数字水印技术及应用
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商品详情

品牌 : 京东图书 出版时间 : 2013-01-01 品牌属地 : 中国 出版社 : 电子工业出版社 语言 : 中文 ISBN : 9787121186349 开本 : 14.0 版次 : 1 页数 : 224 印刷时间 : 2013-02-01 包装 : 平装 著者 : 许文丽,王命宇,马君
编辑推荐

《数字水印技术及应用》可作为通信与电子系统、信号与信息处理等专业的高年级本科生和研究生的入门教材或参考书,还可作为信息安全与保密通信、多媒体数字产品保护和电子商务安全等领域的技术人员和管理人员的参考书。
内容简介

《数字水印技术及应用》详尽地给出了图像数字水印的各种应用算法及实例,理论基础全面,参考性和可操作性强。
《数字水印技术及应用》可以作为通信与电子系统、信号与信息处理等专业的高年级本科生和研究生的入门教材或参考书,还可以作为信息安全与保密通信、多媒体数字产品保护和电子商务安全等领域的技术人员和管理人员的参考书。
目录

第1章 绪论
1.1 物联网新形势下的网络安全
1.1.1 因特网环境下的网络安全
1.1.2 无线传感器网络安全
1.1.3 物联网环境下的网络安全
1.2 密码学基础
1.2.1 密码学的基本概念
1.2.2 密码学在网络信息安全中的作用
1.2.3 密码学的发展历史
1.2.4 密码体制的分类
1.3 信息隐藏技术
1.3.1 信息隐藏的背景
1.3.2 信息隐藏的学科分支
1.4 数字水印技术
1.5 数字水印技术的应用与发展

第2章 数字水印技术基础
2.1 数字水印定义、特点和分类
2.2 数字水印系统的基本框架
2.3 基于通信系统的数字水印模型
2.4 数字水印生成技术
2.5 数字水印嵌入技术
2.5.1 空间域数字水印嵌入技术
2.5.2 变换域数字水印嵌入技术
2.5.3 压缩域数字水印嵌入技术
2.5.4 基于人类视觉系统(HVS)的视觉掩蔽模型
2.5.5 嵌有水印图像的质量评估,是否有主观和客观量化
2.6 数字水印检测技术
2.6.1 数字水印检测器
2.6.2 检测阈值的确定

第3章 量化数字水印技术
3.1 量化的基本原理
3.1.1 标量量化的基本原理
3.1.2 矢量量化的基本原理
3.2 矢量量化的关键技术
3.2.1 码书设计
3.2.2 矢量量化码书设计的最优条件
3.2.3 码字搜索
3.2.4 索引分配
3.3 基于矢量量化的水印算法
3.3.1 基于码书扩展的鲁棒矢量量化水印算法
3.3.2 基于索引极性的鲁棒矢量量化水印算法
3.3.3 基于索引受限的脆弱矢量量化水印算法

第4章 数字图像压缩技术
4.1 图像压缩编码技术概述
4.1.1 数字图像压缩的必要性
4.1.2 图像压缩编码质量的评价
4.1.3 图像冗余
4.1.4 图像压缩编码分类
4.1.5 图像压缩标准
4.2 数字图像压缩系统
4.2.1 数字图像压缩系统的组成
4.2.2 基于小波变换的数字图像压缩技术
4.3 JPEG压缩技术
4.3.1 预处理
4.3.2 离散余弦变换(DCT)
4.3.3 量化
4.3.4 熵编码
4.3.5 JPEG解码及实现
4.3.6 重启动标志位对解码图像质量影响分析
4.4 JPEG2000压缩技术

第5章 图像置乱技术
5.1 幻方变换
5.2 Hilbert变换
5.3 K-L变换
5.4 仿射变换
5.5 Arnold变换及广义Arnold变换
5.5.1 Arnold变换
5.5.2 广义Arnold变换
5.5.3 Fibonacci变换
5.6 Zigzag置乱
5.7 混沌置乱
5.7.1 Logistic映射
5.7.2 Chebyshev映射
5.7.3 Henon混沌系统
5.8 利用混沌处理水印的方法

第6章 基于差错控制编码的数字水印技术
6.1 引言
6.2 Turbo码及其特性
6.2.1 Turbo码编码器
6.2.2 Turbo码译码器
6.2.3 Turbo码软输入、软输出译码算法
6.3 差错控制编码水印的生成
6.3.1 数字水印的预处理
6.3.2 差错编码水印的生成
6.4 基于差错控制编码的数字水印方案
6.5 基于Turbo码的数字系统仿真实验及结果分析
6.5.1 仿真实验
6.5.2 结果分析

