信息隐藏 第9-10章

《信息隐藏 第9-10章》由会员分享，可在线阅读，更多相关《信息隐藏 第9-10章（56页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、信息隐藏技术孙晓玲崇德博智 扶危定倾第9章 网络环境下安全数字水印协议9.1 各大水印应用项目介绍 9.2 DHWM的优点和缺陷9.2.1 DHWM协议9.2.2 DHWM协议的优缺点 9.3 一种新的安全水印协议的研究9.3.1 一种安全水印协议9.3.2 该协议的分析和评价 9.4 水印应用一般性框架9.4.1 媒体安全分发事物模型9.4.2 水印应用一般性框架2崇德博智 扶危定倾9.1 各大水印应用项目介绍uCIPRESS (Cryptographic Intellectual Property Rights Enforcement SyStem) ：一个在不安全网络环境下安全存 储和交

2、换秘密的有价值信息的系统。uOCTALIS( Offer of Contents through Trusted Access LinkS)：在网络上或者通过广播技术，重要的安全多媒体信 息存取机制的实现。uSySCoP(System for Copyright Protection)：是一个在图 像和视频序列中嵌入数字水印的工具，该水印是一个感觉不 可见的、秘密的且对一定范围内的图像操作具有鲁棒性。uSeMoA ( Secure Mobile Agents)：基于移动代理技术，创 建一个能移动地访问多媒体数据和服务的安全平台。3崇德博智 扶危定倾uOKAPI (Open Kernel for

3、 Access to Protected Interoperable interactive services)：目标是发展一 个可信的内核，该内核看起来像一个分布式操作系统 。OKAPI内核将保证可操作性、开放性、公平性和用 户隐私性，并且对于每个潜在的服务提供者和用户来 说，该项目将促进开放的欧洲多媒体市场健康发展。 通过这个内核一个主要目标已达到，既未来欧洲多媒 体服务分布式系统最大限度地公用。49.1 各大水印应用项目介绍崇德博智 扶危定倾uTALISMAN( Tracing Authors rights by Labeling Image Services and Monitorin

4、g Access Network)：目 标是为欧盟成员国的服务提供者提供一个标准的版权保护 机制，用于保护数字化产品，防止大规模的商业盗版和非 法复制，TALISMAN的预期产品是通过标记和水印方法得 到一个视频序列保护系统。uIMPRIMATUR：主要目标是阐述使用开放网络（例如 Internet）如何促进IPR（Intellectual Property Rights） 管理，和该系统之下的通信系统和基础设施一样，这个项 目仍在发展，实施的版权管理机制仍在被定义。 59.1 各大水印应用项目介绍崇德博智 扶危定倾 OCTALlSu主要目标：数字化的数据的表达和提供带来严重的安全问 题，这些

5、问题不能被单一的安全系统解决。因此一些机制 必须集成到一个多层次安全概念。该安全概念提供了访问 控制和多媒体数据版权保护。uTV服务提供者发起的存取系统目前扮演着私有系统的角 色，在Internet上各种低比特服务的各种方法也是如此。u版权保护对版权所有者和作者的版权是必需的，对于数字 产品具有反盗版和非法复制的作用。6崇德博智 扶危定倾OCTALISu综合相关的两个欧洲项目TALISMAN和OKAPI，OCTALIS 项目的主要目标是： u1) 集成一个全面的方法，能公平有条件地存取又能有效地版权保护 。 u2) 通过大规模的试验阐述其有效性。u通过两个主要的试验来驱动：第一种试验定位在Eu

6、ropean Broadcasting Union(EBU)主要网络；u第二种试验在Internet上，寻找促进图像和相关信息安全访 问和分发方法。7崇德博智 扶危定倾8崇德博智 扶危定倾 IMPRIMATUR9崇德博智 扶危定倾 9.2 DHWM的优点和缺陷 9.2.1 DHWM协议uDHWM协议是Aquarelle 项目中用于保护IPR (Intellectual Property Rights )的安全水印协议。该协议 基于TTP（Trusted Third Party），采用Diffie-Hellman 体制确保水印安全。uDHWM协议是一个很有代表性的安全水印协议。uAQUARELL

7、E项目IPR保护基本功能模块信息包括基于可 信任的第三方TTP，CO和IM等其他实体。10崇德博智 扶危定倾 DHWM协议-TTPu TTP：一般在应用水印技术对数字作品进行版权保护时， 数字水印算法要求公开，算法的安全性依赖于密钥。要验 证水印的存在以确定版权就必须拥有水印算法的密钥，因 此提出了可信任第三方的概念。u TTP扮演着以下的角色： TTP是公平的，其作用像法 庭； TTP知道水印解码密钥，而且不会向任何人透露密 钥；当出现版权纠纷的时候， TTP可以运行水印解码程 序，以确定版权。u引入TTP以后，再设计一套安全的协议，就可以在网络环 境下较好地解决版权纠纷问题。11崇德博智

