成都大青科技有限公司

CHENGDU DAQING TECHNOLOGY CO., LTD
数字水印防伪溯源控制系列

    数字化和网络化技术的迅速发展,一方面为实现信息高速无失真的传播和灵活的编辑、修改提供了便利的手段,同时也对传输中的数字化信息安全和多媒体数据库的机密信息管理提出了严峻的挑战。随着信息技术的发展与进步,各种木马、黑客的嗅探、攻击能力和制假造假能力也越来越强,在数字世界中进行破译、窃密、冒充、诈骗、盗用和篡改已变得十分容易。以现代密码学(Cryptography)为核心的传统信息安全技术已不能完全解决问题。保护电子和纸质文件内容的真实性和完整性,防止窃密、伪造、抵赖、冒充和篡改已日显重要,对新型的信息安全技术的需求也显得更加紧迫。在这种需求背景下,数字水印技术于1993年应运而生并得到了快速的发展。

    数字水印(Digital Watermarking)技术是指用信号处理的方法在数字化的媒体数据中嵌入隐蔽的标记,这种标记通常是不可见的,只有通过专用的检测器或阅读器才能提取。数字水印是信息领域的前沿技术,是信息隐藏技术一个重要研究方向。它已成为一种全新的基于内容的非密码机制的信息安全技术。它可以将数字、序列号、文字、图像标志等信息,嵌入到多媒体数据中,起到版权跟踪及版权保护作用,它也可以将一些重要的机密信息,或其他一些需要保护的机密信息等隐藏到普通的载体数据中,起到机密信息保护作用。除此之外,数字水印技术还在广播监测、所有者鉴别、版权验证、信息跟踪、内容安全与认证、拷贝控制、设备控制、产品、文印防伪、证件票据防伪、电子身份认证、保密通信及其在互联网、移动互联、物联网的应用等领域有着广阔的前景,引起学术界、工业界和军方的广泛关注与重视。

    1、数字水印技术的特性

    1)安全性:数字水印的信息是安全的,难以篡改或伪造,同时,具有极低的误检测率,当原内容发生变化时,数字水印会发生变化,从而可以检测原始数据的变更;当然数字水印同样对重复添加有强的抵抗性。

    2)隐蔽性:高水平的数字水印技术可以做到极高的隐形性,使其不可被感知,而且不影响被保护数据的正常使用和传播。

    3)鲁棒性:是指在经历多种无意或有意的信号处理过程后,数字水印仍能保持部分完整性并能被准确鉴别。可能的信号处理过程包括信道噪声、滤波、数/模与模/数转换、重采样、剪切、位移、尺度变化以及有损压缩编码等。

    4)水印容量:是指载体在不发生形变的前提下可嵌入的水印信息量。嵌入的水印信息必须足以表示多媒体内容的创建者或所有者的标志信息,或购买者的序列号,这样有利于解决版权纠纷,保护数字产权合法拥有者的利益。尤其是隐蔽通信领域的特殊性,对水印的容量需求很大。

    2、数字水印技术的优势

    1)技术独占性:用户可以享有独有的技术使用权,即同一算法不被他人使用。

    2)技术升级快、生命周期长:可根据用户需要进行量身定制,轻松实现升级换代。数字水印保持了诞生20年来无一被技术攻破的报道。

    3)稳健性强:数字水印难以被破坏或篡改,环境适应力强,性能稳定、持久。对于一般的毁损和恶意破坏,不影响水印的正常检测。

    4)分级分权管理:数字水印技术可加多层水印标识和实现多重保护,不同权限人员只能见到不同的隐藏内容。可结合密码学的私钥和公钥控制检测。

    5)技术兼容性好:与其他信息安全和防伪溯源技术互不干扰、互相兼容,可组合使用,扬长避短。

    6)跨媒体应用:数字水印技术分类应用及其广泛,被誉为跨越数字世界与模拟世界的桥梁。

    7)数字水印查验识别客观准确不受人为干扰和控制,支持互联网、移动互联网和物联网远程识别和智能控制。

    8)数字水印技术无需改变应用环境、工艺和材料,是典型的低碳、节能、环保技术。

    3、数字水印技术的创新

    ■将数字水印技术成功地运用到了数字图像、数字音频、数字视频、印刷打印、文本、条码等多媒体信息安全、防伪和版权保护上,极大的丰富了数字水印技术的应用领域,并在基于不同媒体的数字水印的嵌入和提取方法上做出了开创性的研究。

