安全視頻水印關(guān)鍵技術(shù)與應(yīng)用研究.pdf

1、數(shù)字水印通常被看作是信息安全領(lǐng)域的一項(xiàng)重要技術(shù)，近年來(lái)，水印的安全性越來(lái)越受到學(xué)者的關(guān)注。作為水印領(lǐng)域的一個(gè)新興課題，水印的安全性已經(jīng)成為一個(gè)迫切待解決的問(wèn)題，它給水印系統(tǒng)的設(shè)計(jì)帶來(lái)了新的挑戰(zhàn)。 論文首先對(duì)水印安全性中的一些重要問(wèn)題展開(kāi)研究，并將其與密碼學(xué)研究進(jìn)行對(duì)比。然后，探討了水印安全性分析的框架。并在此基礎(chǔ)上取得了一些研究成果。 首先通過(guò)分析線(xiàn)性共謀攻擊的數(shù)學(xué)模型，建立了有效抵抗線(xiàn)性共謀攻擊的視頻水印設(shè)計(jì)規(guī)則，并根

2、據(jù)該規(guī)則提出了能夠有效抵抗線(xiàn)性共謀攻擊的視頻水印方案。提出的水印方案不僅對(duì)幀去除、幀插入、幀重組、壓縮以及視覺(jué)不可見(jiàn)的幾何變形具有很好的魯棒性之外，同時(shí)又能夠有效地抵抗線(xiàn)性共謀攻擊。 多媒體哈希算法的設(shè)計(jì)要同時(shí)考慮魯棒性和安全性，而安全問(wèn)題在應(yīng)用中是極為重要的。論文基于三維離散小波變換提出一種新的安全視頻哈希算法。由于多媒體哈希安全性的研究尚處于初級(jí)階段，目前僅有極少數(shù)文獻(xiàn)對(duì)其進(jìn)行了研究，且僅僅是對(duì)圖像哈希唯一解距離的實(shí)驗(yàn)性分析

3、。本文借助于密碼分析的思想，提出了一個(gè)對(duì)多媒體哈希進(jìn)行安全性分析的理論框架，該框架用Shannon理論中的唯一解距離度量提出哈希算法的安全級(jí)別，并在此過(guò)程中解決了提出的多媒體哈希算法的單向性證明問(wèn)題，為進(jìn)一步研究多媒體哈希算法的安全性打下了良好的理論基礎(chǔ)。 接著，考慮到版權(quán)保護(hù)應(yīng)用中，存在敵手編輯一個(gè)水印放在作品中并聲稱(chēng)他擁有版權(quán)，或者他將合法水印嵌入到自己的作品中(拷貝攻擊)這兩個(gè)有關(guān)安全性攻擊的問(wèn)題。利用魯棒水印技術(shù)提出一種

4、具有多重保護(hù)目的的安全視頻水印算法。該方法首先利用三維離散小波變換和中值量化方法，根據(jù)私鑰生成視頻哈希值，并在此基礎(chǔ)上用私鑰構(gòu)建水印。提出的魯棒水印算法不僅可以應(yīng)用于視頻的版權(quán)所有者驗(yàn)證，而且還可以很好地抵抗拷貝攻擊。 考慮到廣播監(jiān)視應(yīng)用中可能產(chǎn)生的欺詐行為，針對(duì)該應(yīng)用中對(duì)水印提取的實(shí)時(shí)性要求較高的情況，論文利用通信分集技術(shù)提出一種適用于廣播監(jiān)視的空域安全視頻水印算法。該算法利用生成的哈希值和版權(quán)標(biāo)識(shí)形成待嵌入的水印信息，以實(shí)現(xiàn)

5、對(duì)視頻片段的認(rèn)證。并利用第3章提出的框架以及現(xiàn)有的理論框架對(duì)提出算法的安全性進(jìn)行了定量分析。 最后，論文提出一種應(yīng)用于廣播監(jiān)視的安全視頻水印協(xié)議。在廣播監(jiān)視應(yīng)用中，廣告商要在其廣告發(fā)送給廣播電臺(tái)之前嵌入水印信息，考慮到二者可能出現(xiàn)的欺詐行為，在水印的檢測(cè)過(guò)程中需要對(duì)廣告片段和其中的水印進(jìn)行雙重認(rèn)證。針對(duì)這種雙重認(rèn)證問(wèn)題，該協(xié)議中水印的產(chǎn)生和嵌入過(guò)程都是在加密域進(jìn)行，加密過(guò)程采用同態(tài)公鑰密碼體制，并通過(guò)嵌入的唯一的水印信息將廣告、