數(shù)字水印技術(shù)是國(guó)際上最新的一門信息隱藏技術(shù)。所謂數(shù)字水印技術(shù)就是將數(shù)字、序列號(hào)、文字、圖像標(biāo)志等版權(quán)信息嵌入到多媒體數(shù)據(jù)中，以起到版權(quán)跟蹤及版權(quán)保護(hù)的作用。除此之外，數(shù)字水印還在真?zhèn)舞b別、隱蔽通信、標(biāo)志隱含、電子身份認(rèn)證等方面具有重要的應(yīng)用價(jià)值。數(shù)字水印技術(shù)的研究涉及信息學(xué)、密碼學(xué)、數(shù)學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、模式識(shí)別等多種學(xué)科的研究領(lǐng)域，使得隱藏的信息更具隱蔽性、安全性，同時(shí)還具有對(duì)稱性和可糾錯(cuò)性。研究預(yù)示著數(shù)字水印具有巨大而廣闊的應(yīng)用前景，并已引起學(xué)術(shù)界、工業(yè)界和軍方的廣泛關(guān)注。
日常生活中為了鑒別紙幣的真?zhèn)?，人們通常將紙幣?duì)著光源，會(huì)發(fā)現(xiàn)真的紙幣中有清晰的圖像信息顯示出來(lái)，這就是我們熟悉的“水印”。之所以采用水印技術(shù)是因?yàn)樗∮衅洫?dú)特的性質(zhì)：第一水印是一種幾乎不可見(jiàn)的印記，必須放置于特定環(huán)境下才能被看到，不影響物品的使用;第二水印的制作和復(fù)制比較復(fù)雜，需要特殊的工藝和材料，而且印刷品上的水印很難被去掉。因此水印常也被應(yīng)用于諸如支票、證書(shū)、護(hù)照、發(fā)票等重要印刷品中，長(zhǎng)期以來(lái)判定印刷品真?zhèn)蔚囊粋€(gè)重要手段就是檢驗(yàn)它是否包含水印。
現(xiàn)今數(shù)字時(shí)代的到來(lái)，多媒體數(shù)字世界豐富多彩，數(shù)字產(chǎn)品幾乎影響到每一個(gè)人的日常生活。如何保護(hù)這些與我們息息相關(guān)的數(shù)字產(chǎn)品，如版權(quán)保護(hù)、信息安全、數(shù)據(jù)認(rèn)證以及訪問(wèn)控制等等，就被日益重視及變得迫切需要了。借鑒普通水印的含義和功用，人們采用類似的概念保護(hù)諸如數(shù)字圖像、數(shù)字音樂(lè)這樣的多媒體數(shù)據(jù)，因此就產(chǎn)生了“數(shù)字水印”的概念。所謂“數(shù)字水印”是往多媒體數(shù)據(jù)中添加的某些數(shù)字信息，比如將在數(shù)碼相片中添加攝制者的信息，在數(shù)字影碟中添加電影公司的信息等等。與普通水印的特性類似，數(shù)字水印在多媒體數(shù)據(jù)中(如數(shù)碼相片)也幾乎是不可見(jiàn)的，也很難被破壞掉。因此數(shù)字水印在今天的計(jì)算機(jī)和互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代大有可為。
數(shù)字水印能做什么
最早提出數(shù)字水印的概念與方法是為了進(jìn)行多媒體數(shù)據(jù)的版權(quán)保護(hù)。隨著計(jì)算機(jī)和互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，越來(lái)越多的藝術(shù)作品、發(fā)明或創(chuàng)意都開(kāi)始以多媒體數(shù)據(jù)的形式表達(dá)，比如用數(shù)碼相機(jī)攝影，用數(shù)字影院看電影，用MP3播放器聽(tīng)音樂(lè)，用計(jì)算機(jī)畫(huà)畫(huà)等等。所有活動(dòng)所涉及的多媒體數(shù)據(jù)都蘊(yùn)含了大量?jī)r(jià)值不菲的信息。與作者創(chuàng)作這些多媒體數(shù)據(jù)所花費(fèi)的艱辛相比，篡改、偽造、復(fù)制和非法發(fā)布原創(chuàng)作品在信息時(shí)代變成了一件輕而易舉的事情。任何人都可以輕而易舉地創(chuàng)建多媒體數(shù)據(jù)的拷貝，與原始數(shù)據(jù)比較，復(fù)制出的多媒體數(shù)據(jù)不會(huì)有任何質(zhì)量上的損失，即可以完整地“克隆”多媒體數(shù)據(jù)。因此如何保護(hù)這些數(shù)據(jù)上附加的“知識(shí)產(chǎn)權(quán)”是一個(gè)亟待解決的問(wèn)題。那么數(shù)字水印則正好是解決這類“版權(quán)問(wèn)題”的有效手段。比如以前的畫(huà)家用印章或簽名標(biāo)識(shí)作品的作者，那么今天他可以通過(guò)數(shù)字水印將自己的名字添加到作品中來(lái)完成著作權(quán)的標(biāo)識(shí)。同樣，音像公司也可以把公司的名字、標(biāo)志等信息添加到出版的磁帶、CD碟片中。這樣通過(guò)跟蹤多媒體數(shù)據(jù)中的數(shù)字水印信息來(lái)保護(hù)多媒體數(shù)據(jù)的版權(quán)。
