探究數字水印技術在檔案安全保護中的應用

鄒寧寧

（中共鞍山市千山區委綜合事務保障中心，遼寧 鞍山 114041）

引言

隨著世界信息技術的不斷發展，人們的電子檔案越來越多，電子檔案為人類帶來了極大的便利，人類檔案記錄的形式也隨之發生變化，電子信息技術為人類檔案儲存帶來了便利，但同時也對檔案的安全性帶來了一定的風險，傳統未經加密處理掉電子檔案非常容易被篡改，而且還無法追溯，從而使檔案的完整性缺失。近些年隨著數字水印技術的發展，從而對電子檔案起到一定的保護作用，本文主要對數字水印技術在檔案保護中的應用進行了分析。

一、數字水印技術研究現狀

人類檔案記錄了人類的歷史和文化，檔案對人類的發展具有不可磨滅的作用，檔案是不可再生，一旦破壞就無法再恢復，隨著時代的發展人類記錄檔案的媒介也不盡相同。隨著世界進入信息化時代，電子檔案的應用已經成為現代的主流，電子檔案為人類帶來了極大的便利，同時也來了一定的風險；電子檔案使不同媒體之間的任意復制、信息的交換、數據處理的方便和快速傳輸等因素，不再局限于時間和地域對檔案信息的利用和傳播；這將導致更多的版權糾紛和安全風險，成為數字檔案開放和交換的最大障礙。

傳統的電子檔案自身不被防護作用，這就導致檔案及其容易受到損害，而數字水印的出現，不僅能夠對電子檔案進行保護，而且還具有簽名的工作，數字水印技術可以將一些身份信息直接嵌入到數字媒體中，以傳遞或評價內容的創造者、購買者、秘密信息等，它是實現版權保護的有效途徑，是信息技術領域的一個重要研究部門和方向。

數字水印技術是現階段較為安全的一種電子檔案保護方式，是一種可靠性較高，安全性強的防護手段，隨著我國信息技術的不斷發展，我國在數字水印方面也取得了一定的發展，數字水印技術作為檔案保護與版權保護的手段，在全國得到了認可。

二、數字水印技術的相關理論

（一）數字水印簡介

數字水印是一種新型的防偽手段，它利用數字檔案中存在的隨機性與沉余數據，將數字水印通過某種形式嵌入到電子文檔中，但不會應當軟件或檔案的正常使用與查閱，也不容易讓人們發現，是檔案無法擅自被更改，從而達到一種隱藏在檔案背后的目的，使檔案管理者能夠根據數字水印技術辨別檔案的真偽，及保護數字檔案的完整性。

嵌入水印技術可以是嵌入第一段文字、圖片或者其他不易察覺的信息，數字水印技術能夠與原始文件緊密結合，不易分離，同時還能夠防止被隨意篡改；水印信息檢查需要利用專業檢測器或軟件才能發現，通過確認隱藏在數字載體中的信息還可以判斷文件是否篡改過哪些內容，因此數字水印技術已經成為信息安全研究領域發展較快的一項技術。

現代數字水印技術中已經應用了奇異值分解技術，奇異值有兩個重要的特點，一個是具有幾何特性；另一個特性是奇異值具有良好的穩定性，向圖像中加入一點小的擾動后，圖像的奇異值變化很小。

（二）數字水印技術的優點

一般來說，水印主要由水印嵌入和水印提取兩部分組成，數字水印作為信息安全領域的重要安全工具，在版權保護、原始認證等方面取得了巨大的成功。在不同的應用場合，數字水印的實現有很大的多樣性，但也有著共同的基本模型。

數字水印技術主要具有以下四個方面的特征：

1.隱蔽性，數字水印技術具有不可見特點。這里說但不可見技術主要是指視覺上不可見與難以被檢測出來，視覺上不可見是指，通過在文本或圖片中加入水印，圖像或文本基本上不會發生變化，人類用肉眼是無法分辨出區別的；經過數字水印處理的作品，很難被使用者發現，更無法正確去除水印，只要采用專門的軟件才能提取出水印。

2.安全性，檔案的安全性是非常重要的，水印恰好能夠提高檔案的安全性，這主要是通過以下三個方面來體現的，一是水印能夠檢測到外界的刪除或改變，通過對水印進行設置外界人員難以改動；另一個是具有良好的嵌入型，即使文檔被修改還具有還原的能力，通過會設置一個秘鑰，只有特點的人員才能夠完成水印的提取。

