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水印技術(shù)論文范文第1篇

論文摘要：從信息論的角度，針對基于高斯噪聲信道的數(shù)字水印容量作了初步探索。在詳細(xì)闡述圖像數(shù)字水印基本原理和水印信道的構(gòu)造及生成方式的基礎(chǔ)上，針對高斯信源分布具有最大的不確定性、能夠在所有的二階隨機(jī)分布中提供最大信息熵的特點(diǎn)，重點(diǎn)分析了在高斯分布情況下的整個(gè)水印信道通信過程；并引入平均互信息理論，給出了基于高斯的水印信道容量的最大通信速率；同時(shí)分析了加性噪聲信道下的容量問題，將高斯分布擴(kuò)展到了非高斯分布，給出并優(yōu)化了容量計(jì)算表達(dá)式，同時(shí)利用MATLAB軟件工具給出了非高斯信源水印容量與受限失真度的二維和三維關(guān)系仿真曲線；最后結(jié)合實(shí)際給出了結(jié)果分析。

論文關(guān)鍵詞：數(shù)字水?。恍诺廊萘?；高斯噪聲信道;攻擊信道；信息論；

0引言

數(shù)字水印可視為通信理論的一種應(yīng)用[2]。隨著對數(shù)字水印算法可靠性要求的提高，目前的數(shù)字水印不論在數(shù)學(xué)理論上和技術(shù)上均不成熟，對數(shù)字水印系統(tǒng)的公式描述仍然沒有統(tǒng)一的定論，在數(shù)字水印系統(tǒng)最終性能方面存在較多的不確定性[1,7,8]。這些均可以從信息論的角度上尋求解決出路。

數(shù)字水印系統(tǒng)分為水印嵌入編碼，攻擊信道，和水印譯碼三個(gè)模塊。這里，我們對一般數(shù)字水印模型提出了改進(jìn)，在水印嵌入之前加入待嵌入信號預(yù)處理，給出了對于水印通信模型的更加恰當(dāng)?shù)拿枋?，如圖1。

根據(jù)改進(jìn)系統(tǒng)框圖，數(shù)字水印的實(shí)施過程可分為如下步（只考慮圖像水?。?/p>

（1）密鑰生成：在進(jìn)行水印處理之前，隨機(jī)密鑰經(jīng)偽隨機(jī)信號發(fā)生器生成，并在編碼和譯碼端可知；該密鑰與待嵌入消息M和原始載體信宿相互獨(dú)立。

（2）形成水印信號：通過一預(yù)處理器對消息M作壓縮或編碼預(yù)處理，同時(shí)還可利用原始載體信宿提供的邊信息進(jìn)行預(yù)編碼，保證水印的唯一性，改善誤碼率，提高通信容量。

（3）水印嵌入：待嵌入消息水印信號M通過某種算法，與密鑰進(jìn)行相關(guān)處理，被嵌入長為N的載體序列中，生成的圖像水印可表示為，且。

（4）攻擊信道：該生成水印在傳輸過程中將會(huì)受到惡意攻擊導(dǎo)致其中的W信號被去除而生成被修改的信號。

（5）提取或檢測水?。航柚驾d體圖像（私有水印或非盲水?。虿灰蕾囋菆D像（公開水印或盲水?。孟嚓P(guān)接收機(jī)、匹配濾波器、最大后驗(yàn)概率譯碼規(guī)則（MAP）來提取或檢測水印。1、信道容量的數(shù)學(xué)分析

水印的信道容量是所有可達(dá)速率的上限。根據(jù)理論分析表明[1,7,8]，它由如下三個(gè)參量決定：嵌入失真,攻擊失真，以及載體信宿的概率分布函數(shù){PS}。

可以證明：當(dāng)原始載體信源的功率（方差）為，那么對于公開水印和私有水印，其信道容量均不超過。其中：首先定義區(qū)間：

，(10)

通過計(jì)算，當(dāng)時(shí)，可以得到區(qū)間為空域。當(dāng)區(qū)域非空時(shí)，定義水印容量

＝(11)

