[發明專利]一種基于易碎水印技術的電子印章保護方法

有效

• 申請號: 200910192263.6
• 申請日: 2009-09-10
• 公開（公告）號: CN102024245A
• 公開（公告）日: 2011-04-20
• 發明（設計）人: 許兆然;張大年
• 申請（專利權）人: 廣州市百成科技有限公司
• 主分類號: G06T1/00
• 分類號: G06T1/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及電子信息安全領域。是一種基于易碎水印技術的電子印章保護方法。通過這種方法可以保護印章圖像的真實性和完整性。

發明背景

數字水印是一種信息隱藏技術，它將數字信號，如圖像、文字、符號、數字等一切可以作為標記、標識的信息與原始數據(如圖像、音頻、視頻數據)緊密結合并隱藏其中，并可以經歷一些不破壞源數據價值的操作而能保存下來。

最早提出數字水印的概念與方法是為了進行多媒體數據的版權保護。隨著計算機和互聯網的發展，越來越多的藝術作品、發明或創意都開始以多媒體數據的形式表達，比如用數碼相機攝影，用數字影院看電影，用MP3播放器聽音樂，用計算機畫畫等等。所有活動所涉及的多媒體數據都蘊含了大量價值不菲的信息。與作者創作這些多媒體數據所花費的艱辛相比，篡改、偽造、復制和非法發布原創作品在信息時代變成了一件輕而易舉的事情。任何人都可以輕而易舉地創建多媒體數據的拷貝，與原始數據比較，復制出的多媒體數據不會有任何質量上的損失，即可以完整地“克隆”多媒體數據。因此如何保護這些數據上附加的“知識產權”是一個亟待解決的問題。那么數字水印則正好是解決這類“版權問題”的有效手段。比如以前的畫家用印章或簽名標識作品的作者，那么今天他可以通過數字水印將自己的名字添加到作品中來完成著作權的標識。同樣，音像公司也可以把公司的名字、標志等信息添加到出版的磁帶、CD碟片中。這樣通過跟蹤多媒體數據中的數字水印信息來保護多媒體數據的版權。

除了在版權保護方面的應用，數字水印技術在文檔(印刷品、電子文檔等)的真偽認證上面也有很大的用途，例如對政府部門簽發的紅頭文件，文件認證的傳統方法是鑒別文件的紙張、印章或鋼印是否符合規范和標準，缺點是無論紙張、印章或鋼印都容易被偽造。特別是印章，雖然政府部門對印章的管理和制作有嚴格規定，但社會上還是有所謂“一個蘿卜刻一個章”的說法。這說明傳統方法有著極不完善的地方。使用數字水印技術則可以有效解決這個問題。以數字水印作為信息載體，將某些信息添加到紅頭文件中，使得文件不僅有印章或鋼印，而且有難以察覺的數字水印信息，從而大大增加了文件被偽造的難度。將數字水印信息添加到文檔中，也意味著某些信息可以在文檔中被寫入兩次。例如護照持有人的名字在護照中被明顯印刷出來，也可以在頭像中做為數字水印被隱藏起來，如果某人想通過更換頭像來偽造一份護照，那么通過掃描護照就有可能檢測出隱藏在頭像中的水印信息與打印在護照上的姓名不符合，從而發現被偽造的護照。

一般地，數字水印應具有如下的基本特性：

(1)可證明性：水印應能為受到版權保護的信息產品的歸屬提供完全和可靠的證據。

(2)不可感知性：不可感知包含兩方面的意思，一個指視覺上的不可感知性(對聽覺也是同樣的要求)，即因嵌入水印導致圖像的變化對觀察者的視覺系統來講應該是不可察覺的，最理想的情況是水印圖像與原始圖像在視覺上一模一樣，這是絕大多數水印算法所應達到的要求；另一方面水印用統計方法也是不能恢復的，如對大量的用同樣方法和水印處理過的信息產品即使用統計方法也無法提取水印或確定水印的存在。

(3)魯棒性：魯棒性問題對水印而言極為重要。一個數字水印應該能夠承受大量的、不同的物理和幾何失真，包括有意的(如惡意攻擊)或無意的(如圖像壓縮、濾波、掃描與復印、噪聲污染、尺寸變化等等)。

背景技術

本發明采用基于空域易碎水印來保護印章圖像，它更能符合系統安全性的要求。當印章圖像被更改后，哪怕是一個像素，都會破壞水印本身，從而達到驗證保護的目的。

其基本思想是修改原圖像中的每一個像素點的值，使得修改后的圖像經過某一種算法的運算可以得到一個新的二值圖像或文本，即水印。基本步驟為：

1.首先設定一個映射函數f，通過此函數可以將原圖像g的每一個像素值映射成一個二值L(0或1)：

L(i，j)＝f_g(g(i，j))(i，j為像素點的坐標)

2.設要嵌入的水印為W，W可以是一二值圖像，也可以是經過編碼的字符串，本系統所使用水印為二值圖像。根據以下公式修改原圖像g的每一個像素值，使得修改后的g中每一個像素點的值通過f運算后都與W相同(要注意的是，修改幅度必須足夠小，使肉眼觀察不能察覺)：

為盡可能小的正整數

這樣水印圖像就被嵌入到原圖像中了。

3.提取、驗證水印。假設待提取水印的原圖像為g，驗證對照的水印圖像為W。通過f函數算出g每個像素的對應二值W’，即為提出的水印。