摘　要：数字水印技术作为版权保护和安全认证的有力工具,已得到了广泛的关注和发展。从数字水印的概念入手，介绍了数字水印的基本特性、框架与种类，并介绍了数字水印技术在电子商务安全方面的运用情况，以及数字水印未来的发展趋势。

    关键词：电子商务；数字水印；隐蔽性；版权保护 

    1 引言

    电子商务是指利用现代电子信息技术,特别是网络技术所开展的一系列商务、贸易活动的总称,它是在因特网的基础上诞生和发展起来的。电子商务已被世界各国公认为是21世纪世界经济增长的重要驱动力。在电子商务中主要使用的数字技术，多媒体技术的运用，极大地加速了电子商务的发展。特别是随着计算机网络通讯技术的发展，数据的交换和传输变成了一个相对简单的过程，人们借助于计算机、数字扫描仪、打印机等电子设备可以方便、迅速地将数字信息传输到所期望的地方。但是这些数字形式的数据文件或作品使有恶意的个人和团体有可能在没有得到作品所有者的许可下拷贝、使用和传播有版权的内容，而一些具有特殊意义的信息，如涉及司法诉讼、政府机要等信息，则会遭到恶意攻击和篡改伪造等等。这一系列数字化技术本身的可复制和广泛传播的特性所带来的负面效应，已成为信息产业健康持续发展的一大障碍。目前，数字媒体的信息安全、知识产权保护和认证问题变得日益突出，且已成为数字世界中一个非常重要和紧迫的议题。数字水印技术应运而生, 作为多媒体版权内容保护的新技术,一种特殊的信息隐藏技术正以其特定的优势, 在电子商务上得到了越来越广泛的研究和应用。

    2 数字水印的定义

    目前虽有许多文献讨论有关数字水印技术的问题，但数字水印始终没有一个明确统一的定义。我们通常认为数字水印是永久镶嵌在其它数据（宿主数据）中具有鉴别性的数字信号或模式，而且并不影响宿主数据的可用性。一般认为数字水印应具有如下特点：

    安全性：水印的安全性要求未授权者不能发现数字作品中含有水印信息。或者算法安全性仅仅依赖于密钥而不依赖于算法的保密性。因此在没有密钥的情况下，未授权者即使知道含有水印信息和知道水印算法，也不能提取出水印信息或者破坏水印信息。

    可证明性：水印应能为受到版权保护的信息产品的归属提供完全可靠的证据。水印算法能够将所有者的有关信息（如注册的用户号码、产品标志或有意义的文字等）嵌入到被保护的对象中，并在需要的时候将这些信息提取出来。水印可以用来判别对象是否受到保护，并能够监视被保护数据的传播、真伪鉴别以及非法拷贝控制等。这实际上也是发展水印技术的基本动力。

    不可感知性：不可感知性是指视觉或听觉上的不可感知性，即指因嵌入水印导致载体数据的变换对于观察者的视觉或听觉系统来讲应该是不可察觉的，最理想的情况是水印与原始载体在视觉上是一模一样的，这是绝大多数水印算法所应达到的要求。

    稳健性： 数字水印应该难以被擦除，任何试图完全破坏水印的努力将对载体的质量产生严重破坏，而且好的水印能够确定对图像的破坏位置以及部分地恢复图像。好的水印算法应该对信号处理、几何变形、恶意攻击等具有稳健性。

    3 数字水印的基本框架与种类

    3.1 数字水印的基本框架

    一个数字水印方案一般包括四个基本方面：水印的生成、水印的嵌入和水印的提取或检测、水印的检测和提取评价。

    （1）数字水印的生成。生成的水印应该保证唯一性，有效性以及不可逆性。因此水印可以用商标图像、伪随机序列、混沌序列、以及由一些对象组成的散列数值。

    （2）水印嵌入。这是水印技术的核心，既要保证水印嵌入的安全性，又要考虑嵌入水印的鲁棒性。水印的嵌入算法很多，从总的来看可以分为空间域算法和变换域算法，限于篇幅就不详细介绍了。

