電臺(tái)，特別是軍用電臺(tái)，在通訊中只希望信息接受者能收列通訊的內(nèi)容，即保證通信消息是秘密的，傳統(tǒng)的做法是用密碼學(xué)的加密技術(shù)將通信的內(nèi)容進(jìn)行加密，沒有密鑰的其他接受者不能理解通信的內(nèi)容。由于信息在加密后表現(xiàn)為一堆亂碼，容易引起攔截者注意和破解欲望，內(nèi)容一旦被破解就不再有保護(hù)作用了，同時(shí)即使攔截者不能緩解，也能成功地?cái)r截秘密信息或干擾通訊的進(jìn)行，為此我們提出了一種新的電臺(tái)加密技術(shù)，即利用數(shù)字水印將秘密信息嵌入到普通載體中進(jìn)行傳遞，以達(dá)剄保護(hù)秘密信息、迷惑非法攔截者的目的。

一、數(shù)字水印的概念及系統(tǒng)模型

所謂數(shù)字水印技術(shù)是描在聲音，圖像或視頻等數(shù)字化的數(shù)據(jù)中嵌入隱蔽的信息，這些信息通常是不可見的，不能被人的視覺感知系統(tǒng)覺察或注意到，只有通過專用的檢測器器或閱讀器才能提取。通過這些隱藏在多媒體內(nèi)容中的信息，可以達(dá)到確認(rèn)內(nèi)容創(chuàng)建者，購買者或判斷內(nèi)容是否真實(shí)完整的目的。

數(shù)字水印是信息隱藏技術(shù)研究領(lǐng)域的重要分支，它通過在原始數(shù)據(jù)中嵌入秘密信息—水印，來證實(shí)該數(shù)據(jù)的所有權(quán)、驗(yàn)證數(shù)據(jù)的完整性、跟蹤數(shù)據(jù)的來源、控制數(shù)據(jù)的使用。秘密信息的傳遞等，根據(jù)信息隱藏的目的和要求，數(shù)字水印具有以下基本特征：

1、隱藏性

水印信息和源數(shù)據(jù)集成在一起，不改變數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)空間，并且源數(shù)據(jù)必須沒有明顯的改變現(xiàn)象。

2、魯棒性

指嵌入水印后的數(shù)據(jù)經(jīng)過各種處理操作和攻擊操作以后，不導(dǎo)致其中的水印信息丟失或被破壞的能力。

3、安全性

指水印信息新疊的位置及內(nèi)容不為人所知，這需要采用隱蔽的加密算法，以及對(duì)水印進(jìn)行預(yù)處理（如加密）等措施。

所有的數(shù)字水印系統(tǒng)都是由兩個(gè)基本部分組成的，水印嵌入系統(tǒng)和水印檢測系統(tǒng)，下面兩個(gè)圖分別表示了一般的水印嵌入和水印檢測過程。

水印嵌入過程中，首先要生產(chǎn)水印，要嵌入的信息可以是各種性質(zhì)的，如數(shù)字、圖像、文本等。密碼是用來增強(qiáng)安全性的，可以防止未經(jīng)授權(quán)者讀取信息，水印嵌入過程的輸出是嵌入了水印的圖像作品。

水印堅(jiān)持過程的輸入是被測試的圖像，它可能是沒有嵌入水印的，也可能是嵌入了水印后又被攻擊的圖像，由于不同的水印加密算法，水印檢測的輸入還可能是密碼、原始圖像等，水印檢測過程的輸入或是檢測出的水印，或是一個(gè)關(guān)于水印是否存在于被檢測的信號(hào)的置信度值。

當(dāng)電臺(tái)要傳遞秘密信息時(shí)，將秘密信息作為水印嵌入到一個(gè)可以公開的載體上。此載體可以是文本、圖片，聲音等數(shù)字信號(hào)。

在電臺(tái)的水印加密方案中，應(yīng)使用雙重或多重水印機(jī)制：在載體中除了嵌入魯棒性水印用于隱藏信息外，還嵌入與內(nèi)容不相關(guān)的半脆弱水印、脆弱水印，用于識(shí)別敵我方以及是否遭到攻擊或篡改，一旦檢測不出水印，就可以判斷原內(nèi)容遭到攻擊或不是自己方。這樣就可以有效的防止魯棒性水印不能抵抗的統(tǒng)計(jì)攻擊。

