第六章 计算机及网络防伪技术

第六章计算机与网络防伪技术第一节计算机防伪技术第二节计算机网络防伪技术第三节电话网络防伪技术第四节数字水印防伪技术第一节计算机防伪技术一、智能鉴别防伪技术防伪原理：利用电子计算机的智能化特点和存储器的记忆与读取容易的特点，将特定的防伪程序写入存储器，然后再经过固化、存储、读取、识别、判断，从而达到鉴别商品真伪的目的。存储器材料：半导体介质、磁介质、有机介质和光介质。

（1）首先编制一个特定防伪程序，并和厂标一起准备写入存储器。包括一个计数子程序，一个鉴别子程序，一个写程序及一个防伪自杀程序。永久的，也可以是一次性的。（2）通过编码器将编写好的防伪程序对特制的存储器进行读写、固化后存储起来。和厂标或商标一起固化在某种特定物品上。（3）具体鉴别过程是：将存储器送入鉴别器，通过软件识别程序进行识别，最后进行显示。鉴别器的作用是用来鉴别防伪程序的真伪，并最后进行物理自杀。鉴别器由主机、鉴别口、鉴别防伪程序、消磁装置构成。二、彩色图像数字防伪标识技术利用计算机以数字化方式生成、处理和输出信息及不易被仿制的特点研究开发的。唯一性、易辨性、防伪有效性高、制作成本低。能够制成大面积商标或包装物。彩色图像数字防伪技术的构造原理图像及色彩的组合是公开的，视觉防伪，而预期对应的数字可以是隐含的，鉴定防伪。赤1蓝6黄3绿4青5橙6赤1橙2黄3绿4青5蓝6赤1赤1赤1赤1赤1赤1图7-1彩色图像数字防伪技术构造原理2.唯一性彩色图像数字防伪标识的制作是使用计算机制作基本彩色图像数字防伪标识图形，由平面设计人员即可完成。Photoshop、CorelDraw等。（1）根据用户的要求设计或自行设定彩色图像数字防伪标识编码结构原则，（2）编制电子文件，进行彩色图像数字防伪标识的制作处理。（3）由平面设计者或外挂在彩色图像处理软件上的专用模块完成本身的自检核对。转换为CMYK格式彩色数字印刷机特点：（1）防伪标识具有唯一性。每一个单个包装防伪标识的图像、色彩、对应排列的数字是不同的，（2）防伪性强。①保密性强。②仿制难度大，仿制成本高。③一次性使用。④普通消费者易于识别。查询电话（3）节约资源，按需印刷，制作简便，成本低廉，实现防伪标识与包装一体化。售价仅为激光全息防伪标识的33～50％，单价为0.00298元/cm2。用法：一是作为单个防伪标识物贴在商品包装上；二是包装物印刷时同时印刷防伪标识，无需逐个贴标，三、特殊加网防伪技术利用当今图像数字处理技术，对构成图像的网点进行个性化处理，以达到普通印刷加网技术无法达到的防伪效果。（1）根据企业的具体要求，设计一个能表达公司或其产品特色的图案，如公司标志、商标，这个图案称为防伪图案，要求尽量简练。（2）把防伪图案制成层次丰富的灰度图像。（3）确定并制作图像作为防伪图像，要求层次丰富，色彩鲜艳，并附上《防伪标识说明》。（4）运用Photoshop打开制作好的防伪图像进行分色，得到CMYK四色图像。（5）在Photoshop中，把灰度层次的灰度图定义为网点形状。（6）把CMYK四色图像进行自定义加网输出，即得到特殊加网防伪底片一套。（7）按常规方法晒成PS版。（8）按常规方法印刷即得特殊加网防伪印刷品。（9）如果要求制作成相纸，则可紧接步骤（6），通过RGB滤色镜滤色套合曝光，冲洗后得到特殊加网的防伪相片。（10）印后加工可根据客户要求，制作成各种形状、结构的特殊加网防伪成品。作用：（1）大大增强了产品的防伪力度。（2）降低真假鉴别难度。使用放大镜按照《防伪标识说明》查看防伪图像，（3）保持包装图像的真实效果。四、图像隐藏防伪技术运用图像数字处理技术，并结合特殊加网印刷技术、隐形防伪标识技术、纸类再加工技术和光栅技术，把隐形图像巧妙地隐藏在表面图像的隐形区域，从而使图像成为具有极强防伪性、保密性和伪装性的隐形图像。特征：

（1）表面图像通过视觉器官或一般视觉图像观察器观察到的是伪装的表面图像。（2）隐形图像隐藏于表面图像中。（3）隐形图像通过与之匹配的光栅可还原显现出来。（4）隐形图像是通过极性化和偏移错位加网方法制作于表面图像的隐藏区域。