特別的，當(dāng)載體信源S滿足零均值，方差為且獨(dú)立同分布的高斯分布時(shí)，公開水印與私有水印具有相同的水印信道容量，且該容量正好等于上限。

2、信道容量計(jì)算公式的簡化

上述容量計(jì)算公式過于復(fù)雜，可進(jìn)行如下化簡，根據(jù)水印的信道容量公式(11)，我們有

＝

＝＝

=（12）

而前面(10)已經(jīng)定義區(qū)間：

，

根據(jù)上面的推導(dǎo)，可把暫看作常量，那么容量C決定于中間變量的取值，即根據(jù)適當(dāng)?shù)倪x取值得到最大化的C；但實(shí)際上由(10)式我們可以看到的取值范圍又由決定。經(jīng)過適當(dāng)?shù)募s束和簡化，最終我們可以得到

(13)

但考慮到，當(dāng)時(shí)，實(shí)際上這種攻擊對水印是完全無效的[5];因而攻擊者不會(huì)采用。所以進(jìn)一步給出攻擊失真的取值范。在小范圍失真下，即，有，所以可得到小范圍失真條件下的容量近似公式：

(14)

根據(jù)上式，我們可以看到在小范圍失真情況下，容量與載體信源的統(tǒng)計(jì)概率分布無關(guān)。當(dāng)時(shí)，根據(jù)上式，可以得到容量C=0.5bit/Symbol。

3、模型的約束性優(yōu)化和擴(kuò)展

為了更好的理解水印系統(tǒng)，簡化分析，可引入加性噪聲信道的概念。對比乘性信道，加性噪聲信道具有統(tǒng)計(jì)分布參數(shù)（如方差）簡單加的特點(diǎn)，這對模型的分析十分有利。實(shí)際上，目前關(guān)于信息論的許多研究都從加性噪聲信道分析入手[1，5]。

可以將經(jīng)攻擊偽造后的消息Y寫成如下形式：

其中，，。(15)

圖2數(shù)字水印博弈模型

根據(jù)上式，可將水印理解成一種帶有邊信息的通信博弈[2]。將理解為被傳輸?shù)男盘枺瑫r(shí)受到加性噪聲S的破壞（這里將載體信源看作相對于的加性噪聲）；S在傳輸端可知。而可以理解成一種可加性干擾信號，該信號由決定。那么，當(dāng)失真測量為簡單的差度量度時(shí)，該失真度由加在上的干擾限制決定。特別的，在本例中，因，系統(tǒng)失真由加在被傳輸?shù)纳系目偢蓴_功率決定，即功率受限。同樣的，如果，那么可加性干擾信號也是功率受限信號。

考慮信道的輸出為，其中輸入的功率受限為；S為任意的功率受限且各態(tài)歷經(jīng)的過程，并假設(shè)S僅在編碼的時(shí)候是可知的，而在解碼是是未知的。為一穩(wěn)態(tài)高斯過程，對編碼和譯碼均不可知。假設(shè)S和相互獨(dú)立，其聯(lián)合概率分布與獨(dú)立。

考慮S和均為滿足獨(dú)立等同概率分布的隨機(jī)變量；特別的，S任意分布（可以為非高斯分布），而滿足零均值，方差為的高斯分布。也為滿零均值，方差為的高斯分布，并且與S和的聯(lián)合概率獨(dú)立。同時(shí)設(shè)輔助隨機(jī)變量。那么，有

,(16)

可以證明，在條件下，隨機(jī)變量和不相關(guān)，且相互獨(dú)立。因和均為高斯分布，那么也滿足高斯分布。又因S和相互獨(dú)立，所以隨機(jī)變量與也相互獨(dú)立。這樣，可以推出如下結(jié)論：

(17)

同時(shí)，與獨(dú)立表明：

(18)

所以，綜合上述兩式，可以得出：

(19)

上式最后一等號的成立是因?yàn)闈M足零均值，方差為的高斯分布；滿足零均值，方差為的高斯分布；同時(shí)考慮的是加性噪聲，因此兩個(gè)，聯(lián)合分布的方差即為兩者方差的簡單和。根據(jù)高斯分布的熵公式[6]很容易得出上述結(jié)論。

水印技術(shù)論文范文第2篇

關(guān)鍵詞：數(shù)字水?。霍敯粜?；分形壓縮；IFS

中圖分類號：TP309 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-3044(2012)36-8763-02

