数字水印的设计与实现

,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,Company Name,*,Click to edit Master title style,LOGO,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,Click to edit Master title style,数字水印系统的设计与实现,姓 名：郑若珩,学 号：,08130401,指导老师：董振兴,专 业：信息安全,数字水印系统,目录,课题背景与研究意义,关键技术及理论基础,系统设计,系统实现,总结,数字水印系统,一、课题背景及研究意义,我们已经进入了二十一世纪的数字化时代。人们习惯于通过互联网随时随地地将自己的照片、图像、等数据上传发布。又由于互联网快速便捷的特性，这些原创或者商用作品容易被有意无意的篡改。数字产品的版权，完整性，有效性得不到保证。,本系统主要设计了基于,LSB,算法和基于混沌细胞自动机算法的数字水印的嵌入、提取,/,检测两大主要功能。方便用户能够根据自己的需要将自己的图像作品嵌入数字水印，并能够加以检测，甚至抵抗一定程度的简单攻击。在一定程度上遏止侵犯原创权的行为。,数字水印系统,二、关键技术及理论基础,数字水印（,digital watermark,）技术，是指在数字化的数据内容中嵌入视觉不可感知的数字记号。被嵌入的记号通常是不可见或不可察的，但是通过一些特定的计算操作可以被检测或者提取,透明性（,invisibility,）,不可检测性（,undetectability,）,鲁棒性（,robustness,）,安全性（,security,）,数字水印概念,数字水印特征,数字水印系统,二、关键技术及理论基础,嵌入与检测数字水印工作模型,数字水印系统,三、系统设计,系统功能图,四、系统实现,数字水印系统,嵌入水印时，将原始图片亮度值每一字节的最低位赋值为前,7,位与隐藏信息的异或。,基于,LSB,算法数字水印,提取水印时，将待测图像每个字节的,8,位亮度值异或，即得到隐藏信息的消息串，整合后得到嵌入的水印图像。,四、系统实现,2,3,1,随机序列整合成随机矩阵,经过基于投票规则的细胞自动机变化产生细胞水印模板矩阵,WaterMark,。,将细胞水印模板嵌入原始图像亮度值,DCT,域,E,（,image,）,=IDCT(DCT(image)+alpha*WaterMark),DCT,离散余弦变换,基于混沌与细胞自动机算法的数字水印嵌入功能,数字水印系统,四、系统实现,2,3,1,利用原始图像产生实际细胞水印模板矩阵,提取的细胞水印模板,=,（待测图像,DCT,矩阵,-,原始图像,DCT,矩阵）,/alpha,实际细胞水印模板矩阵与提取的细胞水印模板矩阵做相关性检测,根据阈值判断待测图像中是否含有水印,基于混沌与细胞自动机算法的数字水印检测功能,四、系统实现,数字水印系统,四、系统实现,数字水印系统,序号,实验算法,攻击类型,攻击次数,实验结果,1,LSB,1/16,剪切,1,100%,提取,2,LSB,1/8,剪切,1,有损提取,3,LSB,随机剪切,10,有损提取,4,LSB,随机剪切,20,有损提取,5,LSB,随机剪切,30,无法提取,6,LSB,上平移,1,无法提取,7,LSB,下平移,1,无法提取,8,LSB,左平移,1,无法提取,9,LSB,右平移,1,无法提取,序号,实验算法,攻击类型,攻击次数,实验结果,1,混沌与细胞自动机,1/16,剪切,1,含有水印,2,混沌与细胞自动机,1/8,剪切,1,含有水印,3,混沌与细胞自动机,随机剪切,10,含有水印,4,混沌与细胞自动机,随机剪切,20,含有水印,5,混沌与细胞自动机,随机剪切,30,含有水印,6,混沌与细胞自动机,随机剪切,50,未检测出水印,7,混沌与细胞自动机,上平移,10,含有水印,8,混沌与细胞自动机,上平移,20,含有水印,9,混沌与细胞自动机,上平移,30,未检测出水印,10,混沌与细胞自动机,下平移,10,含有水印,11,混沌与细胞自动机,下平移,20,含有水印,12,混沌与细胞自动机,下平移,30,未检测出水印,13,混沌与细胞自动机,左平移,1,未检测出水印,14,混沌与细胞自动机,右平移,1,未检测出水印,五、总结,数字水印系统,在,数字水印系统设计与实现的,过程中，我遇到了不少的难题。其中一些是因为缺少编程经验而出现的简单错误,，例如开始编程时出现的堆栈溢出问题，导致系统执行时的不断崩溃，最终修改所有静态数组为动态分配而解决该问题,。而其中也有,一些是因为算法的理解错误,，,导致系统的运行得不到预期的效果。这些最终,通过自己的钻研和,老师、同学,的帮助得到绝大部分的解决，这对我在编程有一定的帮助和积累经验作用。,在,数字水印系统,中，两个,期待未来能够完善的问题：,第一个问题就是,其他类型图像的水印嵌入问题,。,可以将真彩图片转化为,RGB,图片再转化为系统中所示范的灰度图像，但由于时间问题，就没有能够实现这项功能。,第二个问题是,没有能够简化系统的操作，使用户使用起来比较繁琐,。,Thank You!,重庆邮电大学本科生论文答辩,