数字水印技术研究及在民航电子票务中的应用

摘要

伴随着网络移动通信技术的普及和提高，图形和区位码的民航电子票务在移动终端上的传输逐渐推广，民航电子票据以更方便更快捷的形式支付和传播。此项业务在依赖于移动网络的方便的同时，也出现了许多安全方面的问题。如：票务的安全传输问题、票据的验证等。本文研究将数字水印技术应用到民航电子客票系统中，从而解决相关安全问题。
　　数字水印技术作为信息隐藏技术之一，是将需要的数据通过一定的手段添加到载体数据中，并可随时检测。水印技术要求在不破坏载体数据的正常使用的前提下，添加到载体中的信息，这就是隐形性，同时为适应各种需求载体数据经过压缩以便于处理和传输。在透明性和鲁棒性之间进行衡量是数字水印的关键技术之一，为了满足一定的鲁棒性，避免因一般的信号处理，有损压缩等而导致水印的丢失，则应该将较大的水印能量添加到原始图像的中低频部分；另一方面，为了提高透明性，应该将较大的水印能量添加到原始图像的高频部分，但是通常集中在低频范围的图像的大多数部分能量，很容易因量化等处理而丢失嵌入到高频的水印。
　　本文研究的是一种将水印嵌入到民航电子客票中频部分的水印技术，这样能较好的反映水印的鲁棒性和透明性。针对民航电子票务系统中敏感数据面临着被篡改和信息泄露的危险，为了保护双方交易的合法利益，运用离散余弦变换DCT(Discrete Cosine Transform)数字水印技术实现基于数字水印的电子票据认证体系，具体措施包括：水印排列、DCT分块、图像中频系数重组、水印嵌入、DCT逆变换提取水印。
　　本文实验通过随机产生多个水印图像进行相似性检测实验，结果表明正确水印的SM（相似性量度）明显大于其它非法水印(非法水印的SM全部小于0.2)。另外，本算法在水印被嵌入之前进行伪随机排列和与原始图像有关的二次排列，能够很好地抵御第三方企图通过剪切图像的不重要部分来消除水印的攻击，从提取出来的结果可以看到，提取出来的水印图像尽管已被噪声所污染，但还是不影响水印图案的辨认，相应的相似性量度SM分别达到0.98(图像剪切1/8)和0.95(图像剪切1/4)。显然，相对原始水印图像改变很小。
　　目前，国内基于数字水印技术的研究在数字广播、纂改提示、版权保护、多媒体认证等领域得到了广泛的应用，随着数字水印技术的发展和有关基础理论研究框架的形成，其应用的领域和规模还将会进一步地扩大。

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第一章绪论

1.1课题的研究背景及意义

1.2数字作品保护概述

1.3研究动态

1.4商品化软件

1.5供研究用的软件

1.6本文的研究内容

第二章基于离散余弦变换DCT的数字水印算法研究

2.1数字水印技术概述

2.2水印技术的通用算法和典型算法

2.3基于DCT数据压缩理论

2.4基于DCT的数字水印检测

2.5本章总结

第三章民航电子票务系统中数字水印技术的实现方案

3.1民航电子票务系统及安全性

3.2基于数字水印技术的民航电子票务业务流程

3.3民航票务系统中嵌入和提取数字水印的技术分析

3.4本章总结

第四章基于DCT中频系数的数字水印技术研究与实现

4.1水印伪随机排列

4.2民航电子客票的水印二次排列

4.3 电子客票块中频系数的选择和重组

4.4 水印嵌入

4.5 DCT逆变换

4.6 本章总结

第五章 系统测试与分析

5.1系统实验

5.2算法实现

5.3基于DCT中频数字水印算法的可靠性

5.4基于DCT中频系数算法的数字水印隐形性

5.5基于DCT中频系数算法的数字水印稳健性

5.6本章总结

第六章结论与展望

6.1结论

6.2展望

致谢

参考文献