数字水印技术的实现_毕业论文.doc

发布时间：2022-06-09 发布人：admin 分类：说明书资料大小：1.99M 资料格式：doc 举报版权申诉

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摘要

Abstract

第1章绪论

1.1 引言

1.2 研究背景

1.2.1信息隐藏技术

1.2.1.1信息隐藏的概念

1.2.1.2信息隐藏的分类

1.2.1.3信息隐藏的特性

1.2.2数字水印技术的起源

1.2.3研究背景

1.3 数字水印技术的研究现状和未来

1.3.1数字水印技术的研究现状

1.3.2数字水印技术的未来

1.4 开发目标与开发所用的技术

1.4.1开发目标

1.4.2开发所用的技术

1.5 项目提出的意义及价值

第2章系统分析

2.1 系统需求分析

2.1.1数字签名水印技术

2.1.2印章水印技术

2.1.3指定点数字水印技术

2.2 系统设计方案

2.2.1“文件”菜单

2.2.2“数字水印”菜单

2.2.3“验证”菜单

2.2.4“帮助”菜单

第3章系统设计

3.1 总体设计

3.2详细设计

3.2.1签名水印技术的实现算法

3.2.2印章水印技术的实现算法

3.2.3指定位置的水印技术的实现算法

第四章软件实现

4.1系统的部分代码

4.1.1签名水印技术的实现（针对只有黑白两种颜色的签名图片）

4.1.2印章水印技术的实现（针对红色印章）

4.1.3指定位置水印(针对签名和印章)

4.1.4部分验证代码

4.2软件的部分界面

4.2.1 签名水印加密

4.2.2验证水印加密

4.2.3印章水印加密

4.2.4指定位置水印加密

第五章软件测试与维护

5.1软件测试的目的、方法和原则

5.1.1软件测试的目的

5.1.2软件测试的方法

5.1.3软件测试的原则

5.2系统测试

5.2.1签名水印

5.2.2印章水印

5.2.3指定点水印

结论

致谢

参考文献

附录一

摘要随着数字技术的飞速发展，各种形式的多媒体数字作品在网络上不断发表和传播，形成了一种低成本、高速度的发展形式，为创造者和使用者都提供了很大的便利，但同时这些特性也让盗版者乘虚而入。为了解决这些问题，很多先进的数字防盗技术应运而生，而数字水印技术则是其中的佼佼者。本文主要介绍了用 Delphi 软件开发技术开发的一个能够加密图片文件的软件，实现了简单的信息隐藏技术。论文的第一章主要介绍了数字水印技术的研究意义，发展背景，发展趋势与研究方向和其当前在国内外研究的现状以及数字水印的应用领域。第二章对整个数字 “水印技术的实现”软件的需求进行了分析。因为不需要用到数据库技术，所以实现起来相对比较简单。第三章为整个系统的总体设计和详细设计部分，分别对软件的各个模块做了详细的介绍。第四章给出了系统运行时的部分界面，希望能让读者更为直观地看到本软件，了解软件的功能和特点。第五章首先对软件测试作了简单介绍，后对整个系统做了软件测试，整个测试完整详细，旨在能够完美地呈现最后结果。关键词数字水印技术；印章加密；签名加密 I

Abstract Along with the digital technology rapid development, various forms of multimedia digital works on the Internet continuously published and spread, formed a kind of low cost, high speed development form as creator and users are offers a lot of convenience, but these same character also lets pirates grasp. In order to solve these problems, a lot of advanced digital anti-theft technology born, and digital watermarking technology is one of the outstanding person. This paper mainly introduces the technical development with Delphi software development a can encryption picture file software, realized simple information hiding technology. The paper's first chapter basically introduces digital watermarking technology research significance, the development background, development trend and the research direction and its current research situation of both at home and abroad and digital watermarking application fields. The second chapter to the realization of digital "watermark" software needs are analyzed. Because it does not need to use the database technology, so realize up relatively simple. The third chapter for the entire system of the overall design and detailed design part respectively, the software modules are described in detail. The fourth chapter gives the system is running part interface, hope can let the reader more intuitive to see this software, understand the software function and advantages. Chapter 5 of software testing first introduced, to the whole system do after software testing, the whole test complete detailed, aims to perfectly present final results. Keywords digital watermarking technology ; Seal encryption; Signature encryption II

