信息隐藏与数字作品版权保护，本文主要内容关键词为：作品版权论文,数字论文,信息论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
为了适应数字信息安全的发展需要，近年来国际上兴起了一个比较前沿的研究领域——信息隐藏。如今，信息隐藏技术已经在人类生活的许多方面得到了应用。越来越多的数字视频、声频信号及图像被“贴”上了不可见的标签，这些标签往往携带隐藏了的版权标识或序列号以防止非法拷贝。信息隐藏在证据篡改鉴定、数据的分级访问、数据的跟踪和检测、商业和视频广播、互连网数字媒体的服务付费、电子商务的认证鉴定等方面都有着十分广阔的应用前景。
1 信息隐藏
1.1 信息隐藏的定义
信息隐藏（Information Hiding）是将需要保密的或重要的信息隐藏到另一个可以公开的媒体之中，然后通过公开信息的传输来传递秘密信息。具体来说，就是把指定的信息隐藏于数字化图像、声音或文本当中，充分利用人们“所见即所得”的心理，来迷惑恶意的攻击者。
1.2 信息隐藏的特性
1.2.1 隐蔽性。 这是信息隐藏的基本要求。即经过处理后，载体没有明显的降质，隐藏的信息无法被察觉。
1.2.2 安全性。隐藏的信息内容应是安全的，应经过某种加密后再隐藏，同时隐藏的具体位置也应是安全的，至少不会因格式变换而遭到破坏。
1.2.3 不可见性。利用人类视觉系统和听觉系统的属性，经过一系列隐藏处理，使目标数据没有明显的降质现象，而隐藏的数据无法被人看见或听见。
1.2.4 不可检测性。指隐藏载体与原始载体具有一致的特性。如具有一致的统计噪声分布等，以便使非法拦截者无法判断是否有隐蔽信息。
1.2.5 自恢复性。由于经过一些操作或变换后，可能会使原始图像产生较大的破坏，如果只从留下的片断数据仍能恢复隐藏信号，而且恢复过程不需要宿主信息，这就是所谓的自恢复性。
需要指出的是，对信息隐藏技术的不同运用，各有着不同的具体要求，并非都满足上述要求。
1.3 信息隐藏技术的分类
1.3.1 隐藏术。一般指那些进行秘密通信的技术总称。它通常把秘密信息嵌入或隐藏在其他不受怀疑的数据中。隐藏术一般无鲁棒性。例如，在数据改动后隐藏的信息不能被恢复。
1.3.2 数字水印。数字水印是将数字、序列号、文字、图像、标识等版权信息嵌入到多媒体数据中，以起到版权保护、秘密通信、数据文件的真伪鉴别和产品标志等作用。与隐藏术相反，水印中的隐藏信息具有抵抗攻击的鲁棒性。鲁棒性的要求使得水印算法在宿主数据中嵌入的信息比隐藏术少。
1.3.3 数字指纹。数字指纹是利用数字作品中存在的冗余数据与随机性，向被分发的每一份软件、图像或其他数据拷贝中引入一定的误差，使得该拷贝是唯一的，从而在发现被非法再分发的拷贝时，可以根据该拷贝中的误差跟踪到不诚实原始购买者的一种数字作品版权保护技术。
1.3.4 计算机系统中的隐通道技术。在系统中，人们发现可以利用系统的安全漏洞来秘密传递信息。因为隐通道技术的特点是信息的传递方式违背了系统的安全原则，从而成为一个隐蔽的信息传输信道。
1.3.5密码协议中的阈下信道。密码协议中的阈下信道是指被用来传输秘密信息的各种编码体制和密码协议中所采用的数字结构。密码协议中的阈下信道主要存在于签名和认证协议中。在数字签名方案中，发送方可以将秘密信息隐藏于签名之中，而接收方可利用事先约定的某种协议和方法恢复出阈下信息，并且原则上这种秘密信息很难被他人检测到。
1.4 信息隐藏技术与传统加密技术
信息隐藏技术和传统的加密技术都是为了保护秘密信息的存储和传输，使之免遭非法访问者的破坏和攻击。但二者之间也存在着显著的区别。传统的加密技术所保护的是信息的内容，而信息隐藏技术则不同，信息隐藏技术不但隐藏了信息的内容而且还隐藏了信息的存在。在信息隐藏过程中，秘密信息被嵌入另一公开信息中，然后通过公开信息的传输来传递秘密信息，攻击者无法直观地判断他所监视的信息中是否会有秘密信息。因此，信息隐藏技术提供了一种有别于加密的安全模式。