數(shù)字水印技術(shù)是數(shù)字產(chǎn)品版權(quán)保護(hù)的重要手段。通過將版權(quán)信息有效合理地嵌入到數(shù)字產(chǎn)品中，在版權(quán)認(rèn)證時(shí)又能夠及時(shí)將其提取出來，從而有力地保證了數(shù)字產(chǎn)品的版權(quán)。分形壓縮[1]著眼于圖像的自相似性（或局部自相似性），以IFS(迭代函數(shù)系統(tǒng))和拼貼定理為基礎(chǔ)，對原始圖像進(jìn)行分形編碼，從而大大減少了表示圖像的信息量。該文將數(shù)字水印技術(shù)與分形壓縮技術(shù)緊密結(jié)合，使得水印的魯棒性得到了很好的提高。

1 數(shù)字水印技術(shù)

對于一個(gè)靜態(tài)圖像，對其原始信號的頻域空間（通過將原始信號進(jìn)行頻域變換），運(yùn)用某種算法加入一個(gè)水印信號，或在一個(gè)寬信道上傳送一個(gè)窄帶信號[2] ，都可以看成是數(shù)字水印技術(shù)的應(yīng)用體現(xiàn)。

如果用X表示數(shù)字產(chǎn)品的集合、W表示水印信號的集合、K 表示水印密鑰、G表示水印信號生產(chǎn)算法、E表示水印信號加入算法、D表示水印信號檢測算法，整個(gè)水印處理系統(tǒng)可用一個(gè)六元體（X，W，K，G，E，D）來描述。各個(gè)部分之間的關(guān)系可以理解成：G 利用K和X生成W，E再將W加入到X中，待到需要時(shí)，用D從已加入水印信號的X中提取出W，進(jìn)而對數(shù)字產(chǎn)品的版權(quán)進(jìn)行認(rèn)證。

2 分形壓縮技術(shù)

分形壓縮技術(shù)主要是通過分形圖像的自相似性（即圖像的局部與整體具有某種相似性），進(jìn)而對原始圖像進(jìn)行壓縮編碼與解碼的過程。通常可分為圖像分割、分割碼本、等距變換、編碼、參數(shù)量化、解碼六個(gè)子過程（如下）：

3 分形壓縮在數(shù)字水印中的應(yīng)用

由于分形壓縮可將一幅圖像大幅壓縮，比如一個(gè)256*256像素的灰度圖像，需要65536B去存儲(chǔ)，而經(jīng)過分形壓縮，僅需3954B存儲(chǔ)空間即可。在數(shù)字圖像中嵌入水印信號的時(shí)候，通過將原始水印信號分形壓縮后，再將水印信號的分形碼嵌入數(shù)字圖像中，而非像原來那樣嵌入水印原始信號，就可將水印信息成倍地嵌入。換句話說，原來數(shù)字圖像中只有一個(gè)水印信號，而現(xiàn)在卻有多個(gè)水印信號備份，即使有局部水印信號被篡改了，也可以通過其他備份信息來加以還原，因此水印的魯棒性大大提高。

參考文獻(xiàn)：

[1] 李水根,吳紀(jì)桃.分形與小波[M].北京:科學(xué)出版社,2002.

[2] 易開祥,石教英.一種自適應(yīng)二維數(shù)字水印算法[C].中國第二次信息隱藏與數(shù)字水印學(xué)術(shù)論文,2000:108-112.

水印技術(shù)論文范文第3篇

關(guān)鍵詞：關(guān)系數(shù)據(jù)庫；數(shù)字水??；hash函數(shù)

1.引言

數(shù)據(jù)庫水印就是在數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)中嵌入水印達(dá)到保護(hù)數(shù)據(jù)庫所有權(quán)的一種技術(shù)，是近年來數(shù)據(jù)庫安全領(lǐng)域快速發(fā)展的一個(gè)重要分支。它可以借鑒多媒體數(shù)字水印技術(shù)的原理和思想，但與多媒體數(shù)據(jù)相比較，關(guān)系數(shù)據(jù)庫數(shù)字水印技術(shù)要困難很多，因?yàn)殛P(guān)系數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)還有許多特點(diǎn)：

1） 關(guān)系數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)由若干獨(dú)立元組組成，每個(gè)元組的各個(gè)字段的值是確定的，冗余很??；