第7章 扩频数字水印技术
7.1 数字信号直接序列扩频(DS-SS)系统
7.1.1 扩频通信的理论基础
7.1.2 直接序列扩频原理
7.2 扩频数字水印的生成
7.2.1 水印信息的预处理
7.2.2 扩频水印的生成
7.3 扩频数字水印系统的嵌入和提取
7.3.1 变换域的选择
7.3.2 扩频数字水印的嵌入
7.3.3 扩频数字水印的提取和检测
7.4 基于扩频数字水印系统的仿真实验及结果

第8章 基于CDMA的数字水印技术
8.1 CDMA系统
8.1.1 CDMA系统原理
8.1.2 CDMA的特点
8.2 CDMA水印的产生
8.3 基于CDMA的数字水印系统
8.3.1 CDMA数字水印嵌入
8.3.2 数字水印的提取和检测
8.3.3 嵌有水印图像的质量评估
8.4 CDMA水印系统容量和性能分析
8.4.1 CDMA水印系统容量
8.4.2 CDMA水印系统性能分析
8.5 基于CDMA的大容量数字水印方案
8.5.1 排序法构造分组矩阵产生CDMA水印
8.5.2 CDMA水印的预处理
8.5.3 基于线性最小均方误差估计的数字水印检测
8.6 仿真实验

第9章 零知识数字水印认证
9.1 秘密承诺
9.2 交互式证明系统
9.3 零知识证明预备知识
9.3.1 RSA公钥密码机制
9.3.2 符号表示
9.3.3 强RSA假设
9.3.4 承诺方案
9.3.5 知识证明子协议
9.4 数字水印系统
9.5 基于承诺方案的零知识水印认证协议及安全性分析
9.5.1 基于承诺方案的零知识水印认证协议
9.5.2 检测阈值的确定方法
9.5.3 协议安全性分析
9.6 基于RSA的零知识水印认证协议及安全性分析
9.6.1 基于RSA的零知识水印认证协议
9.6.2 协议安全性分析
9.7 基于CDMA水印系统的零知识水印认证协议
9.7.1 CDMA数字水印系统
9.7.2 基于CDMA的零知识水印认证协议
9.7.3 协议安全性分析

第10章 数字水印技术在无线传感器网络中的应用
10.1 无线传感器网络概述
10.1.1 无线传感器网络特点
10.1.2 无线传感器网络架构
10.1.3 无线传感器网络的应用
10.1.4 无线传感器网络安全研究现状
10.2 数字水印技术在无线传感器网络中的应用
10.2.1 无线传感器网络中数字水印技术应用的研究现状
10.2.2 无线传感器网络中数字水印算法的选择
10.3 数字水印技术在无线传感器网络中的应用
10.3.1 实时水印技术
10.3.2 流式数据版权保护技术
10.3.3 链式水印技术
10.3.4 信息隐藏技术
10.3.5 关联数字水印技术
10.3.6 基于数据误差的数字水印算法
10.3.7 基于时间窗的数字水印算法
参考文献
前言/序言