目录摘要....................................................................................................................................I Abstract................................................................................................................................. II 目录................................................................................................................................. III 第 1 章绪论..................................................................................................................... 1 1.1 引言...............................................................................................................................................1 1.2 研究背景...................................................................................................................................... 1 1.2.1 信息隐藏技术 .................................................................................................................... 1 1.2.2 数字水印技术的起源...................................................................................................... 2 1.2.3 研究背景 ............................................................................................................................ 3 1.3 数字水印技术的研究现状和未来.............................................................................................. 4 1.3.1 数字水印技术的研究现状.............................................................................................. 4 1.3.2 数字水印技术的未来...................................................................................................... 4 1.4 开发目标与开发所用的技术...................................................................................................... 5 1.4.1 开发目标 ............................................................................................................................ 5 1.4.2 开发所用的技术 ................................................................................................................ 5 1.5 项目提出的意义及价值.............................................................................................................. 5 第 2 章系统分析............................................................................................................... 6 2.1 系统需求分析.............................................................................................................................. 6 2.1.1 数字签名水印技术 ............................................................................................................ 6 2.1.2 印章水印技术 .................................................................................................................... 6 2.1.3 指定点数字水印技术 ........................................................................................................ 6 2.2 系统设计方案.............................................................................................................................. 6 2.2.1“文件”菜单 ..................................................................................................................... 7 2.2.2“数字水印”菜单 ............................................................................................................. 8 2.2.3“验证”菜单 ..................................................................................................................... 8 2.2.4“帮助”菜单 ..................................................................................................................... 8 第 3 章系统设计............................................................................................................. 10 3.1 总体设计.................................................................................................................................... 10 3.2 详细设计 ..................................................................................................................................... 10 III

3.2.1 签名水印技术的实现算法 .............................................................................................. 10 3.2.2 印章水印技术的实现算法 .............................................................................................. 11 3.2.3 指定位置的水印技术的实现算法 .................................................................................. 11 第四章软件实现............................................................................................................. 12 4.1 系统的部分代码......................................................................................................................... 12 4.1.1 签名水印技术的实现（针对只有黑白两种颜色的签名图片） ..................................12 4.1.2 印章水印技术的实现（针对红色印章） ......................................................................13 4.1.3 指定位置水印(针对签名和印章)................................................................................... 14 4.1.4 部分验证代码 .................................................................................................................. 15 4.2 软件的部分界面......................................................................................................................... 16 4.2.1 签名水印加密 ................................................................................................................. 16 4.2.2 验证水印加密 .................................................................................................................. 17 4.2.3 印章水印加密 .................................................................................................................. 19 4.2.4 指定位置水印加密 .......................................................................................................... 19 第五章软件测试与维护............................................................................................... 21 5.1 软件测试的目的、方法和原则................................................................................................. 21 5.1.1 软件测试的目的 .............................................................................................................. 21 5.1.2 软件测试的方法 .............................................................................................................. 21 5.1.3 软件测试的原则 .............................................................................................................. 21 5.2 系统测试 ..................................................................................................................................... 22 5.2.1 签名水印 .......................................................................................................................... 22 5.2.2 印章水印 .......................................................................................................................... 22 5.2.3 指定点水印 ...................................................................................................................... 23 结论................................................................................................................................. 24 致谢................................................................................................................................. 25 参考文献............................................................................................................................. 26 附录一................................................................................................................................. 27 IV