2） 關(guān)系數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)行和列的順序是無序的；

3） 關(guān)系數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)經(jīng)常要進(jìn)行增加、刪除、修改。

由于關(guān)系數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)有其自己的特殊性，這些都使數(shù)字水印的嵌入和提取成為難題。因此，數(shù)據(jù)庫水印的算法考慮如下：

( 1) 魯棒性，數(shù)據(jù)庫水印能夠經(jīng)受住數(shù)據(jù)更新和攻擊；

( 2) 透明性，數(shù)字水印不能被用戶察覺，不會(huì)因?yàn)榧恿怂《绊戧P(guān)系數(shù)據(jù)的使用。

2.數(shù)據(jù)庫數(shù)字水印模型

一般數(shù)據(jù)庫數(shù)字水印模型主要包括3個(gè)算法：數(shù)字水印生成算法、數(shù)字水印嵌入算法和數(shù)字水印提取算法。

2.1數(shù)字水印生成模型

數(shù)字水印可以是文本、圖像等，想把水印嵌入到數(shù)據(jù)庫中，必須要對水印進(jìn)行預(yù)處理，把它轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制流。水印生成模型如圖1所示：

圖1 數(shù)字水印生成模型

2.2數(shù)字水印嵌入模型

數(shù)字水印的嵌入通常是把處理好的二進(jìn)制水印通過數(shù)字水印嵌入算法隱藏到數(shù)據(jù)庫的某些數(shù)據(jù)中，而不影響數(shù)據(jù)庫的使用。水印嵌入模型如圖2所示：

圖2 數(shù)字水印嵌入模型

2.3數(shù)字水印提取模型

數(shù)字水印的提取通常是利用密鑰，通過水印提取算法從數(shù)據(jù)庫中提取出水印信號，解預(yù)處理后，再恢復(fù)為原有的數(shù)字水印信號。

圖3 數(shù)字水印提取模型

3.關(guān)系數(shù)據(jù)庫數(shù)字水印算法

關(guān)系數(shù)據(jù)庫的行被稱為“元組”，列被稱為“字段”。元組是字段的集合，字段有不同的類型和取值，考慮到關(guān)系數(shù)據(jù)庫的特點(diǎn)和不破壞數(shù)據(jù)庫的使用價(jià)值，針對數(shù)值型字段值進(jìn)行數(shù)字水印。在一個(gè)數(shù)據(jù)庫里，數(shù)值型字段有1個(gè)或多個(gè)，他們的有效位數(shù)是不同的，有的有效位數(shù)多，有的有效位數(shù)少，本文采取了對數(shù)值型字段的最低有效位進(jìn)行數(shù)字水印的嵌入算法。

3.1算法描述

（1）水印預(yù)處理：將文本水印轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制并進(jìn)行糾錯(cuò)編碼處理；

（2）水印的嵌入：通過單向哈希函數(shù)HASH確定數(shù)字水印的嵌入位置，然后把二進(jìn)制水印按順序嵌入到選定元組的數(shù)值型數(shù)據(jù)的最低有效位上；

（3）水印的提取：對水印數(shù)據(jù)庫庫中的數(shù)值型字段計(jì)算函數(shù)HASH值，然后順序提取各嵌入位0、1序列，最后再恢復(fù)成水印信息。

3.2數(shù)字水印預(yù)處理

本文采用的是文本水印W，可以由各種字符組成，按照ASCII碼表將每個(gè)字符用一個(gè)字節(jié)表示，然后順序排列，得到了二進(jìn)制比特流，然后分成4組，不足的添0補(bǔ)齊。最后用海明碼對水印信息進(jìn)行糾錯(cuò)編碼。

有效的糾錯(cuò)編碼方法有很多種，最簡單也是最早的方法之一是海明碼，它保證了任意兩個(gè)編碼信息至少有3個(gè)比特不同，并可以對單個(gè)比特錯(cuò)誤進(jìn)行修正。復(fù)雜一點(diǎn)的編碼有BCH和網(wǎng)格碼，可以糾正更多錯(cuò)誤。這些編碼經(jīng)常根據(jù)符號糾錯(cuò)的方法來描述，不同編碼適合不同的錯(cuò)誤類型。例如，海明編碼處理隨機(jī)錯(cuò)誤效果較好，而BCH編碼處理突發(fā)錯(cuò)誤（連續(xù)符號群發(fā)錯(cuò)誤）效果較好。

