数字指纹与数字水印技术的比较及其在版权保护中的应用

1、第13期总第215期内蒙古科技与经济N o.13,the215th issue 2010年7月Inner M o ngo lia Science T echnolo gy&Economy Jul.2010数字指纹与数字水印技术的比较及其在版权保护中的应用徐惠萍(南通职业大学,江苏南通226007摘要:文章对数字指纹和数字水印技术进行比较的同时,介绍了这2种信息隐藏技术在数字版权保护方面的应用方法和技术手段。关键词:数字指纹;数字水印;信息隐藏;版权保护中图分类号:G258.6文献标识码:A文章编号:10076921(2010130059021术语和定义1数字指纹是利用数字作品中普遍存在

2、的冗余数据与随机性,向被分发的每一份软件、图像或者其他数据拷贝中引入一定的误差,使得该拷贝中的误差跟踪到不诚实者的一种数字作品版权保护技术。这里的术语标记是指向数字作品中引入的一个误差的位置,它可能是n个不同状态中的一个。如果存在有n个可能的误差值,我们就称标记有n种可能状态。术语指纹是指一份拷贝中的所有标记的集合。分发者是指为用户分发唯一的指纹作品拷贝的版权所有者。用户是指一个指纹作品拷贝的注册所有者。数字水印是利用数字作品中普遍存在的冗余数据与随机性把版权信息嵌入在数字作品本身中从而起到保护数字作品版权或者完整性的一种技术。可以从不同角度对数字水印技术进行分类,根据数字水印的嵌入结果将其分

3、为可感知的数字水印和不可感知的数字水印;根据数字水印被嵌入技术的不同,可将其分为时空域数字水印和变换域数字水印。目前普遍认为变换域数字水印具有更好的稳健性;还可以根据数字水印的稳健特征,将其分为稳健性水印和脆弱性水印,通常稳健性水印用于版权保护,而脆弱性水印则用于数据的完整性保护。2数字指纹和数字水印技术比较1,22.1二者的共性数字指纹和数字水印技术都是用于数字作品的版权保护,由于应用环境和要求的相似性,二者在各方面都存在许多相同的特征,这些共同性主要表现在以下方面:2.1.1隐形性。无论是数字水印还是数字指纹,向数据对象中引入的版权标记不应引起被保护作品可感知的质量退化。隐形性实际也是对被

4、保护数据对象容忍误差能力的一个要求。版权标记的隐形性是相对于被保护数据的使用而言的。不同数据对象和不同的使用环境下,对隐形性有不同的要求,其原则就是:版权标记的引入不可以降低数据对象拷贝对购买者的有用性。2.1.2稳健性。版权标记必须能够抵抗传输过程中可能受到的处理和变形,使得版权信息最终仍然能够被提取出来,达到证明作品的所有权或跟踪非法再分发者的目的。与数字水印相同,数字指纹的稳健性也主要体现在对一般信号处理、几何变换以及恶意攻击的稳健性。其实质目标就是使得攻击者无法在不破坏原作的情况下伪造出一个新的数据拷贝或者擦除版权标记。2.1.3确定性。数据拷贝所携带的版权信息能够被位移确定鉴别。对于

5、数字水印来说,这一特征使得数字水印可以判定数字作品的真正所有者。对于数字指纹来说,这一特征使得指纹能够跟踪到进行非法再分发的原始购买者。2.2二者差异作为版权标记技术的不同分支,数字指纹和数字水印相比,还存在着一些特有的性质。2.2.1数据拷贝。被同时分发给多个用户,并且每个用户都有唯一的指纹,从而具有各不相同的数据拷贝,以便发现非法再分发时可以进行跟踪。2.2.2数据量较大。数字指纹所保护的往往是录像制品、服务软件等数据量较大的对象,实际上,大数据量也是数字指纹可以使用的必要条件,因为与数字水印相比,数字指纹通常要求向数据拷贝中嵌入更长的信息,特别是在用户数量比较大的情况下,以保证每个用户都

6、具有不同的指纹。2.2.3抗合谋攻击能力。即使不诚实的用户已经达到一定数量并联合他们的拷贝,他们应该不可以通过比较这些拷贝发现有的标记。也就是说,他们的指纹必须存在一个共同的交集。实际上,抗合谋攻击的能力是衡量一个数字指纹系统的主要标准之一。数字指纹系统要求对不诚实用户具有一定的追查能力,即被非法分发的数据拷贝中会留下给未授权用户提供数据拷贝的购买者的指纹,可以据此查出该非法拷贝的来源。因此,数字指纹系统应设计为在一些合法用户参与攻击的情况下,不但无法伪造他人的指纹,跟踪系统还应能够至少鉴别出一个参与攻59收稿日期:2010-02-15作者简介:徐惠萍(1957-,女,1988年毕业于江苏省广

