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可逆数字水印在数字档案安全中的应用研究

兰台世界 2012年第26期 55-56页

作者：王绍卜浙江万里学院

本文在分析传统的保护技术基础上,提出了基于可逆水印技术的保护方案,在保护数字档案的安全同时,能还原真实的档案信息,有较好的借鉴作用。

关键词：可逆数字水印数字档案安全

可逆数字水印技术的研究及其在远程实验系统中的应用

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可逆数字水印技术的研究及其在远程实验系统中的应用

作者：刘晓明同济大学

学位级别：硕士

随着信息技术的飞速发展和多媒体数据在宽带计算机网络中的大量传输，如何防止信息的盗版以及非法修改成为迫切需要解决的问题。在这一点上，传统的加密、解密手段无能为力。数字水印技术于是应运而生，并逐步成为一项引人注目的方法。... 详细信息

随着信息技术的飞速发展和多媒体数据在宽带计算机网络中的大量传输，如何防止信息的盗版以及非法修改成为迫切需要解决的问题。在这一点上，传统的加密、解密手段无能为力。数字水印技术于是应运而生，并逐步成为一项引人注目的方法。所谓数字水印(Digital Watermarking)是指向多媒体资料(如图像、声音、视频信号等)中添加某些信息以达到版权保护的目的。它一般要求具有鲁棒性和不可见性。本文研究的可逆数字水印技术，既要求载体图像可完全恢复，同时也要求水印信息可完全恢复。本文的重点是作者在水印领域的研究和创新，主要完成了以下工作：(1)讨论小波变换的定义和性质。由于其良好的时频局部化特性及多尺度特性，符合人眼视觉系统的特点，很适合用于数字水印算法中。整数小波变换实现了运算过程的整数化，保证了信号的精确重构。本文正是利用了整数小波变换来实现“可逆水印”的。(2)将置乱技术引入到水印图像的预处理中。通过Arnold变换进行置乱处理，使有关联的水印信息随机化，增强水印的抗攻击能力。(3)改进了水印嵌入时的位平面替换算法，最大程度地减少对原位平面的破坏，使平均位改变率从50％下降到37.5％，在不减少水印容量的前提下提高载体图像视觉效果。(4)针对小波反变换可能产生溢出的问题，给出了理论上溢出的最大幅值M的保守性估计，对溢出的避免有指导意义。(5)提出了一种基于HVS模型的比特分配策略。实验证明本文提出的方法在嵌入数据量较大的情况下，隐藏数据后的图像的视觉效果仍较好。(6)并且给出了可逆数字水印技术在远程实验系统中的应用方案，为远程实验系统传输信息过程的安全性提供了良好的保证。

关键词：可逆数字水印整数小波变换置乱技术位平面替换 HVS模型

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可逆数字水印技术研究

可逆数字水印技术研究

作者：李强杭州电子科技大学

学位级别：硕士

随着数字技术、网络多媒体和通信技术的迅速发展和应用,版权保护与认证显得越来越重要,数字水印技术的出现为这类问题的解决提供了很好的解决方案。一般的水印在嵌入提取过程会对原始图像产生影响,如果影响不大,这种影响是可以接受的;... 详细信息

随着数字技术、网络多媒体和通信技术的迅速发展和应用,版权保护与认证显得越来越重要,数字水印技术的出现为这类问题的解决提供了很好的解决方案。一般的水印在嵌入提取过程会对原始图像产生影响,如果影响不大,这种影响是可以接受的;然而对于某些应用领域,如医学图像、用于指导工业生产的工程图来说,由于其严格的用途,使得水印在提取以后不允许对原始图像产生影响,在这种情况下,出现了无损恢复原始图像的技术,又叫做可逆水印。本文的重点讨论这类水印技术。本文的主要内容包括: 提出了一种基于边缘检测算子的彩色图像大容量可逆水印算法。实现大容量水印是数字水印技术的一个研究热点,大容量的水印嵌入方法,比较多的使用重复嵌入的方法实现。算法首先分解彩色图像的RGB分量,使用边缘检测算子寻找纹理复杂的区域,根据HVS,这些区域适合嵌入数据而不会引起过高的视觉冗余。由于三个分量极强的相关性,所选择的隐藏区域在绝大多数情况下是相同的,这样,在经过偶数次嵌入之后,嵌入区域50%左右的像素恢复成为原始值,从而在实现大容量信息隐藏的基础上有效降低了视觉冗余,实验结果表明算法实现了很好的效果。提出了一种基于灰度平移技术的视觉效果好的可逆信息水印方案。提高视觉效果是水印技术的另一个研究热点,用灰度平移水印技术实现理想的视觉效果必须减少灰度移动范围.在前人工作的基础上,利用信息容量与储存额外信息所需开销的计算公式,从直方图的最大的“波峰”P1开始,向左右分别寻找满足公式的点P1’,在[P1+1,P1’-1]的范围内进行平移,在P1和P1+1上嵌入水印,继续寻找次大的“波峰”P2和对应的P2’,按照前面的方法嵌入水印,直至没有的可用的灰度区间或没有满足公式的点对为止。与已有的算法相比,本算法有效地提高了视觉效果,并且避免了由于动态编程过程带来的计算复杂的问题。提出了一种基于差值扩大(Difference Expansion, DE)算法的二维工程图可逆水印算法。算法基于适用于一般数字图像的DE算法,针对工程图数据不规则的特点,通过改进算法模使其能够适用于工程图;考虑到工程图的工艺约束以及误差容限,引入参数τ进行有效的误差控制。实验结果表明,水印算法的视觉效果好,能够抵抗常见的攻击,同时可以实现水印的盲提取,算法的复杂度低,易于实现。