3.3數(shù)字水印嵌入位置

數(shù)據(jù)庫的容量是巨大的，而水印信號是有限的，要嵌入水印信號的元組數(shù)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于數(shù)據(jù)庫包含的元組，因此要選擇一定數(shù)量的元組進(jìn)行水印的嵌入，以減少工作量和避免對數(shù)據(jù)庫的大量修改。數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)經(jīng)常變動(dòng)，所以要在不同情況下找到嵌入水印的元組就要對數(shù)據(jù)庫中元組進(jìn)行標(biāo)記．同時(shí)在提取水印時(shí)，使用一樣的標(biāo)記可以找到這個(gè)元組．

3.4數(shù)字水印嵌入算法

1 )將文本水印信息轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制形式；

2 )利用海明碼對二進(jìn)制水印進(jìn)行糾錯(cuò)編碼；

3 )計(jì)算HASH值ID和控制因子C，確定數(shù)字水印的嵌入位置T； 

4 )根據(jù)T的值，按照水印二進(jìn)制流的順序，將0、1代碼依次嵌入各數(shù)值型字段的最低比特位。

3.5數(shù)字水印提取算法

1 )針對數(shù)據(jù)庫中的數(shù)值型字段，計(jì)算HASH函數(shù)的值，再通過控制因子C找到嵌入水印的位置；

2 )根據(jù)水印嵌入的位置， 順序提取各嵌入位的0、1序列；

3 )根據(jù)0、1序列恢復(fù)成水印信息。 

4.總結(jié)

數(shù)據(jù)庫水印技術(shù)是數(shù)據(jù)庫安全領(lǐng)域的新生事物，雖然數(shù)據(jù)庫水印技術(shù)困難很大，研究進(jìn)展緩慢，但數(shù)據(jù)庫數(shù)字水印技術(shù)的研究具有很重要的理論意義和廣闊的應(yīng)用前景。本文闡述了數(shù)據(jù)庫數(shù)字水印的基本原理和通用模型，并具體介紹了一種基于數(shù)值型字段的數(shù)字水印算法，該算法經(jīng)實(shí)驗(yàn)證明具有較強(qiáng)的魯棒性和健壯性。

參考文獻(xiàn)：

[1 ] 彭沛夫，林亞平，張桂芳，等．基于有效位數(shù)的數(shù)據(jù)庫數(shù)字水印[ J ] ．計(jì)算機(jī)工程與應(yīng)用， 2 0 0 6．4 ， 4 2 ( 1 1 ) ： 1 6 6 -1 6 8 ． 

[2] 王樹梅， 趙衛(wèi)東， 王志成． 數(shù)字水印嵌入強(qiáng)度最優(yōu)化分析 [ J ] ．計(jì)算機(jī)安全，2007．

[3] 傅瑜．關(guān)系數(shù)據(jù)庫的數(shù)字水印模型 [ D ] ．華中師范大學(xué)碩士學(xué)位論文，2007．

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水印技術(shù)論文范文第4篇

關(guān)鍵詞：變換域 離散小波變換 音頻 水印算法

中圖分類號：TP309.7 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1007-9416（2012）11-0129-02

1、音頻數(shù)字水印

作為解決數(shù)字產(chǎn)品版權(quán)保護(hù)問題的重要手段，數(shù)字水印技術(shù)非常值得我們關(guān)注。它利用人類的聽覺和視覺特性，在保證從感覺和統(tǒng)計(jì)上都是不可察覺的情況下，往視音頻媒體里嵌入與視音頻媒體無法分開的信息，從而跟蹤視音頻媒體的使用情況，并借助相關(guān)技術(shù)手段來保證視音頻得到合法使用。

音頻數(shù)字水印的基本思想是：利用人類的聽覺特性，在保證從感覺和統(tǒng)計(jì)上都是不可察覺的情況下，向數(shù)字音頻數(shù)字產(chǎn)品中嵌入水印信息（可以是版權(quán)標(biāo)志、用戶序列號或者是產(chǎn)品的相關(guān)信息），并使得該信息一直“粘”在音頻媒體上，無法分開[1]。這樣我們就可以一直跟蹤音頻媒體的使用情況，對其版權(quán)進(jìn)行有效的保護(hù)。