虽然信息隐藏技术比传统加密技术更安全、更实用，但信息隐藏技术不能替代传统加密技术，二者在实际应用中常常是优势互补的。例如，将秘密信息加密之后再隐藏，这无疑是保证信息安全的最佳选择。
2 信息隐藏技术在数字作品版权保护中的应用
信息隐藏的出现与数字作品版权保护的关系十分密切。到目前为止，信息隐藏技术的绝大部分研究成果都是在数字作品版权保护这一应用领域中取得的。这是因为，计算机网络与多媒体技术的飞速发展，使数字图书馆中的数字图像、数字音频、数字视频等多媒体信息越来越丰富。海量数字作品的利用和传播，为读者进行数字信息的存取提供了极大的便利，但随之而来的副作用也是很明显的。通过网络传输数字作品时，非法个人或团体对数字作品的侵权更为容易，篡改也更加方便。由于传统加密技术的种种局限性，再用它来保护数字作品版权不受侵犯，已经不现实了。于是，人们提出了信息隐藏这一新思路。数字水印和数字指纹作为信息隐藏的重要技术，它们在数字作品版权保护方面正发挥出重要的作用。
2.1 数字水印在数字作品版权保护中的应用
2.1.1 版权保护。即数字作品所有者可用密钥产生一个水印，并将其嵌入原始数据，然后公开自己的水印版本作品。当该作品被盗版或出现版权纠纷时，版权所有者即可从盗版作品或水印版作品中获取水印信号作为依据，从而保护自身的权益。
2.1.2 标题与注释。即将数字作品的标题、注释等内容（如一幅照片的拍摄时间和地点等）以水印形式嵌入该作品之中。如德国最近在利用数字水印来保护电子照片的技术方面取得了很大进展，该技术可以用于个人身份证的防伪。基于数字水印的注释不需要额外的带宽，且不易丢失。
2.1.3 篡改提示。当数字作品被用于法庭、医学、新闻及商业时常需确定它们的内容是否被修改、伪造或特殊处理过。为实现该目的，通常可将原始图像分成多个独立块，再将每个块加入不同的水印。同时，可通过检测每个数据块中的水印信号来确定作品的完整性。与其他水印不同的是，这类水印必须是脆弱型水印，并且检测水印信号时，不需要原始数据。
2.1.4 使用控制。这种应用的一个典型例子是DVD防拷贝系统，即将水印信息加入DVD数据中，这样DVD播放机即可通过检测DVD数据中的水印信息而判断其合法性和可拷贝性，从而保护制造商的商业利益。如日本电气公司、日立制作所、先锋、索尼及美国商用机器公司等正在联合开发统一标准的基于数字水印技术的DVD影碟防盗技术，这就使得消费者可以在自用的范围内复制和欣赏高质量的动画图像节目，而以盈利为目的大批量非法复制则无法进行。
2.2 数字指纹在数字作品版权保护中的应用
数字指纹和数字水印相类似，其标记过程也可分为嵌入和检测两大部分。数字指纹与数字水印相比最显著的区别在于：数字水印版权标记的目的是为了证明作者的身份，可能多个作品使用相同的数字水印：而数字指纹标记的目的在于鉴别出非法分发者，所以每个作品具有与其他作品都不相同的数字指纹。
数字指纹多应用于网络服务中的版权保护，它主要为那些需要向多个用户提供数字产品同时又希望确保该产品不会被非法再分发的发行者所采用。如美国Napstor公司最近宣布将采用Loudeye公司“革命性的数字指纹技术”来过滤其服务中的版权音乐。“利用Loudeye公司的数字指纹和元数据就可以对数百万首乐曲进行跟踪。这样就可以确保音乐家、作曲家、音乐出版社和唱片公司的利益。”另外，中国软件行业协会于去年3月向软件企业推介一项新的光盘防盗版技术，以加强国内软件企业的防盗版能力。这项由美国TTR公司开发的光盘防盗版技术在只读光盘上嵌入一个不可复制的数字指纹，可以有效地防止只读光盘盗版。
由此可见，基于数字水印和数字指纹的信息隐藏技术是实现数字作品版权保护最有效的手段。尽管目前信息隐藏技术的发展还不够完善，但随着数字水印和数字指纹实用性的不断加强，信息隐藏技术必将在数字作品版权保护中发挥出极其重要的作用。