真實性。

2.2內容認證

在數字圖像中加入用于內容認證的數字水印，以便在使用時對該圖像進行內容認證，確認圖像的內容是否完整。若發現圖像已被篡改，則根據數字水印的特性對篡改進行定位或恢復，并判斷被篡改的圖像是否影響圖像的使用。

2.3操作跟蹤

在圖像中加入可以用來記錄操作的水印，以便查找圖像的操作過程中是否存在違規行為，水印可將圖像從創建開始的所有操作一一列出。

2.4拷貝控制

在圖像中加入用來拷貝控制的水印，以便在圖像拷貝時，先確定該圖像是否能夠被拷貝，再確定拷貝設備是否具有拷貝該圖像的權限。當全部符合條件時才能拷貝，嚴格控制數字圖像的拷貝，可防止圖像的任意傳播。

2.5隱蔽通信

將秘密信息嵌入到公開的數字圖像中，并在公共網絡上進行傳輸，利用數字水印的不可見性，使嵌入秘密信息的數字圖像在視覺上不會有明顯的差異，以便攻擊者不易發現嵌入在數字圖像中的秘密信息，若對信息進行加密，即使秘密信息被惡意第三方發現，也不能輕易地被檢測和破譯。

參考文獻

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