数字图书馆中数字水印的法律问题研究

数字图书馆中数字水印的法律问题研究

1数字水印的合法性说到“粘合剂”，人们会想到纸上的粘合剂和纸上的粘合剂。这些传统的“水印”是用来证明纸张或纸币上内容的合法性的。同样,数字水印也是用以证明一个数字产品的拥有权、真实性,成为分辨真伪的一种手段。它们的不同之处在于,传统的水印都是人眼可以看得见的,而数字水印却大部分不为人眼所见,是深藏于数字化产品(图片、音频、视频、文本等)之中的,即具有不易感知性,只能用计算机来识别、读取。1.1数字作品知识产权保护的方式所谓数字水印,是嵌在数字作品中的数字信息,可以是图像、文字、符号、数字等一切可以作为标记、标识的信息。水印的存在要以不破坏原数据的欣赏价值、使用价值为原则。数字水印可以分为:可感知的(perceptible)数字水印和不易感知的(imperceptible)数字水印。可感知的和不易感知的数字水印都可用来保护数字作品的知识产权,但它们所用的方式是大不相同的。可感知的数字水印,主要用于当场声明对作品的所有权、著作权及来源,起到一个宣传广告或约束的作用。不易感知的数字水印可以用作一个拷贝的签名,每个拷贝的水印可以是独一无二的,以标识拷贝拥有者(原创作者、授权使用者)的特征;也可以是多个拷贝拥有同一个水印,所标识的往往是出版商或发行人的特征。不易感知的数字水印应该具有“不易感知”性和随机性。制作数字水印的主要目的是识别数字作品的原创作者、拥有者、授权使用人、发行人、作品版本等。水印信息只需能够有效代表以上信息,因此信息量并不需要很大。目前已有的不易感知的水印技术大都能将其控制在100bit以内,对于动辄几万字节、几十万字节以上存储量的数字作品来说,是极不容易被发现的。水印的随机性是为了保证即使知道这个作品中含有数字水印,也很难发现它隐藏在什么地方。随机性要靠不同的存放方法和随机的存放位置来保证,并用密码加密(包括公开密钥、密秘密钥)体系来加强。在数字图书馆中用于版权保护的数字水印主要是不易感知的数字水印。1.2印刷数字水的用途1.2.1强性数字水印“拷贝问题”是数字图书馆发展过程中面临的重大难题。数字作品的技术特点决定了其版权极易受到侵害。通过在数字作品中加入数字水印,可以限制用户对数字作品的使用,并且能够通过验证产品的所有权来揭露非法拷贝、传播行为,为以法律的手段对其进行制裁提供依据,起到了保护知识产权的作用。强健性数字水印主要应用于这一领域。所谓强健性数字水印是指这种水印能经受各种常规的编辑处理操作。1.2.2数字水印的应用数字水印的另外一个用途是数字作品完整性保护。脆弱性数字水印主要应用于这一领域。所谓脆弱性是相对于强健性而言的,脆弱性数字水印对信号的改变十分敏感,人们根据脆弱性数字水印的状态就可以判断作品是否被篡改过。2难有成规数字水印的产生算法是数字水印技术的关键环节,而且没有一定的成规,总之是越难破译、越坚固越好。目前已有的数字水印技术大都是利用空间域、频率域,它们各有特点,抗攻击能力也各不相同。2.1基于数据的数字水印算法早期的数字水印算法利用的是空间域。常用的空间域算法主要有以下几类:这是一种典型的空间域数字水印算法。由于该算法是通过调整原始数据的最低几位来隐藏信息,使一般用户对于隐藏信息,在视觉和听觉上很难察觉。虽然其有较大的信息隐藏量,但该算法因其基本原理限制,所隐藏的数字水印信息是极为脆弱的,无法经受一些无损和有损的信号处理。该算法通过轻微调整文档的结构(包括垂直移动行距、水平调整字距、调整文字特性),从而在文档中嵌入数字信息。该算法可以抵抗一些标准的文档操作,如照相复制和扫描复制。这是Bander等人提出的一种基于统计的数字水印嵌入方案。Patchwork任意选择N对图像点,在增大一点亮度值的同时,相应降低另一点的亮度值。通过这一调整过程完成水印的嵌入。该算法具有不易察觉性,并且对于有损压缩编码(JPEG)和一些恶意攻击处理具有抵抗力。该算法是将数字信息隐藏于数字图像的纹理部分。它对于滤波、压缩和扭转等操作具有抵抗能力,但仅适用于具有大量纹理区域的图像,而且尚不能完全自动完成。图像空间域水印的强健性很差。经不住修剪(图像编辑中的一种普通处理方法),但如果将水印信息做得很小,将水印的大量拷贝嵌入到数字作品中,就可以解决这个问题。这样,除非将作品修剪到失去任何价值,否则休想将嵌入其中的水印都破坏掉。2.2高、低频率水印的技术特点频率域制作水印的算法是比较强健的方法,它是利用一个较强的信号可以掩盖另一个较弱的信号这一频率掩盖现象,在频域变换中嵌入水印。频域水印制作中一个比较重要的问题是频率的选择。