基于双重水印的电子印章系统的研究与设计

论文摘要

多媒体技术和网络技术近年来得到迅猛发展。随之而来的数字媒体的信息安全、知识产权保护和认证等问题也变得日益突出,这已成为数字世界中的一个非常紧迫的重要议题。数字水印技术是一种新兴的数字作品版权保护和防伪技术的重要手段,但是目前数字水印算法的抗攻击能力还不能完全达到应用的要求,如何提高水印算法的安全性成为目前需要解决的关键问题。本文系统分析了数字水印技术的原理、模型和分类,总结了其基本特征与典型算法,研究了衡量水印系统的技术指标和不同的水印攻击类型。以静止图像作为研究对象,结合了图像置乱、混沌等技术,提出了一种新的双重水印算法,该算法首先利用混沌和Arnold置乱技术对二值图像数字水印进行预处理,再将Arnold置乱后的鲁棒水印加载到原始彩色图像的绿色分量的离散余弦变换的中频系数中,然后将混沌置乱后的脆弱水印用LSB方法加载到之前含鲁棒水印的图像中,从而嵌入了双重水印;并能够根据原始图像提取出来水印。将双重水印算法应用到电子印章认证系统中,并进行了不可见性和相关性能的实验。实验结果表明,该算法能较好的提取出水印,鲁棒水印能有效抵抗JPEG压缩、剪切、加噪声、图像增强等攻击,具有良好的不可感知性和很强的鲁棒性,脆弱水印能反映出图像是否被篡改,具有很好的脆弱性。算法实现了电子印章的版权保护和数据完整性保护,方法简单可行,因此具有良好的实用价值。本文采用面向对象的分析与设计思想,根据提出的算法设计和开发了基于双重水印的电子印章原型系统,实现了对电子印章的水印的嵌入和提取。该系统与Windows操作系统紧密结合,操作简单快捷。

论文目录

• 中文摘要
• ABSTRACT
• 第一章 引言
• 1.1 课题研究背景和意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 课题来源和主要研究内容
• 1.4 论文结构
• 第二章 数字水印原理分析
• 2.1 数字水印的概念
• 2.2 数字水印的算法模型
• 2.2.1 数字水印的嵌入模型
• 2.2.2 数字水印的提取和检测模型
• 2.3 数字水印的分类及其基本特征
• 2.3.1 数字水印的分类
• 2.3.2 数字水印的基本特征
• 2.4 数字水印的应用
• 2.5 典型数字水印算法
• 2.6 衡量水印系统的技术指标
• 2.7 数字水印的攻击方法
• 2.8 本章小结
• 第三章 数字水印的预处理
• 3.1 伪随机数发生器
• 3.1.1 混沌系统生成伪随机数序列
• 3.1.2 二值混沌伪随机序列
• 3.1.3 混沌伪随机序列的特性分析
• 3.2 水印信号的预处理
• 3.3 基于混沌和 Arnlod 置乱的水印预处理
• 3.3.1 鲁棒水印的预处理
• 3.3.2 脆弱水印的预处理
• 3.4 本章小结
• 第四章 一种电子印章中的双重水印算法
• 4.1 基于DCT 的数字水印算法
• 4.1.1 DCT 变换的基本原理
• 4.1.2 嵌入频带的策略
• 4.1.3 嵌入水印算法
• 4.1.4 提取和检测水印算法
• 4.1.5 实验结果
• 4.2 基于LSB 的数字水印算法
• 4.2.1 嵌入水印算法
• 4.2.2 提取与检测水印算法
• 4.2.3 实验结果
• 4.3 在电子印章中的双重水印算法
• 4.3.1 电子印章及其水印特性
• 4.3.2 算法方案和实验结果分析
• 4.4 本章小结
• 第五章 原型系统的实现
• 5.1 原型系统总体设计
• 5.2 原型系统流程图
• 5.3 原型系统的功能分析
• 5.4 原型系统的实现
• 5.4.1 启动界面
• 5.4.2 主要菜单
• 5.4.3 运行实例
• 5.5 本章小结
• 第六章 结束语
• 6.1 总结
• 6.2 展望
• 参考文献
• 攻读学位期间公开发表的论文
• 致谢
• 详细摘要