随着以计算机、网络通信为代表的信息技术的蓬勃发展及其在社会各个领域的广泛应用,人类全部的信息资源以前所未有的程度和方式在全球范围内互连互通。信息、物质、能量是物质世界的三大支柱,是人类社会赖以生存和发展的重要条件,它们共同构成了国民经济发展的决定因素。世界上大多数国家已经将信息化提高到国家发展战略的高度。目前,全球信息产业正面临着新一轮的“U”化战略,即unite(融合)、universal(普及)、user(用户)、unique(独特)、ubiquitous(无处不在)。应时代的发展要求,物联网成为继计算机和互联网之后,世界信息产业的第三次浪潮,成为当今世界相关领域高度关注的综合前沿技术和深入探索研究的热点工程。
物联网的兴起和发展,使得人与物、物与物之间的交互更加紧密,它将越来越广泛地应用于现代社会的政治、经济、文化、教育、科学研究与社会生活的各个领域,包括军事、医疗、交通运输、物流等方面,用以提高社会经济效益,节约成本,让民众可以随时随地享受科技智慧带来的服务。然而,物联网中万物相关的数据和信息中有些数据会直接关系到国家的机密、人们的隐私等,要保护这些有经济价值和社会价值的数据的安全远比保护互联网上音乐、动漫、影视、游戏等数据重要得多,也困难得多。
物联网的安全基本与一般IT系统的安全一样,主要包括信息系统的安全机密性、完整可靠性、真实可信性、通信对象的可信赖性和个人信息的保密等。随着物联网以及泛在网的发展,产权保护、个人隐私的保护以及所创造的数字制品的保护等更加成为数字制品发行业务首要解决的问题。
信息隐藏与数据加密技术都是为保护秘密信息的存储和传输,使之免遭攻击者的攻击和破坏,从而实现信息安全的重要技术,但二者有着显著的区别。信息加密所隐藏的是消息的内容,攻击者虽然知道其存在,但难于提取其中的信息;而信息隐藏则是将需保密的信息“乔装打扮”后藏匿在信息空间中的一个大且复杂的子集中,目的是使攻击者难以搜寻其所在,它所隐藏的是信息的存在形式。虽然信息隐藏与信息加密是互不相同的两类技术,但两者有密切的关系,两者的适当组合运用可以相互弥补不足之处,更好地实现系统的安全。
密码的理论和技术为信息的递送、存储和管理提供了多种可能的解决方案,成为解决信息安全的核心技术之一,它提供了对消息的加密与解密、签字与认证,以及电子商务和电子政务所需的一些特殊要求,如不可否认性、盲签名等技术。密码的不可破译度依赖于密码算法的抗攻击能力和密钥的长度。随着量子计算和DNA计算时代的到来,一切建立在计算复杂性理论基础上的密码安全性都面临着严峻的挑战。
数字水印技术是信息隐藏技术的一个重要分支,它在真伪鉴别、隐蔽通信、标识隐含、电子身份认证等方面具有重要的应用价值。应用密码技术加密的内容具有不可观展性,不易进行传播,而且解密之后缺乏有效的手段来保证其不被非法复制、再次传播、非法发行及恶意篡改。
数字水印技术的研究始于20世纪90年代初期,早期的数字水印技术研究是针对数字图像进行的,如Tirkel等人1993年在关于该技术的论述中首次提出了“电子水印”(Electronic Watermark)的说法。Schyndel等人在1994年的ICIP会议上发表了一篇题为A Digital Watermark的论文,正式提出了“数字水印”这一术语,同时指出了其可能的应用。该论文被认为是一篇对于数字水印具有历史参考价值的文献,标志着这一研究领域的开始。1996年,在英国剑桥牛顿研究所召开的第一届信息隐藏学术研讨会(IHW),标志着信息隐藏作为一门新学科的诞生。这次会议将其重要分支——数字水印作为它的主要议题之一,同年IEEE International Conference on Image Processing等国际会议也将数字水印列为专题。
随着当代数字技术、各种传输处理技术以及多媒体制作的发展,使得数字产品和网络上传输的信息被保真地非法复制和散布变得更加容易。在开放的互联网、物联网以及泛在网的环境下,如何保护所传输信息的安全性,可靠性,信息来源的可信性、不可抵赖性,如何保护个人隐私(如远程医疗中的电子病历、财务收支、嗜好等),如何保护产权等,都不是容易解决的问题。信息保密和产权(版权)保护都可依赖于数字水印技术。
数字水印技术在图像、视频、音频、文本、数据库等常规载体方面都已经开展了很多研究工作,并取得了较好的研究成果。随着物联网的兴起和发展,研究者开始把在传统网络中广泛使用的数字水印技术引入到物联网的研究中。
为了保护用户的隐私,如身份、地址、路由等不被泄露,在网上的现金支付、投标、拍卖、投票选举等场合,可采用数字水印技术实现匿名支付、匿名通信、匿名签字、匿名选举等。另一方面,为了隐匿版权信息,常在表示数字对象所有权的消息上附上标记(Mark),如数字水印(Digital Watermark)、数字指纹(Digital Fingerprint)、产品序列号(Product Serial Number)等,一旦发现被非法复制,隐藏的标记就可以识别出哪个客户的产品被复制了。
编写本书的目的是向读者介绍数字水印的各项关键技术以及数字水印的各种应用,目的是在新的物联网形势下推出更新更全面的数字水印方面的专著,使读者能够对数字水印技术有一个全面、系统的学习和了解,为今后进一步的研究打下坚实的基础。
本书共分为10章,第1章作为引言。简要介绍了数字水印的概念、原理、关键技术及其应用与分类,同时介绍了国内外研究现状。第2~8章重点阐述了鲁棒水印的基本框架、特征、设计原理及评估方法,并介绍了多种基于不同应用、不同形式的水印算法,包括数字水印的生成技术、预处理技术、嵌入技术、提取技术和检测技术。第9章主要研究了认证水印技术的基本概念和方法,分析水印认证的原理、基本特征和要求,研究了鲁棒数字水印认证的详细算法及应用。第10章主要研究了数字水印技术在传感器网络安全中的应用。
本书编写过程中得到了西安财经学院信息学院的大力支持与帮助,得到了西安电子科技大学ISN国家重点实验室和计算机网络与信息安全教育部重点实验室的大力支持与帮助,特此一并致谢。
本书也是陕西省自然科学基础研究项目、国家自然科学基金项目和北京市自然科学基金的成果总结。
由于作者水平有限,书中难免出现各种疏漏和不当之处,恳请读者批评指正。
作者
2012年8月

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