3.強壯性

水印的強壯性又被稱為魯棒性，主要是指當人為因素更改、或無意更改檔案后，檔案仍然能夠恢復的能力，水印能夠監控到修改的項目，即使檔案的文件格式被修改，仍然容易被檢測人員提取。信號會處理包括圖像量化、有損壓縮等等。

4.可證明性

數字水印的可證明性是指，數字水印能夠對電子檔案內容起到防偽鑒別的作用，并且能監控數據的傳播、真偽等，這是當初發展數字水印技術的初衷。數字水印的可見鑒別性，要求數字水印所攜帶的版權信息能夠被唯一確定的檢測到。

三、數字水印技術的應用

傳統的數字檔案保護方式已經不能滿足對電子檔案安全的要求，新興的數字水印技術具有良好的魯棒性、抗攻擊的能力，將數字水印嵌入檔案或電子文件中能夠顯著提高電子檔案的可靠性。嵌入式的數字水印技術的附加版權保護系統，不僅解決了數字水印技術合并的功能，而且還有利于字數檔案的管理，解決數字科技檔案的訪問控制權限，實現對數字檔案的版權保護。

（一）數字水印技術在版權保護的應用

現階段，數字水印技術在版權保護方面比較受關注，特別是對于數字音樂、視頻以及電子圖片等，因人們對版權的意識越來越關注，這正充分發揮了數字水印技術的作用。因為數碼作品容易復制，容易修正，所以很難和原創作品區別開來。作者在進行創作時也可以利用數字水印技術來進行自己的版權保護，隱藏著作權標志。從而達到保護版權的目的。例如IBM 公司、Adobe 公司等都采用了這種數字水印方法來保護自己的版權。

（二）數字水印加指紋的應用

在數字文件中嵌入水印指紋信號，可以避免未經許可擅自復制、制作或發行。如果發生盜版的侵害，可以利用指紋的來源判斷電子文件的真偽。添加了這個指紋的數字水印技術通常具有優秀的不可視性、可逆性和魯棒性。同時，必須防止共同攻擊，讓多個購買者聯合起來除去產品指紋。

（三）數字水印技術在數字檔案中的保護流程

在數字歸檔信息保護過程中，為了確認文件信息是否被篡改，保證數字文件的完整性、原始性、憑證作用。將數字水印技術嵌入電子文件中，與文件一起進行歸檔、傳遞及管理。如果文件管理者懷疑電子文件有被盜用或篡改的可能性，則取出數字水印，利用脆弱性特征驗證電子文件信息的真偽。如果文件丟失了，也可以追蹤篡改者的位置。數字水印技術檢測到篡改者的任何細微變更，從而進一步對文件進行恢復。

（四）數字水印技術在檔案保護中的應用分析

因數字水印技術具有良好的藏匿性，這就使數字水印技術的應用范圍更加廣泛，其不僅僅應用于檔案保護，而且在圖像認證方面也得到了廣泛的應用。數字水印在數字檔案安全保護方面的應用可以簡單總結在以下幾方面：①圖像認證的數字水印技術，因數字水印技術是基于奇異值分解的水印系統，具有較強的抗攻擊能力，算法可以判斷所嵌入的水印信息是否有過被篡改，進而保護檔案系統的安全性、完整性等；②數字水印在數字檔案館中的保護作用，現階段數字檔案館越來越多，并且多是建設的門戶網站，在日常生活中會不斷出現被黑客攻擊的事件，這就使檔案的安全性與完整性受到了較大的威脅。在這種情況下，數字水印技術就能夠發揮其作用，引起奇異值分解的的數字水印能夠對外界的攻擊做出反應，從而引起報警，引起管理人員的注意，及時降低對檔案的損失。

現階段，我國有專門的法律條文對數字檔案文檔進行保護，但在數字水印技術持續發展是需要法律保護的內在支持，由于奇異值分解的數字水印技術中水印的不可見性較高，因此數字水印技術中的奇異值分解能夠從根本上解決數字檔案的安全管理問題，具有良好的應用前景。

結束語

綜上所述，隨著世界信息化、網絡化的飛速發展，電子檔案的發展給我們的檔案管理帶來便利，但同時也給檔案的安全性帶來了一定的風險，為了保護檔案的完整性，防止檔案信息泄露，數字水印技術是檔案管理的重要手段之一，同時數字水印技術也受到了人們和學者的廣泛關注，現代數字水印技術結合奇異值分解設計的水印算法，完善了傳統水印技術無法抵抗幾何攻擊的特點，使數字檔案的安全性得到顯著提高。