2、離散小波變換概述

離散小波變換相當(dāng)于對信號進(jìn)行具有低通和高通性質(zhì)的雙通道濾波處理，其低通濾波器輸出的信號是原始信號的近似信號，高通濾波器輸出的是原始信號的細(xì)節(jié)信號。經(jīng)一次DWT變換，把原信號的頻帶分為高頻和低頻相等的兩部分，第二次變換后，低頻部分頻帶又被等分為高頻和低頻部分。在實(shí)際應(yīng)用中，大多數(shù)信號低頻部分表示的是其原始信號的特征，高頻部分和擾動(dòng)、噪音等聯(lián)系在一起[2]。如果除去高頻部分，原始信號的基本特征依然能夠保留。低頻部分表示的是其原始信號的輪廓、特征，而高頻部分往往是表示的細(xì)節(jié)。所以，我們選擇將水印嵌入到經(jīng)DWT處理后的低頻部分，來提高算法的穩(wěn)健性能。

3、水印圖像置亂

通過置亂的方法可以把要嵌入的水印圖像的像素在整體數(shù)量不變的原則下把順序打亂。通過水印圖像像素的錯(cuò)亂分布來提高水印的魯棒性。其方法有很多種，比如有、Hilbert、Arnold、幻方、混沌、圖像仿射變換等等置亂技術(shù)有很多種，從容易實(shí)現(xiàn)及計(jì)算量小的方面考慮，本論文取用基于Arnold變換的置亂方法[3]。

4、水印算法流程圖

（1）嵌入水印算法流程圖如圖1所示。

（2）提取水印算法流程圖如圖2所示。

5、算法實(shí)現(xiàn)

（1）原始音頻分段處理：設(shè)A是原始音數(shù)據(jù)，根據(jù)音頻文件類型可以把其分為兩個(gè)部分AH和AL：A=AH+AL，AH是和文件屬性相關(guān)的部分，對其可以不做處理。AL為能夠嵌入水印的部分，長度為L，若a（I）為AL第I個(gè)數(shù)據(jù)幅值，可表示為：A={a（I），0I

（2）水印圖像處理：我們選取的水印為大小為64×64的二值圖像，可表示為：M={m（I，j），0≤I＜64，0≤j＜64}m（I，j）{0，1}。將原始水印圖像的二維數(shù)據(jù)變?yōu)橐痪S數(shù)據(jù)，則處理后的水印信號可以表示為：V={v（k）=m（I，j），　k=I×64+j，k=64×64}

（3）水印置亂：為了使水印有更好的魯棒性，對嵌入的水印進(jìn)行置亂處理，在這里對圖像進(jìn)行了Arnold進(jìn)行置亂，置亂次數(shù)n，可以作為提取水印的密鑰（key）。

（4）原始音頻信號小波分解：選擇合適的小波基進(jìn)行一維小波三級分解，如公式：DL=DWT（AL）=CA3+CD3+CD2+CD1。cA3、cD3是三級分解的近似分量和細(xì)節(jié)分量，cD2和cD1是二級和一級小波分解的細(xì)節(jié)分量。由于小波分解的近似分量是信號的低頻部分，往往是最重要的，水印嵌入在這部分可以增強(qiáng)水印的穩(wěn)健性。因此，提取這部分小波系數(shù)來進(jìn)行下一步的變換。

（5）水印信號的嵌入：令CK=CA3這里通過修改系數(shù)來進(jìn)行水印的嵌入，設(shè)為嵌入水印后的音頻信號，則利用乘性規(guī)則得到如公式（1）。

（0≤k≤K） （1）

公式（1）中的a是大于0的比例因子，通過調(diào)節(jié)它的大小，在具有聽覺不可見性的同時(shí)，又能保證所水印的信號強(qiáng)度，以便能準(zhǔn)確的把嵌入的水印從音頻信號中提出，又不會(huì)影響其他系數(shù)值的大小。