图像隐藏防伪技术的实施（1）设计表面图像版面，并选定隐形区域（2）设计并制作隐形图像（3）制作自定义加网点阵图像文件（4）隐形图像的隐藏（5）表面图像的后期加工（6）隐形图像的检验。一般的光栅、热变隐形光栅、光敏隐形光栅2.图像隐藏防伪技术的优点（1）极大增强了图像的防伪能力。（2）极大加强了图像的保密能力。五、计算机分形与点阵全息结合防伪技术利用了计算机直接曝光控制技术，结合现代流行的分形图像学制作镭射标志实现防伪。（1）在图案设计方面，结合了计算机分形图形技术，这种分形图案是在已编制好的专用计算机程序上输入有关的数据，用点阵激光全息技术制作成镭射标志。（2）这种镭射标志的图案是由一些极小的光栅点（几十到100微米左右）组成，而每一个光栅点又包含非常细的光栅。300dpi制作的镭射图案，在1cm2的面积内就有将近1.4万个光栅点。（3）不能通过照相、复印或电脑扫描等手段复制.单独、与制版技术相结合。F(z)=z2+0.2541F(z)=cos(z)第二节计算机网络防伪技术一、计算机网络防伪原理图7-2计算机网络防伪系统工作原理图二、计算机网络防伪的特点（1）防伪标识物的特别属性①唯一性。②一次使用性。③防伪标识码的可靠性。（2）操作简单快捷。（3）防伪覆盖面大，综合成本低廉。（4）数据库容量巨大。（5）应用范围广泛，多功能延展。（6）防伪系统安全可靠。（7）有利于入网企业品牌的创造。第三节电话网络防伪技术一、电码电话防伪系统的工作原理当地公用电话全国防伪数据中心信息台查询中心返回结果编码数据返回结果语音答复输入编码编码数据图7-3电码电话防伪系统电话查询流程图二、电码电话防伪系统的特点

（1）防伪标识一次性使用。（2）产品编码具有唯一性。（3）查询网络覆盖面广。（4）鉴别手段简单直观。（5）便于监控管理。（6）可扩充功能项目。第四节数字水印防伪技术主要内容:1、数字水印技术的概念和特征2、数字水印的分类3、数字水印的工作原理4、数字水印的印刷2/3/2023传统水印1234信息隐藏技术及其发展与研究现状

随着计算机和网络技术的发展与普及，数字产品的传播和交易变得越来越便捷，但随之而来的侵权盗版活动也呈日益猖獗之势。为了打击盗版犯罪，必须通过先进的技术手段来保障法律的实施。密码技术解决了其中的部分问题。密码技术不足之处数字水印的起源密码技术存在如下三大缺点：①它明确提示攻击者哪些是重要信息，容易引起攻击者的好奇和注意，并有被破译的可能性。②一旦加密文件被破译，其内容就完全透明了。③攻击者可以在破译未果的情况下将信息破坏，使得即使合法的接收者也无法阅读信息内容。数字水印技术应运而生第一篇关于图像数字水印的文章发表于1990年。我国2001年9月举办了3次信息隐藏研讨会，国家863计划智能计算机专家组会同中国科学院自动化研究所模式识别国家重点实验室和北京邮电大学信息安全中心召开了专门的“数字水印学术研讨会”。一、数字水印技术的概念和特征利用数字信号处理的相关技术，在媒体数据作品中嵌入微量数据（一般为数字、序列号、文字、图像标志等版权信息），只有专用的检测器或软件才可以检测出“隐藏”的水印。数字水印技术就是将标识信息（即数字水印）直接嵌入数字载体（多媒体、文档、软件）当中，以起到版权保护、秘密通信、数据文件的真伪鉴别和产品标志等作用的技术。作用：确保媒体中水印不被改变或消除，从而判别对象是否受到保护，监视被保护数据的传播、真伪鉴别和非法拷贝，解决版权纠纷。原始只加密1帧都加密视频加密效果图防伪领域应用：（1）军事部门需要不被入侵和破坏的通信信道。在现代战争中，即使秘密内容被加密，对信号的检测及定位也会很快导致对信号发送装置的攻击。基于这种原因，军事通信可以利用信息隐藏技术使通信不被敌方检测和追踪。（2）网络交易中，由于双方都不能否认白己做过的交易行为，交易系统必须记录这一交易信息，而信息隐藏可以将交易在发送和接受时，将各自的特征标记的水印标记到传递的信息中。（3）数字媒体版权问题也可以通过水印的得到决。（4）医疗领域中，医学图像系统可以用信息隐藏技术，把图像数据和患者的姓名和图像的诊断结果通过信息隐藏的方法融合在一起以避免患者的个人资料和图像连接关系丢失的情况发生。（5）在数字票据中隐藏一定的水印信息，当扫印后水印依然存在，达到保证票据的真实性的目的。数字水印技术具有以下特征：

