專利名稱：一種基于字符間距編碼的雙重水印嵌入的文本水印方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種文本水印技術(shù)，特別涉及一種基于字符間距編碼的雙重水印嵌入的文本水印方法。
背景技術(shù)：
數(shù)字水印，作為知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)和信息安全維護(hù)的一種重要技術(shù)近幾年發(fā)展迅速。數(shù)字水印的基本原理是在多媒體數(shù)據(jù)(如圖像、文本、音頻和視頻等)載體中，嵌入具有一定意義的隱蔽的數(shù)字水印信息，嵌入的水印信息不對(duì)原始的多媒體載體數(shù)據(jù)的使用產(chǎn)生影響，并且水印信息隨著原始載體數(shù)據(jù)一起傳輸和使用。嵌入水印信息后，還可以使用特定的水印檢測(cè)裝置將嵌入的水印信息提取出來，應(yīng)用于版權(quán)保護(hù)、篡改定位、數(shù)據(jù)完整性檢測(cè)、廣播監(jiān)視、內(nèi)容認(rèn)證、使用控制、隱蔽通信等。目前國內(nèi)外對(duì)圖像、視頻、音頻數(shù)字水印的研究比較深入，而文本水印的研究進(jìn)展則相對(duì)遲緩，研究成果也比較少，如文章“Techniques for data Hiding”(IBM SystemsJournal, 1996, 35 (3&4), Bender W, et al.)所述,通過對(duì)文本中特定的單詞進(jìn)行同義詞替換，對(duì)同義不同詞匯進(jìn)行編碼，用于加載水印信息。這種技術(shù)的缺點(diǎn)是難以為所有的詞匯找到恰當(dāng)?shù)耐x詞，造成文本可嵌入水印信息的容量有限，畢竟不是每一個(gè)詞匯都有與之對(duì)應(yīng)的同義詞。文章“Copyright Protection for the Electronic Distribution of TextDocuments，，(Proceedings of the IEEE, 1999, 87 (7), Brassil, Maxemchuk, et al.)所述，通過改變行間距、字間距和字符特征來嵌入信息。其中通過改變行間距嵌入的水印魯棒性較好，但編碼密度很小，水印容量極小，而且標(biāo)記信息的方法簡單，安全性較差；通過改變字間距嵌入的水印容量大，但魯棒性較差；通過改變字符特征嵌入的水印容量較大、分布均勻，但水印的檢測(cè)和提取較為困難。文章“Natural Language Watermarking and Tamperproofing^(Proc of the 5thInternational Information Hiding Workshop, 2002, (196-212), Mikhail. J. Atallahet al.)所述，基于語義學(xué)原理，利用語句自身的語法結(jié)構(gòu)，通過改變句子結(jié)構(gòu)、同義詞替換、修改TMR(Text Meaning Representation)樹等方法來加入額外的水印信息,語義水印改變了文本的內(nèi)容，但沒有改變文本的含義，添加水印后幾乎不可能被察覺和破壞，而且對(duì)格式化文本和非格式化文本均適用。專利申請(qǐng)?zhí)枮?00510077471. 3，專利申請(qǐng)名稱為“一種在英文文本中嵌入和提取水印的方法”，提出了在英文文本中嵌入和提出水印的方法。該方法將版權(quán)信息轉(zhuǎn)化為二進(jìn)制比特串，讀入文本并濾除空格和特殊字符，對(duì)所得字符串及版權(quán)人的私鑰做哈希運(yùn)算，得到整數(shù)Z ;若Z整除嵌入比例，則下句作為水印信息句；用7對(duì)版權(quán)信息比特串長度取余，確定水印信息比特的位置，使位置相鄰的兩字母的編碼大小關(guān)系代表的0、1，與待嵌入的水印信息比特相同，直到文本結(jié)束。由于國內(nèi)絕大多數(shù)文檔的語言是中文，因而應(yīng)用該方法還是有很大的局限性。
Object Linking and Embedding,對(duì)象連接與嵌入,簡稱OLE技術(shù),不僅僅是一種應(yīng)用程序的集成，而且規(guī)定了一種允許應(yīng)用程序作為軟件“對(duì)象”彼此進(jìn)行“連接”的機(jī)制。OLE Automation技術(shù)是一種能夠?qū)崿F(xiàn)各種應(yīng)用程序之間進(jìn)行相互“交流”和調(diào)用的技術(shù)，允許一個(gè)應(yīng)用程序通過編程來控制另一個(gè)應(yīng)用程序。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是針對(duì)現(xiàn)在文本水印技術(shù)存在的問題，提出了一種基于字符間距編碼的雙重水印嵌入的文本水印方法，通過對(duì)無頁面修改文本對(duì)象屬性編碼以及對(duì)字符間距編碼來嵌入雙重水印以及水印的同步信息，不僅文本內(nèi)容不會(huì)發(fā)生變化，隱蔽性極強(qiáng)，而且具有高魯棒性、高容量的特點(diǎn)。通過提取內(nèi)嵌的水印信息，可以有效的控制文檔的傳播和修改以及判斷文檔是否受到過篡改，最終達(dá)到對(duì)文本文檔的數(shù)字版權(quán)保護(hù)、數(shù)據(jù)完整性鑒別以及安全的隱蔽通信的目的。本發(fā)明的技術(shù)方案為一種基于字符間距編碼的雙重水印嵌入的文本水印方法，具體包括如下步驟