（6）離散小波逆變換：以C*代替cA3，得到嵌入水印后的小波，變換可以描述為：A’L=C*+cD3+cD2+cD1，然后坐DWT變換，變換后就能得出時(shí)域中包含數(shù)字水印的音頻信號：A’L=IDWT（D’L）。將A’L替換AL就能得出最終包含水印信息的音頻：Aw=AH+A’L。

（7）水印的提取：通過排序選擇長度滿足水印長度的Csk，進(jìn)行水印提取，根據(jù)水印嵌入的位置和原始音頻信號的Ck，依據(jù)乘性規(guī)則逆向求解公式（2）可得到數(shù)據(jù)序列。

（2）

（8）逆置亂：將得到的序列{v’（k）}進(jìn)行逆置亂，得到水印信號的一維序列{v（k）}。

（9）升維處理：對水印序列{v（k）}作升維處理見公式（3），將一維的序列變?yōu)槎S的圖像：Ws={ws（I，j）=vk，0≤i≤M1-1，0≤j≤M2-1，k=I×M1+j} （3）

6、結(jié)語

本文對變換域內(nèi)，對離散小波域的音頻水印算法的進(jìn)行了研究與實(shí)現(xiàn)。利用離散小波變換和離散小波逆變換，將水印圖像經(jīng)過置亂處理后嵌入到音頻信號中并提取。筆者將該算法通過仿真軟件實(shí)現(xiàn)水印圖像的嵌入，音頻信號的小波變換，水印圖像的嵌入及提取。并且在各種攻擊下對水印的魯棒性進(jìn)行了測試。從實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析出該水印算法有較好的魯棒性。

參考文獻(xiàn)

[1]劉海燕.數(shù)字音頻水印主要算法的研究與比較[J].計(jì)算機(jī)應(yīng)用研究，2007.24（9）：136～139.

水印技術(shù)論文范文第5篇

關(guān)鍵詞：軟件水印 相干圖 圖染色 RSA加密體制

1、引言

隨著軟件產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，在計(jì)算機(jī)商業(yè)和學(xué)術(shù)領(lǐng)域，保護(hù)軟件知識產(chǎn)權(quán)免于盜版越來越重要。軟件水印 [1，2，3] 通過在軟件中嵌入隱密信息來聲稱自己的版權(quán)，對于軟件版權(quán)的擁有者進(jìn)行軟件知識產(chǎn)權(quán)的保護(hù)這是一種非常有效的機(jī)制。

在本文中， 提出了一種基于公鑰加密與圖染色的軟件水印方法，該方法將公鑰加密技術(shù)與軟件水印技術(shù)綜合應(yīng)用于軟件版權(quán)的保護(hù)和驗(yàn)證過程中，充分利用兩者的優(yōu)勢：基于圖染色寄存器分配的水印算法[4，5]無需增加任何代碼使之具有高隱蔽性，從而對于大多數(shù)的添加攻擊（Additive Attack）和變形攻擊（Distortive Attack），該算法具有很強(qiáng)的抵御能力；且對于結(jié)構(gòu)大的圖所需要的額外染色數(shù)最多為1，在不需要太多的額外開銷下，就可在圖中嵌入大量的信息。公鑰加密算法安全性高，安全性依賴于大數(shù)因子難分解；即使攻擊者提取出嵌入的信息，也很難對其解密獲得真正的作者版權(quán)標(biāo)識信息。

2、圖染色寄存器分配

寄存器分配[6]的一個(gè)重要作用是以寄存器為對象來消除復(fù)制指令，而圖染色寄存器分配是消除復(fù)制指令的一種非常好的方法。在相干圖中，如果一條指令的源和目的變量不相互作用，則可以合并這兩個(gè)變量，即可以分配同一個(gè)寄存器。相干圖中的節(jié)點(diǎn)代表變量，兩個(gè)節(jié)點(diǎn)間存在一條邊當(dāng)且僅當(dāng)它們在程序代碼中的某一時(shí)間點(diǎn)同時(shí)作用。因此，連接兩個(gè)節(jié)點(diǎn)的邊是指這兩個(gè)變量不能占用同一寄存器。對于圖染色問題描述如下：假設(shè)給定一程序的相干圖G和正整數(shù)K，對于圖G的每個(gè)頂點(diǎn)分配一個(gè)顏色，最多使用K種顏色，致使圖中相鄰的節(jié)點(diǎn)不會(huì)染相同的顏色。

