基于数字水印技术的用户认证方案

摘要

数字版权管理问题是当前网络多媒体应用中非常突出的问题，目前用于解决该问题的技术很多，其中身份认证作为数字版权管理系统的首要环节是至关重要的，它通过认证在数字作品的使用者与数字版权管理系统之间建立起可相互信任的关系，保证用户的合法性。近年来数字水印技术在数字版权保护领域的应用中也起着越来越重要的作用，它将版权信息或完整性认证信息嵌入到数字作品中，从而保证数字作品的版权归属为题的正确判断或数字作品完整性的正确判断。 本文主要的研究内容是数字水印技术在用户认证方面的应用，利用鲁棒数字水印实现对用户的身份认证；利用脆弱水印和鲁棒零水印实现对数字作品内容的完整性认证和用户的行为认证，从而建立完善的数字版权管理系统用户认证机制。 第一章对数字版权管理系统的概念、功能及研究动态做出简要介绍，并对数字水印技术的基本框架、特征、分类、性能评估及国内外研究现状进行了简要介绍。 第二章对本文设计的认证方案中所应用到的身份认证技术、小波变换技术进行了概要分析，其中对NSSK身份认证方案和小波变换理论进行了重点介绍。 第三章和第四章分别提出了构成本文用户认证方案的身份认证方案及行为认证方案。 基于数字水印技术的身份认证方案以已有的NSSK身份认证方案为基础，用图像数字水印技术替代其中的加密操作，增强版权信息的隐秘性，本文对方案的有效性也进行了详细的分析。在图像数字水印算法的设计上着重考虑算法的鲁棒性和自适应性。水印嵌入和提取前进行仿射不变特征点的提取并利用遗传算法实现对特征点的匹配，从而求出几何变换参数，实现对图像的自同步操作。在水印的嵌入过程中，以图像纹理为参考实现水印嵌入强度系数的自我调节。通过仿真实验对该抗几何攻击图像数字水印算法进行了鲁棒性分析，该算法具有较强的鲁棒性和不可见性。 基于数字水印技术的行为认证方案作为身份认证功能的补充和延伸，将版权保护的研究对象从数字作品本身转移到了具有能动性的用户上，保证不仅对数字作品进行完整性认证且对使用完数字作品的用户进行行为认证。本文对用户的行为认证分为两类，一类是在数字作品被同一用户使用后归还的情况下确定归还数字作品的用户是否进行了越权操作，一类是在数字作品被不同用户使用后归还的情况下确定有越权行为用户的范围。两个方案均利用脆弱水印实现数字作品完整性认证的功能，完整性认证信息根据数字作品生成，利用鲁棒零水印及完整性认证结果实现用户的行为认证，并通过提取相应的用户信息来追溯版权问题的真正源头。最后通过仿真实验对两方案的有效性及水印算法的鲁棒性进行了分析。 在文章最后对本文进行了全文总结，并对今后的研究方向进行了展望。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1背景及研究意义

1.2数字版权管理系统简介

1.3国内外数字版权管理系统研究动态

1.4数字水印技术简介

1.4.1数字水印基本框架

1.4.2数字水印基本特征

1.4.3数字水印的分类

1.4.4数字水印的性能评估

1.5国内外图像数字水印研究动态

1.6本文工作

第二章预备知识

2.1身份认证

2.1.1身份认证技术概述

2.1.2身份认证协议

2.2小波变换

2.2.1小波变换理论简介

2.2.2小波变换在图像数字水印中的应用

第三章基于数字水印技术的身份认证方案

3.1身份认证方案

3.2仿射不变特征点提取

3.3水印算法

3.3.1水印的生成与恢复过程

3.3.2水印嵌入过程

3.3.3水印提取过程

3.4基于遗传算法的特征点匹配

3.4.1遗传算法参数设计

3.4.2基于遗传算法的特征点匹配过程

3.5实验分析

3.5.1有效性分析

3.5.2鲁棒性分析

3.6本章小结

第四章基于数字水印技术的行为认证方案

4.1可确定单一用户行为的行为认证方案

4.1.1认证方案设计

4.1.2脆弱水印算法

4.1.3鲁棒零水印算法

4.2可确定越权用户范围的行为认证方案

4.2.1认证方案设计

4.2.2鲁棒零水印算法

4.3实验分析

4.3.1可确定单一用户行为的行为认证方案有效性分析

4.3.2可确定越权用户范围的行为认证方案有效性分析

4.3.3鲁棒性分析

4.4本章小结

第五章总结

5.1全文小结

5.2进一步的研究工作

参考文献

在校期间发表的论文、科研成果等

致 谢