Лабораторная работа №3: Маркировка мультимедиа данных цифровыми водяными знаками

Цель работы: научиться создавать видимые водяные знаки и помещать их в графические файлы.

Цифровой водяной знак (ЦВЗ) — технология, созданная для защиты авторских прав мультимедийных файлов. Обычно цифровые водяные знаки невидимы. Однако ЦВЗ могут быть видимыми на изображении или видео. Обычно это информация представляет собой текст или логотип, который идентифицирует автора.

1. Классификация

Основные отличия цифровых водяных знаков от обычных (бумажных) заключаются в том, что, во-первых, ЦВЗ невидимы (существует всего несколько случаев применения видимых ЦВЗ), а во-вторых, задача злоумышленника состоит не в наиболее точной имитации водяного знака, а, наоборот, в полном его уничтожении.

Требование невидимости необходимо, прежде всего, для того чтобы злоумышленник не смог обнаружить ЦВЗ визуально (так как в этом случае его задача упрощается). Чтобы лучше противостоять атакам, ЦВЗ следует распределить по всему цифровому контейнеру. Если речь идет, скажем, об изображении (фотографии), основными атаками (методами уничтожения) на ЦВЗ являются: масштабирование, вырезание каких-либо участков изображения, поворот на произвольный угол, конвертирование в другой графический формат, печать и последующее сканирование и т.д. Цифровой водяной знак должен успешно противостоять этим атакам. Смысл в этом имеется, если, конечно, после такого преобразования картинка похожа на исходный вариант.

Цифровые водяные знаки бывают трех видов:

• робастные, или устойчивые (такие ЦВЗ должны быть устойчивы к любым воздействиям на них);

• хрупкие (изменяются или разрушаются при незначительной модификации контейнера);

• полухрупкие (устойчивы по отношению к одним воздействиям и неустойчивы по отношению к другим).

Устойчивые ЦВЗ используются, когда автор хочет, чтобы идентификационный код, логотип компании и т.п. сохранились при максимальных искажениях контейнера. Хрупкие ЦВЗ, наряду с электронной цифровой подписью, применяются для проверки целостности электронных документов. Алгоритмы встраивания хрупких ЦВЗ отличаются от прочих особой чувствительностью к любым искажениям. Они эффективны при решении задачи контроля целостности и защиты от фальсификации. В случае полухрупких ЦВЗ изображение, например, может быть переведено в другой формат или сжато, но вырезать или вставить в него фрагмент нельзя; для аудиотрека можно изменить звучание частот, но нельзя убрать голос исполнителя.

2. Методы защиты с помощью цвз

Какие же действия надо произвести, чтобы защитить цифровым водяным знаком, например, некоторую фотографию прежде, чем выложить ее на сайт в Интернете? Для начала понадобится специальная программа, работающая с ЦВЗ. Количество таких программ постоянно увеличивается, при этом среди них есть как платные и условно бесплатные, так и бесплатные вообще. С помощью программы встраивается ЦВЗ и фотографию можно спокойно выкладывать в сети.

Доказать свои авторские права в случае необходимости или же просто убедиться в наличии ЦВЗ можно будет, воспользовавшись этой программой или какой-либо другой, поддерживающей функцию WaterMarking. Тут же высветится идентификатор и дата создания снимка. Хотя следует заметить, что, как правило, цифровой водяной знак, встроенный в изображение некоторой программой, не всегда можно обнаружить при помощи другого программного продукта. Это объясняется тем, что каждая программа является реализацией того или иного метода или методов внесения ЦВЗ. И если программы реализуют разные методы или даже разные алгоритмы одного метода, то показывать в качестве ЦВЗ они будут разную информацию.