（1）不可感知性（隐蔽性）：一是指视觉上的不可感知性，二是指水印用统计方法不能恢复的。（2）可证明性。（3）鲁棒性（稳健性）。（4）安全性。二、数字水印的分类

按特性划分----鲁棒数字水印和易损数字水印。2.按水印所附载的媒体划分----图像水印、音频水印、视频水印、文本水印以及用于三维网格模型的网格水印3.按检测过程划分----明文水印和盲水印。明文水印在检测过程中需要原始数据，而盲水印的检测只需要密钥，不需要原始数据。4.按内容划分----有意义水印（数字图像（如商标图像）或数字音频片段的编码）和无意义水印（序列号）。5.按用途划分----票证防伪水印、版权保护水印、篡改提示水印和隐蔽标识水印。6.按水印隐藏的位置划分----时域数字水印、频域数字水印、时/频域数字水印和时间/尺度域数字水印。三、数字水印的工作原理两个内容：水印的嵌入和水印的提取或检测。嵌入水印可视为在强背景下叠加一个弱信号（水印），只要叠加的水印信号强度低于人的视觉系统(HVS)或听觉系统(HAS)的感知门限，人就无法感知到水印信号的存在。设I为数字图像，W为水印信号，K为密钥，那么，处理后的水印由函数F定义如下式所示：水印嵌入方法有哪些？水印的嵌入就是把水印信号W嵌入到原始图像I中，一般情况下，最常用的嵌入原则有两种即加法原则和乘法原则：

加法原则：

乘法原则：水印嵌入算法有哪些？数字水印的基本算法1）空间域算法数字水印直接加载在原始数据上，如Patchwork算法，其嵌入方法是任意选择N对图像点，在增加一点亮度的同时，降低另一点的亮度值。优点：隐藏性较好；对有损的JPEG和滤波、压缩和扭转等操作具有抵抗能力。不足：仅适用于具有大量任意纹理区域的图像，而且不能完全自动完成。2）变换域水印算法

基于变换域的技术可以嵌入大量比特数据而不会产生导致可察觉的缺陷，往往采用类似扩频图像的技术来隐藏数字水印信息。一般基于常用的图像变换，基于局部或是全部的变换，这些变换包括离散余弦变换(DCT)、小波变换(DWT)、傅氏变换(DFT或FFT)、Slant变换和哈达马变换（Hadamardtransform)、脊波变换（ridgelettransform）等。

为了详细了解数字水印的嵌入过程，我们以DCT算法中的乘法原则为例。（其中常数a为尺度因子，控制水印添加的强度）嵌入过程如下：原始图像8*8矩阵DCT算法后8*8矩阵加水印后图像8*8矩阵数字水印的提取水印的提取是嵌入的逆过程。首先把嵌入水印的图像进行DCT变换，然后按照密钥和嵌入的公式把水印数据从相关的系数上提取出来。式中，W为水印信号，W*为提取出的水印，k为密码，δ为决策域值。水印提取对鲁棒性的描述

对嵌入水印的图像，依次进行上述图像处理；使用所设计的提取水印的算法提取水印，评估所提取的水印的质量。具体来说，就是先对嵌入水印的图像进行一系列的攻击，然后对提取的结果进行评价。DCT算法鲁棒性检验图像变换对提取结果的影响影响不大影响不大影响不大影响不大影响不大四、印刷数字水印是在物理印刷品中加入数字水印信息。它是把水印信息嵌入到了物理印刷品的内容之中。印刷、打印数字水印技术特点：1）机读性嵌入到印刷品中的水印可以用专用设备检测或者提取出来，即使是印刷品残缺不全。

2）多样性嵌入到印刷品当中的水印信息可以是可见的、半透明的和不可见的结合，嵌入的位置可以任意指定，也可以是随机的。

3）不可仿冒

仿冒者不知道完整的水印信息，也不知道水印的位置，因此不能仿冒。

4）不可复制

即使是用高精度的数码设备将嵌了水印的印刷品扫描，再印刷出来，其中水印信息将会基本丢失、甚至完全丢失。印刷、打印数字水印基本原理1）嵌入：印刷数字水印技术，嵌入水印的方式跟其它数字水印的嵌入基本一致，将水印信息经过复杂的数学变换嵌入到印刷品中的内容之中。嵌入水印时，对不同的应用采用不同的技术方案，做到量身定制。

2）提取：提取水印时，由机读设备将印刷品进行模数转换，由相关的软件提取或者检测印刷品中的水印信息。应用于印刷品防伪的数字水印还要满足一些特殊的要求：（1）视觉不可见性和机读性。

（2）抵抗色彩变换。

（3）对印刷设备没