    ■创造性地提出印刷打印数字水印的嵌入、检测、提取技术,极大提高了数字水印信息提取的可靠性和抗攻击能力,为数字水印技术在印刷出版行业和电子政务、电子商务领域的大规模应用打下良好的技术基础。

    ■提出企业级数字水印第三方认证中心的技术实施方案,建立了一套基于互联网、移动互联网和物联网的数字水印认证中心系统,为数字水印技术在各行业大范围普及应用提出了科学有效的解决方案。

    ■建立全球第一个《印刷、打印的数字水印软件技术》企业标准、作为起草负责人,牵头起草了《印刷数字水印》国家标准(目前尚无国际标准、国家标准、行业标准)。

    ■借用混沌动力学中的稳定性理论,并将均匀分布序列产生的随机性非常好的整数序列作为水印信息的位置序列,保证了印刷数字水印特征集的可靠性。

    ■基于小波变换方法的使用,进一步提高了嵌入水印的隐形性和稳健性。通过在小波变换域添加水印,可以建立符合人类感觉器官的各种听觉、视觉模型,可以定量表达感官能够容许的失真,提高了数字水印的稳健性。

    ■采用双通道水印技术,将传统的基于单通道统计相关检测的可靠性提高了一个几何量级,在一定程度上还保证了水印信息的隐形性。

    ■采用基于统计相关分析的水印检测技术,该技术证明了检测过程的单向性。

    ■为加强水印信息生成过程的单向性和降低检测过程中的误检率,采用动力混沌方法产生这种基于相关统计分析所需要的随机数序列,说明了该随机数序列的随机性。

    ■针对数字水印技术应用于印刷产品的效果进行了大量的分析和实验。结果证明该数字水印技术在经过普通的打印或印刷输出后,隐藏于其中的水印信息同样可以检测,即该水印技术在水印信息经过A/D、D/A转换后,同样具有可检测性,具有较强的稳健性。

    4、数字水印技术应用领域

    1)数字水印用于印刷、打印防伪领域

    用于印刷防伪的数字水印算法不能太复杂。但须考虑印刷品防复制、破损、图案模糊、快速检测等要求。目前除了技术服务外,我公司还针对电子政务与电子商务应用开发成功了打印数字水印软件和二维条码数字水印软件系统及手机识读APP。

    ——解决了科技含量不高、升级慢、随机性差的防伪技术弊端。

    ——突出了防伪的惟一性和不可仿制性,具有高保密性和随机性。

    ——不改变视觉形象,不改变印刷工艺,不改变印刷材料与设备,不增加印刷成本的特点。

    ——打印防伪与来源跟踪数字水印系统主要用于打印文件、合同、票据、证卡防伪和单位人员通过打印手段泄漏机密文档的来源认证及追踪。

    2)数字水印用于版权保护领域

    版权标识水印对数据量的要求相对较小。其主要强调隐蔽性和鲁棒性。

    ——解决了多媒体数字标识信息的嵌入和动态标识/标注等。

    ——版权水印是不可知觉的,不影响使用、不降质。

    ——突出了版权的完整保护,易损水印可因内容的破坏而改变。

    3)数字水印用于信息安全与防伪跟踪溯源领域

    篡改提示水印主要是检测原文件信号的完整性和真实性。而隐蔽标识水印是将保密数据的重要标注隐藏起来,限制非法用户对保密数据的使用。

    ——采用以数字水印为核心的、基于内容的、非密码机制的信息隐藏技术。

    ——具有信息隐形保护、隐蔽管理、遁形传输、信息加解密和智能压缩等特性。

    ——它与信息加密技术不同。信息加密只能隐藏机要信息的内容,不能隐藏机要信息的存在;而数字水印是信息伪装的核心,在隐藏机要信息内容的同时隐藏机要信息的存在。

    4)数字名牌产品、有价证劵防伪