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I
目 录
摘 要...............................................................................................................................I
Abstract..........................................................................................................................II
1 绪论............................................................................................................................1
1.1 论文研究背景.................................................................................................1
1.2 国内外研究成果.............................................................................................2
1.3 水印技术存在的一些问题...........................................................................2
1.4 本文的主要工作.............................................................................................3
2 数字水印相关背景知识简介....................................................................................4
2.1 数字水印的基本特征和分类.........................................................................4
2.1.1 数字水印的基本特征..........................................................................4
2.1.2 数字水印的分类..................................................................................5
2.2 数字水印的安全性评估.................................................................................7
2.3 数字水印的商业应用.....................................................................................8
2.4 常见颜色模型表示方法.................................................................................9
2.5 颜色的量化...................................................................................................10
2.6 颜色的特征及表达........................................................................................11
2.7 图像分割方案...............................................................................................12
2.8 依照阈划分策略............................................................................................12
2.9 图像的相似性度量......................................................................................13
3 改进的 LSB 算法.....................................................................................................16
3.1 传统的 LSB 的算法加载机制......................................................................16
3.2 传统 LSB 加载中的一些问题......................................................................17
3.3 其他的一些数字水印的解决方案...............................................................17
4 数字水印的安卓平台仿真......................................................................................18
4.1.Android 的新特征..........................................................................................18
4.2 Android 架构特征..........................................................................................19
4.2.1 Android 系统架构...........................................................................19
4.2.2Android 组件设计模型........................................................................20
II
4.3 Android 应用程序的生命周期......................................................................21
4.4 Android 运行环境分析..................................................................................23
4.5 基于安卓的数字水印生成设计...................................................................23
4.5.1 数字水印的生成................................................................................23
4.5.2 数字水印的变换处理........................................................................24
4.5.3 非周期性的处理..............................................................................25
4.5.4 水印生成的实现................................................................................26
4.6 程序调试.......................................................................................................27
4.6.1 测试的重要性及目的.........................................................................27
4.6 .2 测试的步骤........................................................................................28
4.7 系统的详细测试...........................................................................................29
4.7.1 界面反应测试以及触摸测试.............................................................29
4.7.2 水印生成功能的测试.........................................................................30
5 总结..........................................................................................................................31
致 谢............................................................................................................................31
参考文献......................................................................................................................32
I
摘 要
随着智能手机的广泛运用;各种手机支付功能也得到了广泛的发展;为保障
支付的安全性,人们对基于数字水印的签名加密技术的研究也如火如荼;基于水
印加密的数字签章,成为一种应对黑客攻击的解决方案。
本文基于传统的数字水印技术,结合 LSB 算法,使用矩阵变换的思想生成
待处理的 LSB 前期图像处理数据;传统的 LSB 算法中载体图像和水印图像的大
小相等,水印图像将分别替换载体图像的每一个像素点的最后一位。由于水印图
像为二值图像,可以直接作为水印嵌入,但是为了加强安全性,在嵌入之前进行预
处理,可以将水印信号置乱,比如 Arnold 置乱,其中置乱的次数就可以作为密钥,这
样即使攻击成功提取出水印也不能破解我们的消息。
通过课题,我们改进过的 LSB 算法将水印图像缩小,在嵌入水印图像时,只替
换载体图像的一部分像素点的末位,这将大大提高了新算法程序的安全性和鲁棒
性。
关键字:数字水印、信息隐藏、LSB 算法
II
Abstract
With the extensive use of smart phones; various mobile payment function has
also been extensive development; pay for the protection of the security of people
based on digital watermarking signature encryption technology research also in full
swing; based watermarking encrypted digital signature to become a coping hacking
solutions.
Based on the traditional digital watermarking technology, combined with LSB
algorithm, the idea of using matrix transformations generated LSB pending
preliminary image processing data; LSB algorithm in the traditional carrier image and
the watermark image is the same size, the watermark image will be replaced by
images of each carrier a pixel of the last bit. Since the watermark image is a binary
image can be directly embedded as a watermark, but in order to enhance security,
pretreatment prior to embedding, watermark signal can be scrambled, such as Arnold
scrambling, scrambling frequency which can be used as key so even if an attacker
successfully extract the watermark can not break our news.
Through the issue, which we improved a LSB algorithm reduced the watermark
image in the watermark image, replace only the part of the carrier image pixel bottom,
which will greatly enhance the safety of the new algorithm and robustness.
Keywords: Digital watermarking, information hiding, LSB algorithm
1
1 绪论
1.1 论文研究背景
网络技术和数字多媒体技术的快速发展,方便了我们通过网络传输、发布
和获取数字媒体信息,同样方便了不法分子利用网络环境的开放性和共享性,对
数字产品进行恶意篡改、非法拷贝和肆意传播,严重损害了数字产品的创作者和
使用者的利益,如何进行有效的数字产品版权保护和网络信息安全维护已成为当
前迫切需要解决的难题之一。传统的办法是依靠密码学技术对数字产品进行加密
处理,这在一定程度上解决了数字产品的安全传输、访问控制等问题。但是加密
文件是一个不可直接理解的文件,不利于信息的交流和传播,更容易引起攻击者
的注意,而且经过解密后的数字产品将不再受到保护。特别是随着智能手机的广
泛使用,目前在安卓系统上的数字水印并加密问题,成为一种迫切解决的难题和
问题。
传统的加密方法已经无力解决当前所面临的问题,必须寻求一种新的方法
来解决多媒体信息安全问题,数字水印技术的研究正是在这种应用背景下迅速
发展起来的。它将具有特定意义的信息,利用数字嵌入技术隐藏在数字图像、
音频、视频、文档等数字产品中,在遇到版权纠纷时,可以从数字产品中提取
出这些信息用以证明创作者对产品的所有权,同时通过对水印的检测和分析判
断数字化产品的完整性和可靠性,从而成为知识产权保护和数字化信息产品防
伪的有效手段。
数字水印技术在应用中需要进一步解决的关键问题之一是鲁棒性不足的问
题,鲁棒性是指数字水印算法在经过常规的信号处理后,仍能够检测到水印的
能力,它是数字水印技术最基本的同时也是最重要的特征之一。单纯从技术的
角度讲,数字图像水印的鲁棒性主要体现在简单攻击鲁棒性和几何攻击鲁棒性。
简单攻击主要有加噪、滤波、压缩、剪切等;几何攻击主要有平移、旋转、缩
放等。近年来,鲁棒水印技术的研究与应用取得了很大进展,但是,如何抵抗
几何攻击仍然是水印领域所面临的最大困难,成为当前数字水印产品商业化的
最大障碍。攻击者即使只对目标图像做轻微的,几乎不可察觉的几何攻击,虽然
水印信号还留在载体图像中,但大多数水印检测器却不能正确提取水印信息。
本文系统考虑了影响鲁棒性的水印生成、嵌入到提取的各个环节;综合运用了非
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