第 1 章绪论 1.1 引言数字信息产业和网络技术的不断发展，快捷、廉价的数字传输手段在为无数商家带来无限商机的同时，也提出了新的挑战——数字产品的侵权、盗版和随意篡改。这使得很多合法用户在自己的作品和所有权受到侵害时却无法通过有效的手段来保护自己的合法权益，甚至无法确认被伪造和篡改的程度。因此，采取各种手段对数字作品进行保护和对侵权者进行惩罚已经成为当前十分迫切的工作。对数字作品的保护分为两个部分：一是版权保护，二是内容完整性（真实性）保护，即认证[1]。传统的加密方法对内容的保护只局限在加密通信的信道中或其他加密状态下，一旦解密，则毫无保护可言；密码学中的认证方法对数字作品的保护也无能为力：一方面由于数字作品的真实性认证往往需容忍一定程度的失真，而密码学中的认证方法不容许一个比特的改变；另一方面，用于数字作品的认证信息往往需要直接嵌入数字作品中，不用另外保存认证信息，但密码学中的认证方法则需另外保存信息认证码（MAC）。由于密码学对数字作品保护能力的局限，一种新的保护途径应运而生，即数字水印技术，它甚至被认为是多媒体内容保护的最后一道防线。数字水印技术是将与数字作品相关或不相关的一些标示信息直接嵌入数字作品当中，但不影响原内容的价值，并不能被人的知觉系统觉察或注意到。通过这些隐藏在数字作品中的信息，可以达到确认内容创建者、购买者，或者是否真实完整。 1.2 研究背景 1.2.1 信息隐藏技术 1.2.1.1 信息隐藏的概念信息隐藏是一门具有渊源历史背景的新兴学科，涉及感知学、信息论及密码学等多个领域。它是利用人类感觉器官对数字信号的感觉冗余，将信息隐藏在普通信息中，隐藏后信息的外部表现的只是普通信息的外部特征，不改变普通信息的本质特征和使用价值。信息隐藏一般由四部分组成[2]：信息嵌入：利用嵌入密钥来实现嵌入对象的隐藏过程；信息提取：利用提取密钥从隐藏对象或可能经过修改的隐藏对象中提取或恢复 1

出嵌入对象；密钥生成：由安全参数生成嵌入和提取密钥；隐藏分析：指对隐藏对象的分析、处理。 1.2.1.2 信息隐藏的分类按信息隐藏的目的或应用可分为伪装式保密通信和数字水印[3]。前者用来秘密传输信息，后者进行版权保护。按隐藏的载体又可分为基于图像、音频、视频等类型。 1.2.1.3 信息隐藏的特性据信息隐藏的目的和要求概括为以下特性[4]: 不可感知性:利用人类视觉或听觉系统属性，经一系列隐藏处理后，使隐藏对象没有明显的降质现象，而嵌入对象却无法人为地看见或听见；稳健性:指不因隐藏对象通过某种常用信号处理操作而导致嵌入对象丢失的能力；安全性:指隐藏算法有较强的抗恶意攻击能力，嵌入对象不被破坏并能承受一定的攻击；不可检测性:指隐藏对象与载体对象需具有一致的特性，如有一致的统计噪声分布等，以便隐藏分析者无法判断隐藏对象中是否藏有嵌入对象；自恢复性:经过某些操作或变换后，可能会使隐藏对象产生较大的破坏。自恢复性指从留下的片断数据中不需要载体信号就能够恢复出嵌入信号；嵌入强度:载体中应能隐藏尽可能多的信息。 1.2.2 数字水印技术的起源数字水印技术出现在 20 世纪 90 年代，是一种能有效解决信息安全和版权保护的方案。数字水印技术的基本思想源于古代的密写术[5]。古希腊的斯巴达人曾将军事情报刻在普通的木板上，用石蜡填平，收信的一方只要用火烤热木板，融化石蜡后，就可以看到密信。使用最广泛的密写方法恐怕要算化学密写了，牛奶、白矾、果汁等都曾充当过密写药水的角色。可以说，人类早期使用的保密通信手段大多数属于密写而不是密码。然而，与密码技术相比，密写术始终没有发展成为一门独立的学科，究其原因，主要是因为密写术缺乏必要的理论基础。 2

