[发明专利]利用计算机系统在文档中嵌入及检测水印的方法和装置

说明书

技术领域

本发明属于数字水印技术领域，具体涉及一种在文本文档中嵌入及检测数字水印的方法和装置。

背景技术

随着信息时代的到来，数字多媒体产品在人们工作、生活中的作用越来越重要，数字作品的传播也达到了前所未有的深度和广度。特别是伴随着计算机网络技术、数字通信技术、信息编码与压缩技术的快速发展，数字内容的交换和传输变得非常简单和快捷，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达到世界各地。但是由于数字产品易于复制和传播的特点导致盗版侵权事件屡见不鲜，因此如何既能利用Internet的便利，又能有效的保护知识产权，已经受到人们的高度重视。

文本数据据着人们生活的重要位置。研究文本信息数字水印技术具有更为深远的意义：(1)在国家军事、外交、商业机构，涉及机密的情报、资料文档中嵌入不可见的水印、安全级别标识，在网络边界检查流出信息的安全标识，防止机密信息泄漏，并且通过验证指纹追踪泄密者，甚至可以在印刷制品中检测；(2)在新闻稿件、网络小说、博客、论坛的文章中加入水印，在必要时可以作为电子证据保护版权；(3)近年来屡次发生的黑客入侵政府网站后发布虚假信息，因此可以在文档中嵌入不可见的身份ID、脆性水印，以验证信息的真实性和完整性，防止虚假信息或被篡改过的信息的传播。因此文本信息中数字水印具有重要的现实意义。

可见，在以文本文档作为载体隐藏一定数量的水印信息，在这类文档非法被复印，传播而产生严重的后果是，水印信息可以作为证据追朔范围的源头。

为此，出现了利用文字或者图像作为载体的数字水印信息隐藏技术。数字水印的普遍定义是指嵌入在其他数据(宿主数据)中具有可鉴别性的数字信号或模式，用以证明宿主数据的版权归属和确认信息未被篡改。根据实际应用的不同，这些标记可以是可见的或不可见的，可以是鲁棒的或是脆弱的。

数字水印的存在要以不破坏原始作品的欣赏价值和使用价值为原则，一般来讲，数字水印除应具有信息隐藏的不可感知性、鲁棒性、安全性等基本特征，还应有其固有的特点和研究方法。例如，从信息安全的保密角度来说，隐藏的信息如果被破坏掉，系统仍可以当作是安全的，因为秘密信息并未泄露；但是，在数字水印中，隐藏信息的丢失意味着版权信息的丢失，从而失去了版权保护的能力，这一系统便是失败的。因此，数字水印技术通常都要求较高的鲁棒性、隐蔽性和安全性。

当前用于图像、视频方面的水印嵌入方法有很多，且多数都比较有效，但这些方法大部分不适用于文档的结构和特性，同时也没有利用文档的结构和特性来进行检测。

通常情况下，用于文本方面一个数字水印方案应该包括三个基本装置：水印的生成、水印的嵌入和水印的提取。其核心在于水印的嵌入方式。目前常见的水印嵌入方式有：(1)文档结构微调算法，Brassil等人提出的利用文档中行间距，字间距或者颜色等在通用文档中隐藏信息的编码技术，可以抵抗一些标准的文档操作，但该技术极易被经验丰富的攻击者破坏，比如，只要攻击者任意改变其文档的行距或者字间距，就可能破坏秘密信息。鲁棒性较差，并且这种信息隐藏算法一般仅适用于文档。(2)基于空格和标点符号的算法，将水印信息嵌入空格的方法中，虽然嵌入的空格不易发现，但是一些文本处理工具有自动删除多余空格的功能，会导致秘密信息被破坏。改变标点符号的嵌入算法存在的问题是标点不一致的使用会被细心的读者发现，还有标点符号的改变可能会影响文本内容的清晰甚至含义。(3)基于汉字特点的算法，这种算法有着比较高的容量和鲁棒性，但是都是针对二值文本图像提出的，对于我们日常最常见的文本文档，他们不具有可实现性。如果使用这类算法，必须使用专门的字体库，通用性差，只适合于PDF这类文档。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的缺陷，提出一种在文本文档中嵌入及检测数字水印的方法和装置。该方法和装置能够在通过对数字水印信息首先通过混沌，然后把变换后的秘密信息嵌入到文字的语义、语法结构当中，使得该数字水印具有抗格式修改以及格式转换的能力。通过将文档内容粘贴到无格式的txt文档、光学字符识别(OCR)，甚至手工重新录入的方法，都不能破坏嵌入的秘密信息。

为了到达以上的目的，本发明采用的技术方案是：一种在文本文档中嵌入数字水印的方法，包括以下步骤：

水印生成装置：根据输入版权信息情况，生成待加载文本水印。

水印嵌入装置，对水印载体媒质分析、嵌入信息的预处理、信息嵌入点的选择、嵌入方式的设计、嵌入调制的控制进行合理优化，通过合理选择密钥，将设定的自然语言语义等价变换以嵌入水印。