(1)將需要隱藏的水印信息#及密鑰D轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制序列；
(2)將水印信息#與密鑰D對(duì)應(yīng)的二進(jìn)制序列進(jìn)行循環(huán)取模操作，得到加密后的二進(jìn)制序列；
(3)利用糾錯(cuò)編碼的理論為待嵌入的水印信息添加糾錯(cuò)編碼，得到水印序列 · . h t ·，
(4)統(tǒng)計(jì)載體文檔的字符數(shù)見判斷水印容量能否足以嵌入待嵌入的水印信息；
(5)對(duì)水印信息進(jìn)行無頁面修改編碼的循環(huán)嵌入，循環(huán)次數(shù)取決于水印信息長度和載體的嵌入容量，每次循環(huán)將水印同步信息(同步信息可以是一串設(shè)定的二進(jìn)制代碼或水印長度的二進(jìn)制編碼)附加到進(jìn)行了糾錯(cuò)編碼后的水印信息前，嵌入載體字符的無頁面修改的Kerning、BoldB1、ItalicBi屬性中，用屬性組的不同true或false組合代表水印二進(jìn)制序列中的“O”或“I”；
(6)對(duì)水印信息進(jìn)行字符間距編碼的循環(huán)嵌入，循環(huán)次數(shù)取決于水印信息長度和載體的嵌入容量，每次循環(huán)將水印同步信息附加在進(jìn)行了糾錯(cuò)編碼后的水印信息前，然后按下述方式進(jìn)行字符間距編碼
A:對(duì)于選定的第i (i<#)個(gè)同步信息字符，按水印間隔標(biāo)志編碼方式進(jìn)行，字符間距依次加大和減少d磅，i=i+l，直到完成同步信息的嵌入；
B:對(duì)于選定的第J U<t)個(gè)水印信息字符，嵌入水印序列. .ht中的一位碼元hj, I ≤ j ≤
若Ay= “0”，將第J個(gè)字符對(duì)中的前一個(gè)字符間距加大Cl1磅，后一個(gè)字符的字符間距減小Cl1磅；
若Ay= “1”，將第J個(gè)字符對(duì)中的前一個(gè)字符間距加大d2磅，后一個(gè)字符的字符間距減小d2磅；
(7)若J≤ ，則重復(fù)執(zhí)行步驟(6)，直到文檔結(jié)束，嵌入完成，保存文檔。所述步驟2)中水印信息#轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制序列# =IB1IBiPlyIBg,實(shí)今IBs G {O, 1},1≤s≤g ；密鑰D轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制序列D=Cl1Cl2Cl3... 4，其中< e {O, I}, I ≤s≤p ;將水印與密鑰的二進(jìn)制序列進(jìn)行循環(huán)取模加密，得到加密后的新的水印序列Q=Chm3... 其中
權(quán)利要求
1.一種基于字符間距編碼的雙重水印嵌入的文本水印方法，其特征在于，具體包括如下步驟(1)將需要隱藏的水印信息#及密鑰D轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制序列；(2)將水印信息#與密鑰D對(duì)應(yīng)的二進(jìn)制序列進(jìn)行循環(huán)取模操作，得到加密后的二進(jìn)制序列；(3)利用糾錯(cuò)編碼的理論為待嵌入的水印信息添加糾錯(cuò)編碼，得到水印序列 H=HjhJi3. · . h t ·，(4)統(tǒng)計(jì)載體文檔的字符數(shù)見判斷水印容量能否足以嵌入待嵌入的水印信息；(5)對(duì)水印信息進(jìn)行無頁面修改編碼的循環(huán)嵌入，循環(huán)次數(shù)取決于水印信息長度和載體的嵌入容量，每次循環(huán)將水印同步信息附加到進(jìn)行了糾錯(cuò)編碼后的水印信息前，嵌入載體字符的無頁面修改的Kerning、BoldB1、ItalicBi屬性中，用屬性組的不同true或false 組合代表水印二進(jìn)制序列中的“O”或“ I” ；(6)對(duì)水印信息進(jìn)行字符間距編碼的循環(huán)嵌入，循環(huán)次數(shù)取決于水印信息長度和載體的嵌入容量，每次循環(huán)將水印同步信息附加在進(jìn)行了糾錯(cuò)編碼后的水印信息前，然后按下述方式進(jìn)行字符間距編碼A:對(duì)于選定的第i (i<#)個(gè)同步信息字符，按水印間隔標(biāo)志編碼方式進(jìn)行，字符間距依次加大和減少d磅，i=i+l，直到完成同步信息的嵌入；B:對(duì)于選定的第J U<t)個(gè)水印信息字符，嵌入水印序列. .ht中的一位碼元 hj, I ^ ^ 若Ay= “0”，將第J個(gè)字符對(duì)中的前一個(gè)字符間距加大Cl1磅，后一個(gè)字符的字符間距減小Cl1磅；若Ay= “1”，將第J個(gè)字符對(duì)中的前一個(gè)字符間距加大d2磅，后一個(gè)字符的字符間距減小d2磅；(7)若J< ，則重復(fù)執(zhí)行步驟(6)，直到文檔結(jié)束，嵌入完成，保存文檔。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于字符間距編碼的雙重水印嵌入的文本水印方法，其特征在于，所述步驟2)中水印信息#轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制序列# =Iaflfl3. . . ,其中》s e {O, 1}, 1^5 ； 密鑰D轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制序列D=W3... <，其中< e {O, I}, I 5^5 5Γ/7 ,·將水印與密鑰的二進(jìn)制序列進(jìn)行循環(huán)取模加密，得到加密后的新的水印序列Q=Cha2Q3.. · A，其中qs e {O, 1}， 1^5 其中，
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述基于字符間距編碼的雙重水印嵌入的文本水印方法，其特征在于，所述步驟3)待嵌入的水印信息為加密后的水印信息數(shù)據(jù)Q=QZJ2Q3. . . ^■,對(duì)加密后的水印信息進(jìn)行漢明編碼，并每4位數(shù)據(jù)前添加3位監(jiān)督碼，生成帶糾錯(cuò)編碼新的二進(jìn)制序列 H-A1A2. . ht,hi G {O, 1}, I ^i ^ t， =_//7*40
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于字符間距編碼的雙重水印嵌入的文本水印方法，其特征在于，所述步驟5)中對(duì)水印信息進(jìn)行無頁面修改編碼的循環(huán)嵌入，每次嵌入進(jìn)行了糾錯(cuò)編碼后的水印序列的“O”比特時(shí)將該載體字符的ItalicBi屬性設(shè)為True，“I”比特時(shí)將該載體字符的BoldBi的屬性值設(shè)置為False。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于字符間距編碼的雙重水印嵌入的文本水印方法，其特征在于，所述步驟6)中對(duì)水印信息進(jìn)行字符間距編碼的循環(huán)嵌入，每次嵌入進(jìn)行了糾錯(cuò)編碼后的水印序列一個(gè)比特時(shí)都修改一個(gè)載體字符對(duì)，使字符對(duì)的中的字符一個(gè)增加字符間距而另一個(gè)減少同樣的字符間距，字符對(duì)對(duì)周圍的字符呈現(xiàn)不變的位置特征。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種基于字符間距編碼的雙重水印嵌入的文本水印方法，將需要隱藏的水印信息M及密鑰D轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制序列，進(jìn)行循環(huán)取模得到加密后的二進(jìn)制序列，對(duì)待嵌入的水印信息添加糾錯(cuò)編碼，最后通過對(duì)無頁面修改文本對(duì)象屬性編碼以及對(duì)字符間距編碼來嵌入雙重水印以及水印的同步信息，此方法不僅文本內(nèi)容不會(huì)發(fā)生變化，隱蔽性極強(qiáng)，而且具有高魯棒性、高容量的特點(diǎn)。通過提取內(nèi)嵌的水印信息，可以有效的控制文檔的傳播和修改以及判斷文檔是否受到過篡改，最終達(dá)到對(duì)文本文檔的數(shù)字版權(quán)保護(hù)、數(shù)據(jù)完整性鑒別以及安全的隱蔽通信的目的。
文檔編號(hào)G06F21/16GK103049682SQ20131003003
公開日2013年4月17日 申請(qǐng)日期2013年1月28日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月28日
發(fā)明者陳青, 牛月蕊, 周黎敏, 張宇飛, 傅哲, 封少坤, 連攀攀 申請(qǐng)人:上海理工大學(xué)