2.6内容认证技术
随着Internet的日益普及和网络技术的进一步发展和完善,多媒体的数字化传播已越来越广泛,信息发布的形式更加多样化,已达到了前所未有的深度和广度。人们借助于计算机、数字扫描仪等电子设备通过Internet发布自己的作品、重要信息和进行网络贸易等,但是随之而出现的问题是,通过网络传输数字化形式的文件和作品会使没有得到授权的人也可大规模地进行复制和传播有版权的内容,这样使多媒体作品的版权侵犯更加容易,软件和文件的非法复制,网络中信息的非法盗用和篡改也更加方便,极有可能会损害音乐、电影、书籍和软件等出版业的发展,因此,有效地保护这些数字产品的版权成为一个关键的问题,这已受到人们的高度重视。目前,这已成为国内外许多学者关注的研究方向——信息隐藏和内容认证技术研究,其目标就是将特定的信息,如版权信息和序列号隐藏到数字图像、声音、视频、文本等数字多媒体中,且不影响这些数字多媒体的视听效果,从而达到标识以及版权保护等作用。 2.6.1信息隐藏 信息隐藏指的是被隐藏的信息(水印、指纹或一段秘密消息)被嵌入到一个载体(载体CD、视频载体或文本载体等),从而得到隐秘载体,在版权标记的上下文中我们称为标记载体(CD、视频等)。这个嵌入过程是在一个通常只有作品所有者知道的秘密变量——一个密钥下进行的,嵌入标志的恢复可能需要也可能不需要密钥;如果需要密钥,密钥可能相同或起源于嵌入过程使用的密钥。
信息能隐藏在多媒体资料中,是因为多媒体信息本身有一定的冗余性,未压缩的多媒体信息的编码效率是很低的,所以可以将信息嵌入到多媒体信息中进行秘密传送,且不影响多媒体信息本身的传送和使用;另一方面由于人类视觉系统和听觉系统本身对某些信息有一定的掩蔽效应,例如,人眼对灰度的分辨率只有几十个灰度级,所以可以利用人眼和人耳的这些特点进行通信掩蔽、信息隐藏和版权保护。
图2.8是一个包含信息的隐藏和提取的系统模型。信息隐藏技术主要是信息的嵌入算法和提取算法,首先对消息作预处理,如加密、扩频和置换,然后用嵌入算法和密钥K1把预处理后的消息隐藏到载体中,得到隐秘载体S,提取时用提取算法和密钥K2从隐秘载体S中提取,再用相应的预处理方法恢复消息。其中密钥k1和K2可相等也可不等。恢复时是否需要原载体,视情况而定。
根据信息隐藏的具体应用场合不同,对技术的要求也将有所不同,对此信息隐藏技术有一些基本要求。
鲁棒性(Robustness)指隐藏算法有较强的抗攻击能力,即它必须能够承受一定程度的人为攻击,即使隐秘载体受到有损压缩处理、噪声干扰、滤波等人为破坏,也应能恢复隐藏信息。
不可检测性(Indetectability)指隐蔽载体与原始载体具有一致的特性,如具有一致的统计曝声分布等,以便使非法拦截者无法判断是否有隐蔽信息。
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