3、基于公鑰加密與圖染色的軟件水印方法

將公鑰加密機(jī)制和信息隱藏的思想綜合應(yīng)用于軟件水印技術(shù)中，是軟件版權(quán)保護(hù)的一個(gè)重要內(nèi)容，基于此，為了充分利用二者的優(yōu)勢，可以將隱藏在軟件產(chǎn)品中的隱密信息用加密算法加密，然后再把加密后的信息嵌入到相干圖G中，以提高隱密信息的安全性能。這種方法中，通過對相干圖增加一些約束來進(jìn)行嵌入水印，該方法對于原相干圖G和嵌入水印的圖G’所產(chǎn)生唯一的變化是局部變量的數(shù)量。相干圖中的每個(gè)頂點(diǎn)用唯一的整數(shù)來標(biāo)識，范圍在1到|V（G）|；頂點(diǎn)索引的順序號是非常重要的.算法中用到如下一些概念：

定義1： K-colorable 如果有一染色函數(shù)F，那么圖G（V，E）可以用K種顏色來完成染色：V=（v1，v2，…，vn）有下面的屬性： （vi，vj）∈E（G）=> C（vi）≠C（vj）

定義2：順序循環(huán)模n：使用”

定義3：兩個(gè)候選頂點(diǎn)：在可染色圖G中，頂點(diǎn)vi有兩個(gè)候選頂點(diǎn)vi1∈V和vi2 ∈V的前提是： i < i1

3.1. 嵌入算法

給定一程序相干圖G（V，E）和需嵌入到G中的隱秘信息W。首先把W用RSA加密算法（論文第三部分）進(jìn)行加密后得到密文信息M，進(jìn)一步把M轉(zhuǎn)化為二進(jìn)制串為M=m0m1….嵌入到圖G中（M作為額外的約束）。

嵌入流程：

（1）利用RSA加密算法加密作者版權(quán)標(biāo)識信息W為M.相的密鑰為：公開密鑰KU={e，n}，私鑰為KR={d，n}，這些密鑰被作用于作者版權(quán)標(biāo)識信息上；且進(jìn)一步把M轉(zhuǎn)化為二進(jìn)制串為M=m0m1…；

（2）在給定的程序相干圖G中，確定頂點(diǎn)vi（1≤i≤n）是否有兩個(gè)候選頂點(diǎn)。頂點(diǎn)vi有兩個(gè)候選頂點(diǎn)vi1∈V和vi2∈V的前提是： i < i1 < i2 ≤ n，頂點(diǎn)vi， vi1，和vi2有一相同的顏色， （vi， vi2 ） E；并且 j ： i < j < i1and j ： i1 < j < i2 ≤ n，頂點(diǎn)vi 和 vj顏色不同；如果vi存在兩個(gè)候選頂點(diǎn)，則執(zhí)行（3），否則執(zhí)行（2）；

（3）根據(jù)嵌入水印比特位0或1來連接相應(yīng)的候選頂點(diǎn)。如果嵌入的比特位為0，則vi與vi1相連，否則vi與vi2相連；

（4）改變當(dāng)前被連接候選頂點(diǎn)的顏色使之與相鄰節(jié)點(diǎn)的顏色不同。

3.2. 提取算法

提取流程：

（1）通過嵌入水印算法的逆過程，從程序相干圖G和嵌入水印圖G′進(jìn)行提取水印；

（2）對提取出來的信息用RSA算法進(jìn)行解密得到作者版權(quán)標(biāo)識信息W。

4. 總結(jié)

在本文中，提出了一種基于公鑰加密與圖染色的軟件水印方法，這種方法具有高隱蔽性和安全性好的特點(diǎn)，且可證明對于結(jié)構(gòu)大的圖所需要的額外開銷染色數(shù)最多為1.

在現(xiàn)有算法的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步提高軟件水印核心算法的抗攻擊能力將是下一階段的研究工作。

參考文獻(xiàn)：

[1] W. Zhu， C. Thomborson， and F.-Y. Wang. A survey of software watermarking. In IEEE ISI 2005， volume 3495 of LNCS， pages 454–458， May 2005.