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《中国科学院研究生院(计算技术研究所)》 2003年
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多媒体数字水印技术研究

邹潇湘  
【摘要】: 随着多媒体技术和网络技术的飞速发展和广泛应用,对数字多媒体产品的存储、处理和传输变得越来越方便和快捷,但同时也带来了数字版权的问题。采用传统的加密技术,对其进行保护是一种常用的手段,但是一旦解密,数据就不再受到保护了。数字水印技术为这一问题提供了一个有效的解决手段,它被认为是对多媒体数据进行保护的最后一道屏障。本文针对数字水印技术中的一些重要问题展开研究,主要在以下几个方面取得了一些研究成果: 1、扩频水印的水印伪造算法:扩频水印技术在进行水印嵌入时,使用了一个拟随机序列对水印信号进行调制,在水印提取时,只有使用该拟随机序列,才能提取出所嵌入的信息。我们提出了几种水印伪造算法,通过这些算法构造出一段拟随机序列,可以提取出单个、几十甚至上百比特伪造的水印信息来。为了避免这些攻击,要求拟随机序列是用某种单向的方式生成的,同时在一些情况下计算相关值时应避免采用求内积的方式,然而许多水印方案都不能保证这一点,这说明水印伪造算法对许多方案是可行的。实验结果证明了水印伪造算法的有效性。 2、公开检测扩频数字水印方案:提出了一种基于扩频的公开检测数字水印方案,为了嵌入一比特的水印信息,将拟随机序列嵌入到宿主信号中四次,而不是基本的扩频方案中的一次,水印提取时,基于宿主信号的干扰远小于每段信号中拟随机序列之间的相关性,以及拟随机序列与宿主信号是不相关的这两个前提。通过使用一个私钥和一个公钥,在宿主信号中嵌入了两类信息,即私有信息和公开信息。公钥可用于提取公开信息,私钥则可同时用于提取私有信息和公开信息,并验证公开信息的有效性。对该方案的鲁棒性进行了度量,同时,提出可以采用鲁棒散列函数等方法,来解决水印伪造的问题,实验结果证明了该方案的可行性。 3、零知识水印验证协议:对基于比特承诺和零知识证明的水印验证协议进行研究,所有权证明者采用基于扩频的对称水印技术,在宿主信号中嵌入水印;水印检测的密钥用比特承诺的形式提交给验证者,通过证明者和验证者之间的交互协议,验证者可以提取到所嵌入的水印,但无法修改、伪造或移去水印。分别提出了验证一个和多个比特水印的协议,可应用于验证嵌入在图像、音频和视频数据中的扩频水印,对协议的安全性和处理复杂度进行了分析。 4、基于LSB的水印算法:首先,提出了一种篡改检测与恢复图像水印算法,通过在图像中嵌入脆弱水印,能够检测到图像是否被篡改,并且在发生篡改的情况下,能够尽可能地恢复原始的图像数据。接下来,提出了一种随机检测视频数字水印算法,与
【学位授予单位】:中国科学院研究生院(计算技术研究所)
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2003
【分类号】:TP309

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