二、數(shù)字水印在電臺(tái)加密技術(shù)中的應(yīng)用

數(shù)字水印有一個(gè)重安的應(yīng)用方面就是用于內(nèi)容認(rèn)證，即使用水印技術(shù)幫助保持和驗(yàn)證作品的完整性。在軍事通訊實(shí)踐中，敵對(duì)雙方都試圖截獲、利用、破壞對(duì)方的信息，甚至用一些假信息來欺騙對(duì)方，因此，在這種場合下需要明確地知道該信息（消息）是我方發(fā)送的，這就產(chǎn)生了對(duì)作品（消息）內(nèi)容進(jìn)行認(rèn)證的技術(shù)要求，能夠?qū)崿F(xiàn)內(nèi)容認(rèn)證的加密算法有很多，這里我們給出基于DWT的水印加密算法。

1、水印加密算法基本思想

我們將圖像從RGB色彩模式轉(zhuǎn)換為YUV色彩模式，按著公式①進(jìn)行轉(zhuǎn)換：

然后對(duì)Y分量進(jìn)行3級(jí)小波分解，存高頻塊和中頻塊都嵌入水印，由于基于DWT中頻域的數(shù)字圖像水印方案與基于DWT高頻域的數(shù)字圖像水印方案思路差不多，這里我們先給出在高頻域嵌入和提取水印的加密算法。

2、高頻水印嵌入加密算法

對(duì)Y分量進(jìn)行L級(jí)的小波分解，可以得到一個(gè)序列HH={HH1,HH2,...,HHL}，可以計(jì)算得到每個(gè)高頻塊HHi里面所含的系數(shù)個(gè)數(shù)。

我們將一個(gè)水印分別嵌入剄各個(gè)高頻塊中。

算法的基本思路如下：首先產(chǎn)生一個(gè)長度滿足N（0，1）分布的實(shí)數(shù)偽隨機(jī)序列X={X1,X2,...Xlongth}作為水印信息，然后將水印信息嵌入到HH中每一塊對(duì)應(yīng)的系數(shù)fij，嵌入公式如下：

fij是嵌入水印后的系數(shù)。

3、高頻水印提取算法

算法的基本思想如下：設(shè)fij是可能受到攻擊后得到小波系數(shù)，按下式計(jì)算相關(guān)性大小。

然后按如下公式計(jì)算闕值大?。?/p>

量后按如下規(guī)則進(jìn)行判明水印是：

4、在DWT中頻域嵌入和提取水印

在DWT中頻域嵌入提取水印的思路和在DWT中頻域嵌入提取水印的思路類似，不同的只是，中領(lǐng)域嵌入水印是將水印信息嵌入到HLi和LHi所對(duì)應(yīng)的小波系數(shù)中．可以嵌入的水印信息量是高頻的兩倍。

5、實(shí)驗(yàn)結(jié)果

這里用PSNR和MSE作為衡量的標(biāo)準(zhǔn),透過大量實(shí)驗(yàn)，在本系統(tǒng)中，我們采用L=3，α=o.05作為默認(rèn)值，下面我們給出針對(duì)L=3，α=o.05時(shí)得到的加水印前后圖像峰值信嘹比和均方差來說明采用此默認(rèn)值的合理性，我們使用Bear2.avi，提取其中的部分來擦拭效果，大小為512*768，從加水印前后的圖像可以看到，從主觀上基本上看不到區(qū)別。

數(shù)字水印技術(shù)的發(fā)展只有短短的十幾年，利用數(shù)字化媒體進(jìn)行數(shù)據(jù)隱藏還是一個(gè)嶄新的研究領(lǐng)域，同時(shí)它又是一種與具體應(yīng)用結(jié)合比較緊密的實(shí)用技術(shù)。利用數(shù)字水印技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)電臺(tái)秘密信息文件加密也是—種新的嘗試，該技術(shù)與電臺(tái)現(xiàn)有的密鑰加密和調(diào)頻技術(shù)相結(jié)合，效果更加。

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