关键词：可逆数字水印重复嵌入灰度平移差值扩大

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基于混合整数变换的高容量可逆数字水印

数据采集与处理 2010年第2期25卷 188-194页

作者：朱立赵耀倪蓉蓉北京交通大学信息科学研究所北京100044

提出了一种基于混合整数变换的高容量可逆数字水印算法。该算法首先将图像分割成3×3的小块,从第一个图像块开始进行9像素的整数变换。然后应用压扩算法减小差值,并采用扩差法嵌入水印。引入压扩算法极大地增加了可扩的图像块的数目。... 详细信息

提出了一种基于混合整数变换的高容量可逆数字水印算法。该算法首先将图像分割成3×3的小块,从第一个图像块开始进行9像素的整数变换。然后应用压扩算法减小差值,并采用扩差法嵌入水印。引入压扩算法极大地增加了可扩的图像块的数目。对于不可扩的3×3像素块,算法进一步将其分割为3×1的图像块,应用3像素的整数变换,同样采用压扩算法和扩差法嵌入水印。混合嵌入方案和压扩算法的引入能够获得更易压缩的位置图,从而最大限度地提高了水印的容量。该算法一次嵌入的极限容量为8/9 bpp(比特/像素)。实验结果表明,本算法的透明性好,容量高。

关键词：可逆数字水印整数变换压扩算法扩差法混合嵌入

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基于公钥的可逆数字水印

计算机应用 2012年第4期32卷 971-975页

作者：李立宗顾巧论高铁杠天津职业技术师范大学计算与语音中心天津300222 天津职业技术师范大学信息技术工程学院天津300222 南开大学软件学院天津300071

为了提高可逆数字水印的安全性和透明性,增加嵌入容量,提出了一种基于公钥的可逆数字水印。该方法首先对载体图像直方图中峰值点与左右两侧的零值点之间的像素点进行移位,然后提取载体图像的特征值,将该特征值与经过混沌系统加密的数字... 详细信息

为了提高可逆数字水印的安全性和透明性,增加嵌入容量,提出了一种基于公钥的可逆数字水印。该方法首先对载体图像直方图中峰值点与左右两侧的零值点之间的像素点进行移位,然后提取载体图像的特征值,将该特征值与经过混沌系统加密的数字水印进行异或处理后,采用公钥将其嵌入到处理后的载体图像内。图像的验证过程是嵌入过程的逆过程,验证完成后,根据峰值点及其与零值点之间的关系将移位的像素点复原,即可完全复原原始图像。采用公钥系统和混沌系统充分保证了系统的安全性,峰值点与其两侧的零值点之间的像素移位既保证了能够嵌入更多的信息和较高的峰值信噪比,又保证了所有的像素点都能被认证。通过对大量的图像进行仿真分析,结果显示该方法具有较高的安全性,与同类方法相比,能够嵌入更多的信息量,同时具有更高的透明性。

关键词：公钥系统可逆数字水印混沌系统直方图峰值

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基于错误控制编码的差值扩展可逆数字水印

计算机工程 2007年第21期33卷 18-20,27页

作者：彭德云王嘉祯军械工程学院计算机工程系石家庄050003

可逆数字水印能在水印提取后将含印载体恢复到无失真的原始状态。Tian的基于差值扩展隐藏算法是目前容量最高但含印载体质量偏低的可逆隐藏算法。针对Tian中过度修改像素对值造成含印图像质量不必要下降问题,该文提出了基于错误控制编... 详细信息

