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数字水印与信息安全技术研究,图像水印技术在信息安全的应用

2024-04-12  本文已影响 502人 
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  数字档案馆的馆藏资源形式主要是数字信息资源,它的优势:数字资源的检索十分方便,信息传递的速度比较快,不受时间等方面的局限性,数字档案的管理可以有效提高信息管理的效率,极大的节省了信息查阅者和档案管理员的时间,此外数字信息占据的空间比较小,这样可以很好的加大档案信息的传递量,扩大信息服务对象的数量,并且还能实现异地网络对档案信息的查询。但是数字档案在储存中也会有一定损坏,本文就图像水印技术对档案数字信息资源的保护进行详细的分析。

  

  1数字水印的主要特点

  

  数字信息资源同传统的信息资源相比,数字信息资源有着传送便捷、任意修改和获取便利等特点,但是也由于以上优点,数字信息资源能够被轻易的在原作品上被轻易的被改动。这样的做法不但对原始资料造成一定的伤害,同时还会影响到原始资料归属者的利益。无论是数字档案还是传统的档案,原始性、权威性和长期的使用都是不能随意改变的,数字信息资源对恶意的篡改和复制都要有所防范和限制。这就要求数字信息资源需要一定的保护措施。

  

  2图像水印保护技术在数字档案信息资源开发中的应用

  

  2.1水印嵌入技术在格式信息中的使用

  

  针对图像文件的组织结构特点可以在图像文件中进行秘密数据隐藏。例如TIFF文件主要有文件头、参数表、参数指针表和图像的数据等部分组成。通常文件头的长度是8B,主要包含了字节顺序、标记号和参数指针表的偏移量,参数指针表的大小为12B,它主要对涉及的是图像资料的压缩类型、长短、色彩的程度和扫描密度等,以上都依照参数表中的描述顺序进行依次的排列。图像文件中隐藏的水印数据十分不容易被人察觉,也不容易被人感知,并且在图像数据资料中嵌入后对原始资料不会造成任何的伤害,文件的拷贝也不会导致隐藏的水印数据丢失。这是不可见的水印图像保护技术的一种。

  

  2.2可见水印保护技术的应用

  

  版权所有者为了明确版权的信息通常情况下都会采取这种水印嵌入方式,这样的方式可以很好的显示版权的信息。因此水印技术首先需要满足图像亮度适中的要求,其次还要保证水印可以被人用肉眼直观的看到同事还不能影响原图的视觉效果。防止由于裁剪丢失水印信息,水印信息最好能够芫整的覆盖整个原图,水印图像的大小要和所嵌入的图像特征相适应。可见水印不能被轻易的去除。嵌入、的方法要简单适度,人工嵌入对资料的干扰较小,水印信息不占用过多的空间。

  

  3图像水印保护技术的分析

  

  3.1图像乱置拟采用Arnold变换技术

  

  Arnold变换是在遍历理论的研究中提出的一种变换,原意为catmapping,俗称猫脸变换。Arnold变换直观、简单、具有周期性,使用非常方便。Arnold变换的原理是先作x轴方向的错切变换,再作y轴方向的错切变换,最后的模运算相当于切割回填操作。

  

  当然,不应该忽视的是图像加密及置乱在一定程度上增加了加密计算的复杂度和计算量,但是与非法攻击者可能花费的更大的计算量相比,图像加密及置乱仍是一种值得付出代价的、相对安全的手段。

  

  3.2数字图像的奇异值分解技术

  

  奇异值分解的两个重要特性使得其较适用于数字水印算法:

  

  (1)图像的奇异值稳定性非常好,当图像遭到小的扰动时,图像的奇异值不会有太大的变化。这一点正说明了在奇异值中嵌入水印可以提高水印的鲁棒性。

  

  (2)图像奇异值所表现的是图像的内蕴特性,即图像矩阵元素之间的关系而非视觉特性。这一点说明了改变奇异值不会产生大的视觉变化,这为不可见性提供了保障。因此,将水印信息以较小的扰动形式隐藏到图像奇异值中是切实可行的.这己在现有的各种奇异值的水印文献中得到印证。

  

  3.3小波域的数字水印加密算法

  

  水印结构。水印信息一般分为无意义水印和有意义水印。无意义水印模型的建立方法,在不同程度上克服了一般统计特征的数字水印易受非线性变换方法攻击的缺点。有意义水印构成方法在抗击剪切、缩放等几何变形攻击时,可减小查找水印的范围和复杂度,提高检测效率。

  

  为了改善水印对噪声干扰、滤波、压缩、缩放、旋转、剪切等攻击的抵抗力,拟将DWT和SVD的优点相结合,通过选择合适的水印隐藏位置与嵌入方案给出一种具有强鲁棒性的数字水印方法.

  

  利用小波与奇异值的固有性质,对原始图像进行多级小波分解,并对部分子带作奇异值分解。同时,为了保证水印的安全性,拟采用将水印置乱及对原始水印图像加密处理来保证一定的安全性,再对其进行分块离散余弦变换,然后将它嵌入到中间奇异值及其周围的部分矩阵块中。

  

  3.4由于水印嵌入的位置主要为小波分解后的低频域和高频域。

  

  3.4.1低频域水印嵌入加密算法

  

  该方法是针对原图小波分解后近似子带的系数进行水印嵌入,嵌入水印的鲁棒性强。该类方法对高频滤波、有损压缩都有较好的抗攻击性。但同时正因为低频分量直接影响着图像的质量,不可见性较差,水印嵌入容量过大会直接影响图像的视觉效果。

  

  3.4.2高频域水印嵌入加密算法

  

  高频域水印嵌入加密算法,最需要解决的就是,抗JPEG有损压缩和低通滤波的能力问题。因为这两种图象处理去除了一些高频信号,嵌入高频信息中的水印会被同时去除掉。

  

  综合以上两种优劣势,拟将水印平衡嵌入到第三层小波系数中,且在嵌入奇异值的选择上没有选择全部奇异值,也没有全部嵌入在对角矩阵中,而是避开了最大的奇异值,选择了中间奇异值部分及其周围的部分矩阵块进行嵌入,又考虑到了奇异值与各子带的特点,这样减小了对图像质量的扰动,达到算法的鲁棒性。

  

  4小结

  

  以上内容对水印技术的使用背景进行分析,在应用的基础上分析了关于水印技术的知识。安全是电子商务的核心与灵魂,任何独立的团体都不愿意将自己的敏感信息在不安全的电子商务交流中传输。数字水印技术作为重要的防伪技术,其应用的领域要不断扩大,不断对现有技术进行提高,实现其对电子商务发展的推动。

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