除了在版權(quán)保護(hù)方面的應(yīng)用，數(shù)字水印技術(shù)在文檔(印刷品、電子文檔等)的真?zhèn)握J(rèn)證上面也有很大的用途，例如對(duì)政府部門簽發(fā)的紅頭文件，文件認(rèn)證的傳統(tǒng)方法是鑒別文件的紙張、印章或鋼印是否符合規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，缺點(diǎn)是無(wú)論紙張、印章或鋼印都容易被偽造。特別是印章，雖然政府部門對(duì)印章的管理和制作有嚴(yán)格規(guī)定，但社會(huì)上還是有所謂“一個(gè)蘿卜刻一個(gè)章”的說(shuō)法。這說(shuō)明傳統(tǒng)方法有著極不完善的地方。使用數(shù)字水印技術(shù)則可以有效解決這個(gè)問(wèn)題。以數(shù)字水印作為信息載體，將某些信息添加到紅頭文件中，使得文件不僅有印章或鋼印，而且有難以察覺(jué)的數(shù)字水印信息，從而大大增加了文件被偽造的難度。將數(shù)字水印信息添加到文檔中，也意味著某些信息可以在文檔中被寫(xiě)入兩次。例如護(hù)照持有人的名字在護(hù)照中被明顯印刷出來(lái)，也可以在頭像中作為數(shù)字水印被隱藏起來(lái)，如果某人想通過(guò)更換頭像來(lái)偽造一份護(hù)照，那么通過(guò)掃描護(hù)照就有可能檢測(cè)出隱藏在頭像中的水印信息與打印在護(hù)照上的姓名不符合，從而發(fā)現(xiàn)被偽造的護(hù)照。
此外數(shù)字水印還用來(lái)做多媒體數(shù)據(jù)的訪問(wèn)控制和復(fù)制控制。比如CD數(shù)據(jù)盤中秘密的數(shù)字水印信息可以有條件的控制什么樣的人可以訪問(wèn)該CD盤中的內(nèi)容。目前DVD已經(jīng)火爆國(guó)內(nèi)電子市場(chǎng)，有很多大公司開(kāi)始研究如何應(yīng)用數(shù)字水印系統(tǒng)改進(jìn)DVD的訪問(wèn)與復(fù)制控制。比如希望消費(fèi)者手中的DVD播放器允許無(wú)限制地復(fù)制家庭錄像或過(guò)期的電視節(jié)目，家庭錄像中所添加的數(shù)字水印不含任何控制標(biāo)識(shí)，電視節(jié)目里的數(shù)字水印標(biāo)識(shí)為“復(fù)制一次”、“復(fù)制多次”，而商業(yè)的視頻節(jié)目則標(biāo)識(shí)為“不允許復(fù)制”，相關(guān)的播放設(shè)備將對(duì)這些數(shù)字水印標(biāo)識(shí)進(jìn)行判別并起相應(yīng)作用。這樣就既保證了消費(fèi)者私下復(fù)制、交換節(jié)目的自由，又有效控制了商業(yè)上的侵權(quán)行為。目前全部的解決方案已經(jīng)形成，問(wèn)題是該解決方案的安全性、有效性、簡(jiǎn)潔性還需做進(jìn)一步的考驗(yàn)，暫時(shí)不能提供給DVD制造商和用戶。
數(shù)字水印技術(shù)還可以應(yīng)用于信息的安全通信。由于人們很難覺(jué)察到數(shù)字水印信息在多媒體數(shù)據(jù)中的存在，某些重要信息在傳輸?shù)倪^(guò)程中就可以隱藏在普通的多媒體數(shù)據(jù)，從而避開(kāi)第三方的竊聽(tīng)和監(jiān)控。國(guó)外報(bào)紙報(bào)道恐怖分子頭目本-拉登就利用公開(kāi)發(fā)布的數(shù)字水印技術(shù)，將給基地組織的指令通過(guò)數(shù)字水印隱藏在普通數(shù)碼相片中，然后發(fā)布到一些網(wǎng)站的BBS上，基地組織成員根據(jù)約定好的規(guī)則將數(shù)碼相片中的數(shù)字水印信息提取出來(lái)。這種做法與普通的電話通信、電子郵件通信以及加密通信相比，隱蔽性高，不容易監(jiān)控，而且很難被察覺(jué)。
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