虽然任何一段频率都是可以利用的,但在不同的频段调制出的水印却有着不同的特性。高频中的水印在低通滤波和几何处理方面显得不够坚固,但对于γ校正、对比度/亮度调节等则具有很好的坚固性。水印做在低频不会提高噪声水平,所以水印适于调制在较低的频率中。低频水印所表现出来的特性与高频正好相反,它对低通滤波、有损压缩等具有很强的坚固性,而对γ校正、对比度/亮度调节等处理则比较敏感。如果将高、低频率水印的互补优点结合起来,就可以得到坚固性非常高的水印技术。因为频域中的水印在逆变换时会散布在整个图像空间中,故不象空间域水印技术那样易受修剪处理的影响。最好是用原作品中含有重要信息的那些频率(即感觉最敏感的频率),这样水印就最不易被去除。为了给攻击者增加去除水印的不可预测的难度,目前大多数水印制作方案都在加入、提取时采用了密钥,只有掌握密钥的人才能读出水印。这就意味着即使有人知道水印的嵌入算法的全部细节,只要他不知道密钥,就不能将水印提出或破坏。3数字水印嵌入及读取系统由于数字图书馆中需要加入数字水印信息的原始数字作品数量非常巨大,并且考虑到数字图书馆系统的安全,可以采用对用户进行服务器端的统一认证,对水印的嵌入及读取进行客户端分散处理的策略。数字水印的嵌入及读取过程分别如图1、图2所示。图1、图2中各部分的含义如下:a.原始数字作品——需要加入数字水印的数字化作品。b.用户ID——数字水印认证中心发给数字水印应用系统用户的身份认证号码。只有拥有用户ID号码,才有权使用数字水印应用系统。c.水印信息——数字水印中应该包含的信息:作品原创者信息,包括原作者的姓名、创作作品的时间等;水印创建者信息,包括水印创建者的用户ID等;版权保护声明,包括对作品使用限制声明和版权保护期限;一组属性值,包括对作品的使用限制、水印强度、是否禁止拷贝等。d.数字水印嵌入及读取系统——该系统完成对数字水印嵌入及读取的具体操作。如图1所示,当数字水印嵌入系统接收到用户的信息后,该系统立即通过数字图书馆网络系统访问数字水印认证中心,对用户的合法性进行检查。如果用户为合法用户,则数字水印嵌入系统根据用户输入的信息为数字作品加入数字水印,并且数字水印认证中心对这些信息进行保存。当数字水印的创建者需要查看数字水印或对其进行修改时,则可使用数字水印读取系统,如图2所示。当数字作品的版权发生纠纷时,法律部门也可以通过数字水印认证中心对数字作品的数字水印进行取证。当数字图书馆用户需要使用某一数字作品并涉及到其版权问题时,可通过数字水印认证中心与原创者进行联系。现在,市场上已经有许多数字水印应用系统的成熟产品,如AdobeSystems公司的Adobephotoshop4.0及升级产品中就安装了数字水印嵌入及读取系统,美国Digimarc公司的DigimarkImageBridgeWatermark也是一套成熟的数字水印应用系统。由于数字图书馆的体系结构是开放型的,因此,对使用数字水印应用系统的用户进行认证是非常必要的。通过认证,可以有效地防止恶意用户对数字作品中的数字水印进行非法修改和破坏。数字水印认证中心对用户的认证过程如图3所示:其中,数字水印认证中心的角色暂由数字图书馆用户管理部门来承担。认证中心在发给用户ID时,必须对用户ID进行加密,以防止恶意攻击者从通信线路上截获用户ID而对其进行非法使用。由于数字水印应用系统的用户众多,为了减轻对密钥的管理工作,一般采用公钥密码体制,这种体制以RSA算法为代表。数字水印应用系统的用户大致可分为个人级用户和企业级用户两类。其中,个人级用户主要是数字作品的原作者,认证中心为这类用户授予的用户ID只能对用户自己的作品使用数字水印应用系统。企业级用户一般是指数字作品出版商或发行商,认证中心发给这类用户的用户ID可以批量地对他们出版或发行的数字作品使用数字水印应用系统。4防止用户id转适当虽然数字水印认证中心现在多由数字图书馆用户管理中心充当,但今后的发展趋势是建立统一的认证中心。这样将更加有利于用户的管理和法律的实施。为了防止用户将自己的用户ID转借给他人使用,应将用户ID与用户的身份证号或信用卡号联系在一起,由于用户ID与用户利益密切相关,他就不会将用户ID转借给他人使用了。在选择数字水印的强度时,并不是越强越好。强度越高,水印的可见度就越高。反之,强度越小,可见度就越小。因此,在选择强度时,应视实际使用情况而定,对于那些对作品外观要求较高的场合,不宜选择太高的水印强度。5数字水印技术的应用数字水印作为一种新兴的技术,尚不完善,每个研究人员的介入角度各不相同,所以研究方法和设计策略也各不相同,但都是围绕着实现数字水印的各种基本特性进行设计。同时,随着该技术的推广和应用的深入,一些其他领域的