基于小波域的对称和非对称混合水印模型

论文摘要

随着计算机网络的迅速发展,通过因特网传输的数字产品非常容易受到非法拷贝和窜改。数字水印技术的诞生正是为了解决这个问题。而公钥数字图像水印是数字水印技术的一个分支,具有极大的应用前景,是当前研究的一个热点。本文首先分析了数字水印技术与传统加密技术的关系,总结了水印技术的优势领域和加密技术可应用到水印中的相关技术,同时,总结了水印系统的分类、鲁棒性水印的特性、水印的攻击方法。然后,本文总结了非对称数字水印(公钥数字水印)系统的当前研究方法,指出其中的不足。同时,提出了一种混合水印的方案,通过使用嵌入的公钥和私钥水印实现对称和非对称的水印提取。非对称水印允许任何人使用公钥提取公钥水印来验证一些信息。假如公钥水印被破坏,版权人可以使用对称水印提取秘密信息来证明他的版权。同时,为了解决公钥水印健壮性不高的问题,混合水印算法采用Hash函数、纠错码、小波域的临界可见误差门限等多种手段,增强了水印的鲁棒性;为了抵御解释攻击,混合水印算法引入了时间戳服务,并将混合水印算法拓展到彩色图像领域。借助Stirmark和Matlab等多种软件工具,仿真实现水印的嵌入、提取以及各种类型的攻击。使用随机选取的格式、大小相同的图像组,测试混合水印算法的虚检率。仿真实验将证实我们提出的这种方案的有效性。通过研究本水印系统的设计目标,以及实验结果,可以得出结论:在设定的工作范围下,水印系统可以基本完成目标。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 目录
• 第1章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 数字水印技术
• 1.2.1 数字水印技术的出现
• 1.2.2 数字水印分类
• 1.2.3 国内外研究现状
• 1.2.4 数字水印的优势及其应用领域
• 1.2.5 数字水印技术和加密的关系
• 1.3 公钥数字水印的出现与发展
• 1.3.1 传统私钥水印系统的安全问题
• 1.3.2 公钥数字水印和该领域前人的研究工作
• 1.4 研究意义、目标和文章的结构安排
• 第2章 混合水印算法的设计思想
• 2.1 水印攻击方法及对策
• 2.1.1 简单攻击及对策
• 2.1.2 同步攻击及对策
• 2.1.3 削去攻击及对策
• 2.1.4 混淆攻击及对策
• 2.2 水印嵌入方法
• 2.2.1 HVS特性及鲁棒性水印经验
• 2.2.2 水印嵌入方式
• 2.2.3 数字水印研究中的评价指标
• 2.3 密码学中的有益思想
• 2.3.1 散列函数
• 2.3.2 时间戳服务
• 2.3.3 纠错码
• 2.4 混合水印系统的设计思想
• 第3章 混合水印模型算法的实现原理及步骤
• 3.1 小波变换理论
• 3.1.1 一维小波变换分析
• 3.1.2 小波多分辨率分析
• 3.1.3 图像小波变换分析
• 3.2 水印的预处理
• 3.2.1 加入时间戳
• 3.2.2 取水印的HASH值
• 3.2.3 纠错编码
• 3.3 水印生成步骤
• 3.4 混合水印模型水印嵌入过程
• 3.4.1 小波域的临界可见误差门限（JND）
• 3.4.2 混合水印模型水印嵌入步骤
• 3.5 混合水印模型水印提取检测过程
• 3.5.1 公开钥数字水印系统
• 3.5.2 自适应水印恢复方法
• 3.5.3 私钥恢复
• 3.5.4 公钥恢复
• 第4章 混合水印模型水印算法的程序实现
• 4.1 水印嵌入编码
• 4.2 水印提取编码
• 4.3 对彩色图像的操作
• 第5章 混合水印模型攻击实验结果
• 5.1 水印算法的评价标准
• 5.1.1 常用的测试标准
• 5.1.2 虚检率测试
• 5.1.3 Stirmark基准测试程序
• 5.2 私钥水印的攻击测试以及实验结果
• 5.3 公钥水印的攻击测试以及实验结果
• 5.3.1 公钥水印压缩攻击
• 5.3.2 公钥水印剪切攻击
• 5.3.3 公钥水印加噪攻击
• 5.3.4 公钥水印缩放攻击
• 5.3.5 公钥水印中值滤波攻击
• 5.4 其他类型攻击
• 5.4.1 解释攻击
• 5.4.2 法律攻击
• 5.5 实验结论
• 结论
• 致谢
• 参考文献
• 攻读学位期间发表的论文