7、播电视大学。总第215期内蒙古科技与经济击的不诚实用户,而不会错误地判断诚实用户参与了攻击。3数字指纹和数字水印技术在版权保护方面的应用3.1在数字作品的版权保护中,数字指纹在嵌入前要进行指纹编码只有根据具体数字作品进行了数字指纹编码,采用了合适的算法和协议,该数字指纹才具有较高的鲁棒性、嵌入量以及抵抗合谋攻击的能力等特征。如果再与密码学相结合进行版权保护,则可使产品具有多层保护机制,增强了版权保护的能力。数字指纹的版权保护具体表现在以下方面:3.1.1对原创者的鉴别。将原创者的指纹(如创作者的信息及创作时间等嵌入在所创作的作品中,这种指纹要求具有强鲁棒性。即使是放在Internet上,也可鉴

8、别出作品的来源。3.1.2所有权和发现侵权者的证明。在数字作品中嵌入销售者或用户的指纹。面对盗版者,销售者就可以从盗版作品中提取指纹,根据指纹来证明己拥有该作品的版权或者通过用户指纹发现盗版者。这种指纹除要求鲁棒性和可逆性外,还可能需要多重指纹方案。3.1.3用作数据真实性鉴别。如记者用数码相机拍摄的图像,在使用这些图像前,新闻机构需要核实这些图像在拍摄后有没有进行修改或编辑。为了以后能够验证,需要在拍摄时嵌入指纹(由摄像机拍摄时自动将指纹嵌入所拍摄的图像中。使用这些图像时,如果图像上存在指纹,表明该图像拍摄后未经修改。这种指纹要求具有低的鲁棒性,即脆弱性指纹3,4,5。3.2数字作品的拷贝、

9、修改非常容易可以做到与原作完全相同,所以原创者不得不采用一些严重损害作品质量的办法来加上版权标志,然而这种明显可见的标志很容易被篡改。通过在数字作品中加入数字水印,即数字作品的所有者可用密钥产生一个水印,并将其嵌入到原始数据中,然后公开发布他的水印版本作品。当该作品被盗版或出现版权纠纷时,所有者即可利用水印提取方法从盗版作品或水印版作品中获取水印信号作为依据,以法律的手段对其进行制裁提供依据,起到保护知识产权的作用。数字水印技术并不能直接阻止拷贝行为,只能通过验证数字作品的所有权来揭露非法的拷贝或传播行为,并以法律的手段对盗版者进行制裁,间接地打消盗版者非法的拷贝或传播企图,起到保护知识产权的

10、作用。如果发生版权纠纷,可以在认证中心(CA进行数字作品的所有权验证,认证中心依据认证操作规定CPS来实施操作。具体法律凭证包括: 用时间戳可用来确保数字作品的真实性和原始性; 数字证书。用户拥有的数字证书可以有效性地证明数字作品的版权;密钥。作者在发布自己的数字作品之前,首先在其数字作品中使用密钥嵌入,用于证明版权信息的水印;!数字签名;认证令牌。对用户而言,每个认证令牌拥有特定的种子值。正是基于这一种子值和功能强大的伪随机运算法则,在指定时刻会生成一个唯一与该认证令牌对应的不可预测的令牌码,用户个人码再与令牌码组合,形成双因素口令码,通过时间同步技术将认证服务器与每个认证令牌同步。只有认证

11、服务器才能够分辨该时刻的合法口令6,7,8。参考文献1王育民,张彤,黄继武.信息隐藏理论与技术M.北京:清华大学出版社,2006.2徐献灵,崔楠.信息隐藏技术及其应用J.信息技术与标准化,2007,(3.3曹军梅,张震.新型数字版权保护技术数字指纹J.计算机与信息技术,2006,(8. 4王玉军.数字指纹的研究及其在图像版权保护方面的应用D.南京:南京信息工程大学,2007.5魏凌波.信息隐藏中的数字指纹研究D.西安:西安电子科技大学,2005.6徐恺英,班孝林,尹成义.基于数字水印的数字作品版权保护J.情报科学,2006,(7. 7陈红娟,王绪本,朱杰,等.数字水印在版权保护中的研究与应用J

12、.内蒙古石油化工,2007,(3.8张靖,翟红生.数字水印及其在数字版权保护上的应用J.中国科技信息,2006,(6.(上接第58页键,液晶显示屏左下方出现“10FF”字样(表示第一次关闭时间。再按“校星期”键、“校时”键和“校分”键,输入所需关闭的时间;按“星期”键,可设定工作模式,各种工作模式只需设定一次即可按设定的程序工作;#定时设置完毕,应按“时钟”键,使液晶显示屏显示当前时间,如果不安“时钟”键,时控开关将在30s后自动转换到时钟模式;按“自动、手动”键,可直接开、关电路,要让开关电路自动动作时,应先按动此键将显示屏下方的箭头调到“关”位置。然后再将显示屏下方的箭头调到“自动”位置,这样时控开关才能按照设定的时间工作,实现自动控制(见图2所示。3结束语BG-316T微电脑时控器,价格便宜,仅50多元,成本低、面积小