    （3）水印的检测和提取。按水印的检测过程可以将数字水印划分为明文水印和盲水印。

    ①明文水印：在检测过程中需要原始数据。

    ②盲水印：在检测过程中只需要密钥，不需要原始数据。一般来说，明文水印的鲁棒性比较强，但其应用受到存储成本的限制。目前学术界研究的数字水印大多数是盲水印。

    （4）水印的检测和提取评价。

    正常的水印应该能够正常提取，但是总会出现下列两种情形。

    ①数据中不存在水印，但是检测结果是存在水印（表示为正向错误），这种情况发生的概率称为是虚警概率。

    ②数据中存在水印，但是检测结果是不存在水印（表示为负向错误），这种情况发生的概率称为是漏报概率。

    对于上面出现的两种情形，我们在进行水印提取时就要多加注意了。

    3.2 数字水印的种类

    （1）按嵌入的水印信号形式来分，可以分为一维水印和多维水印； 

    （2）按嵌入方法来分，可以分为可逆水印和不可逆水印； 

    （3）按水印检测方法，可以分为盲水印和非盲水印； 

    （4）按鲁棒性来分，可分为易脆水印、半易脆水印和鲁棒水印； 

    这里举一个易碎水印的例子，图3为图1的水印，但是当图1右下角被破坏时，图片1被修改为图2，它的水印也被破坏。如图4，这种水印称为易碎水印。

    4 数字水印的应用

    最初提出数字水印的目的是为了保护版权，然而随着数字水印技术的发展，人们发现了更多更广的应用，有许多是当初人们所没有预料到的，很多已经在电子商务中得到运用。目前主要应用开发领域有：商标防伪、信息验证、数字多媒体版权的保护，其中以日本，德国以及欧洲其他国家发展较快。

    4.1 版权保护

    数字作品的版权保护是当前的热点问题。由于数字作品的拷贝、修改非常容易，而且可以做到与原作完全相同，所以原创者不得不采用一些严重损害作品质量的办法来加上版权标志，而这种明显可见的标志很容易被篡改。“数字水印”利用数据隐藏原理使版权标志不可见或不可听，既不损害原作品，又达到了版权保护的目的。

    4.2 电子商务交易中的防伪认证

    随着高质量图像输入输出设备的发展，特别是精度超过1200dpi的彩色喷墨、激光打印机和高精度彩色复印机的出现，使得货币、支票以及其他票据的伪造变得更加容易。另外，在从传统商务向电子商务转化的过程中，会出现大量过度性的电子文件，如各种纸质票据的扫描图像等。即使在网络安全技术成熟以后，各种电子票据也还需要一些非密码的认证方式。数字水印技术可以为各种票据提供不可见的认证标志，降低了伪造的可能性，在商标防伪、产品认证、信息标识等方面提供了重要的作用。

    4.3 完整性检验

    有一些重要的数字媒体，不仅要防止被拷贝、盗版，更重要的是保证其自身的完整性。如医学影像等，可以利用数字水印对其进行完整性检验，以确保其完整性。

    还有很多的应用如：应用控制、操作跟踪、广播监控、设备控制等就不详细介绍了。数字水印技术正处于发展阶段，但可以看出数字水印技术未来的应用市场将会更加广阔。

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    5 数字水印的发展趋势

    目前数字水印的研究方向，主要是技术研究方向和应用研究方向。其中技术研究方向主要有：

    （1） 基于新技术、新方法应用的智能型水印技术，比如：基于混沌置乱与优化技术(COA)、 神经网络技术(NN)、 支持向量机(SVM)、线性鉴别分析LDA（Linear Discriminant Analysis）、CA(细胞自动机)等技术的数字数字水印。

    （2） 用于内容认证的数字水印实现策略研究，比如：数字水印的信号内容研究、脆弱数字水印技术研究、半脆弱数字水印技术研究、可逆水印技术研究等。

    （3）特色水印研究，比如：可见水印技术、医学图像中的水印技术研究、二制图像的认证技术、JPEG图像的水印技术、声音、视频媒体的水印技术、Web水印、软件水印以及数据库水印技术研究等。

    在应用研究方向,主要有：

    （1）防伪技术研究，如： 证件防伪、驾驶证、出生证防伪、商标防伪等。

    （2）认证技术研究，如： 多媒体信息认证、移动设备认证、数字图书馆认证等。

    数字水印是一个新兴的技术，经过很多学者不懈的努力，在一些领域已经取得了成功。但是由于电子商务发展过程中、不断出现新的问题和困难，数字水印技术也将会继续发展，在电子商务领域也将得到越来越广泛的应用。

    参考文献

    ［1］文静,胡云.数字水印技术及其在电子商务安全领域的应用［J］. 电脑知识与技术，2007,(1).

    ［2］冯波,沈春林. 数字水印技术的攻击方法及对策［J］.电脑开发与应用,2005,(12).

    ［3］杜大志,赵琛. 国内电子商务现状的科学浅析［J］.科学现代化，2006,(6).