1.2.3 研究背景在我们的现实生活中，以下几个引起普遍关注的问题构成了数字水印技术的研究背景[6]。（1）数字作品的知识产权保护数字作品（如电脑美术、扫描图像、数字音乐、视频、三维动画）的版权保护是当前的热点问题，而对于数字作品的版权保护可能是水印最为主要的应用。由于数字作品的拷贝、修改非常容易，而且可以做到与原作完全相同，所以原创者不得不采用一些严重损害作品质量的办法来加上版权标志，而这种明显可见的标志很容易被篡改。数字水印利用数据隐藏原理使版权标识不可见或不可听，既不损害原作品质量，又达到了版权保护的目的，这种应用要求非常高的稳健性。包含很多图像和数字音乐的因特网站是该应用的推动力量，网站所含的这些图像和音乐是可随意使用的，但是它们的所有者却要保护它们。目前，用于版权保护的数字水印技术已经进入了初步实用化阶段，IBM 公司在其“数字图书馆”软件中就提供了数字水印功能， Adobe 公司也在其著名的 Photoshop 软件中集成了 Digrmarc 公司的数字水印插件。然而实事求是地说，目前市场上的数字水印产品在技术上还不成熟，很容易被破解，距离真正的实用还有很长的路要走。（2）商务交易中的票据防伪随着高质量图像输入/输出设备的发展，特别是精度超过 1200dpi 的彩色喷墨，激光打印机和高精度彩色复印机的出现，使得货币、支票以及其他票据的伪造变得更加容易。据美国官方报道，仅在 1997 年截获的价值 4000 万美元的假钞中，用高精度彩色打印机制造的小面额假钞就占 19%，这个数字是 1995 个的 9.05 倍。目前，美国、日本以及莅都已开始研究用于票据防伪的数字水印技术。其中麻省理工学院媒体实验室受美国财政部委托，已开始研究在彩色打印机、复印机输出的每幅图像中加入惟一的、不可见的数字水印，在需要时可以实时地从扫描票据中判断水印的有无，快速辨识真伪。另一方面，在从传统商务向电子商务转化的过程中，会出现大量过渡性的电子文件，如各种纸质票据的扫描图像等。即使在网络安全技术成熟以后，各种电子票据也还需要一些非密码的论证方式。数字水印技术可以为各种票据提供不可见的认证标志，从而大大增加了伪造的难度。（3）声像数据的隐藏标识和篡改提示数据的标识信息往往比数据本身更具有保密价值，如遥感图像的拍摄日期、经 3

/纬度等。没有标识信息的数据有时甚至无法使用，但直接将这些重要信息标记在原始文件上又很危险。数字水印技术提供了一种隐藏标识的方法，标识信息在原始文件上是看不到的，只有通过特殊的阅读程序才可以读取。这种方法已经被国外一些公开的遥感图像数据库所采用。 1.3 数字水印技术的研究现状和未来 1.3.1 数字水印技术的研究现状自 1993 年以来，有关数字水印和信息隐藏的文章日益增多，Van Schyncl 在 ICIP’94 会议上发表了题为“A digital watermark”的文章，是第一篇在主要会议上发表的关于数字水印技术的文章。这篇文章被认为是一篇具有历史价值的文献。1999 年 12 月 Stefan Katzenbeisser 和 Fabien A.P.Petitcolas 等人出版了信息隐藏技术领域的第一本专业论著 “ Information hiding techniques for steganography and digital watermarking ”，其中文译本于 2001 年由人民邮电出版社出版。Ingemar Cox 等人于 2001 年 10 月出版了关于数字水印的专著“Digital watermarking”。国内在这方面的研究起步稍晚，但已引起了信息安全领域研究人员的普遍关注，于 2000 年召开了第一届数字水印技术研讨会。期刊杂志相关文章的数量从 2000 年开始迅速增加。随着理论研究的进行，相关的软件不断推出。信息隐藏应用技术的研究主要集中在数字水印上，国际上一些大公司正在致力于保护音像制品知识产权的数字水印技术的标准化和实用化研究，也有国家在研究使用水印保护和防止伪造电子照片的工作。 1.3.2 数字水印技术的未来数字水印技术还有很多其它用途，并且其应用领域还在不断扩大。要完整地说明数字水印应用的未来还不可能，但是业界对数字水印技术在复制保护和纸质媒介上的应用有了越来越大的兴趣，比如用水印技术保护钞票、支票、发票等等。除了技术发展，市场营销和商业规划也极为重要，并且需要有深度的分析与战略计划。技术推广和普及也必不可少，以保证为市场接受数字水印技术做好准备。 4

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