可逆数字水印能在水印提取后将含印载体恢复到无失真的原始状态。Tian的基于差值扩展隐藏算法是目前容量最高但含印载体质量偏低的可逆隐藏算法。针对Tian中过度修改像素对值造成含印图像质量不必要下降问题,该文提出了基于错误控制编码的差值扩展可逆数字水印算法。该算法将像素对仅分为I,II两类。嵌入、提取及恢复过程对称,实现相对简单,含印图像质量在容载较低时得到很大提高。

关键词：可逆数字水印误差扩展错误控制码

基于可逆数字水印的无线传感器网络可恢复数据聚合协议

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计算机科学 2023年第8期50卷 333-341页

作者：高光勇韩婷婷夏志华南京信息工程大学数字取证教育部工程研究中心南京210044 九江学院计算机与大数据科学学院江西九江332005 南京信息工程大学计算机学院、软件学院、网络空间安全学院南京210044 暨南大学网络空间安全学院广州510632

针对无线传感器网络数据安全认证协议的高能耗与传感器节点资源受限的对立问题,文中提出了一种基于可逆数字水印的聚合协议。一方面,在感知节点处,将水印嵌入到感知数据中,对水印数据进行基于椭圆曲线的同态加密,以此保证数据在传输过... 详细信息

针对无线传感器网络数据安全认证协议的高能耗与传感器节点资源受限的对立问题,文中提出了一种基于可逆数字水印的聚合协议。一方面,在感知节点处,将水印嵌入到感知数据中,对水印数据进行基于椭圆曲线的同态加密,以此保证数据在传输过程中的私密性;在簇头节点处,对接收的数据只进行聚合和转发操作,以此减小网络通信开销;在基站处,通过提取水印对数据进行完整性认证。另一方面,该协议提出了一种基于环的聚合树,从而降低节点的传输能耗,延长网络生命周期。通过理论分析证明了所提协议将水印技术与数据聚合技术进行了更好的结合,具有较好的安全性和较低的计算开销,且能实现感知数据的完整性认证。此外,与同类算法的对比实验表明该协议在通信开销和时延方面都具有一定的优势。

关键词：可逆数字水印完整性验证数据聚合同态加密

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基于汉明码的文本可逆数字水印研究

计算机工程与应用 2016年第11期52卷 84-87,118页

作者：蒋策彭建向凌云李峰长沙理工大学计算机与通信工程学院长沙410114

提出了一种新颖的文本可逆数字水印算法。对载体文本进行预处理,将原始可替换同义词的编码值分组作为信息位进行汉明编码,将获得的监督码元比特流利用矩阵编码的方式通过插入空格嵌入到文本中。水印信息则分组利用同义词修改位置编码的... 详细信息

提出了一种新颖的文本可逆数字水印算法。对载体文本进行预处理,将原始可替换同义词的编码值分组作为信息位进行汉明编码,将获得的监督码元比特流利用矩阵编码的方式通过插入空格嵌入到文本中。水印信息则分组利用同义词修改位置编码的方式选定同义词进行替换来实现嵌入。在提取时利用汉明码的译码原理与可替换同义词分组位置编码规则,提取出水印信息并对原始文本进行无损恢复,即实现了文本可逆数字水印。该算法不仅能有效恢复出原始文本,且具有良好的隐蔽性,增强了水印方案的实际应用能力。

关键词：汉明码矩阵编码同义词替换可逆数字水印

应用可逆数字水印的无线传感器网络层级安全模型

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传感器与微系统 2021年第11期40卷 157-160页

作者：蒋建峰尤澜涛南京邮电大学计算机学院江苏南京210000 苏州大学计算机学院江苏苏州215123

针对无线传感器网络(WSNs)资源受限与网络安全的问题,基于可逆数字水印技术,提出了一种WSNs层级安全模型。一方面通过可逆数字水印技术保障簇内数据传输的安全性;另一方面通过平衡节点剩余能量、位置信息和信任因子优化分簇策略,保障簇... 详细信息

针对无线传感器网络(WSNs)资源受限与网络安全的问题,基于可逆数字水印技术,提出了一种WSNs层级安全模型。一方面通过可逆数字水印技术保障簇内数据传输的安全性;另一方面通过平衡节点剩余能量、位置信息和信任因子优化分簇策略,保障簇首节点的性能以实现网络优化管理。仿真测试结果表明:所提方案通过可逆数字水印技术可以保障数据的完整性和安全性能,达到99.95%以上的数据传输正确率,而且可以很大程度改善WSNs的能量消耗,延长网络的生存周期125%左右。

关键词：无线传感器网络网络安全可逆数字水印层级模型