8、扶危定倾DHWM协议-其他实体CO：数字作品版权拥有者 CO-ID：拥有者惟一序列号; IM：没有加入水印的原始图像; IM-ID：图像的惟一的序列号; D：水印加入的时间; IM*：加入水印以后的图像； IM*：可能被修改的图像; KIM：用来嵌入和检测的密钥; Usr：该AQHARELE系统的用户。12崇德博智 扶危定倾13DHWM协议u Diffie-Hellman 密钥分配协议的安全依据：设P为素数，g为模P的生成元，有：Y gX mod p如果已知Y要求X，则是很难求解的。u由于以上运算是定义在模P的有限域上的，所以称 为离散对数问题。崇德博智 扶危定倾14DHWM协议u加载水印的过

9、程：(1) CO 和TTP 采用Diffie-Hellman 密钥分配协议产生一 个共享密钥K- IM;(2) TTP 安全保存好IM- ID， CO- ID, D, 和K- IM;(3) CO 利用K- IM将水印嵌入。崇德博智 扶危定倾15DHWM协议uK- IM的生成： （1）CO随机产生一个密钥Xa ,计算：KA g Xa mod P 然后将KA发送给TTP；（2）TTP随机产生一个密钥Xb ,计算：KB g Xb mod P 然后将KB发还给CO；（3）则公共会话密钥K-IM有：K-IM=KAB=(KA ) Xb mod P=(g Xa) Xb mod P TTPK-IM=KBA=(

10、KB ) Xa mod P=(g Xb) Xa mod P CO 崇德博智 扶危定倾16Diffie-Hellman密钥交换算法 崇德博智 扶危定倾17DHWM协议uK-IM的安全保证：如果攻击者分别获得了KA和KB，那么他有可能计 算出K-IM吗？崇德博智 扶危定倾18崇德博智 扶危定倾 DKWM协议u DKWM协议能用来对图像加载水印并能验证具有版权保 护的水印的存在。u 加载水印过程： 版权拥有者CO和TTP使用Diffie-Hellman算法生产一个共享密钥 KIM； TTP安全地保存好IM-ID，CO-ID ，D，KIM； CO使用峦钥对图像加载水印。u验证过程： AQUARELLE

11、系统的用户提交图像IM*, IM-ID，CO-ID 给TTP； TTP检测水印，并返回YES或者NO。19崇德博智 扶危定倾20DHWM协议uDHWM的时戳机制：（1）在AQUARELLE项目中，CO-ID是自己产生的，IM- ID是可自由申请的。因此任何非法的CO也可以拥有他的 CO-ID和IM-ID。（2）时戳D 的引入在一定程度上可以防止解释攻击。TTP 一旦检测到IM* 有两个重叠的水印, 这两个水印都有效, 可以通过D 的先后来判断CO 的真实性。崇德博智 扶危定倾9.2.2 DKWM协议协议的优缺点21崇德博智 扶危定倾 9.2.2 DKWM协议协议的优缺点22崇德博智 扶危定倾9

12、.2.2 DKWM协议协议的优缺点u(2) 信道中传输的信息都是明文信息。攻击者可以窃听到 IM-ID，CO-ID，D等信息,虽然在网络环境下实现的时候 会用到一些安全协议，但大都存在漏洞，攻击者会结合其 他的攻击方式来达到攻击目的，一种好的方法是对这些信 息进行签名和加密。u(3) 没有CO-ID的任何信息，且没有管理机制，没有在网 络环境下惟一标识一个独立实体的数字证书。这样就为一 些不法分子提供了方便，不法分子可以欺骗用户。23崇德博智 扶危定倾9.2.2 DKWM协议协议的优缺点u (4) 在CO-TTP和user-TTP之间同时应用中间人攻击， 可以冒充TTP；实行两次中间入攻击，T

13、TP可以被别有 用心的攻击者冒充。24崇德博智 扶危定倾9.3 一种新的安全水印协议9.3.1 一种安全水印协议25u该协议要求应用数字证书技术。可以使用已有的一些机 构如数字证书签发、管理机构(Certificate Authority， CA)，消除上面提到的一些攻击。u假定CO和TTP都有对方的公开密钥证书，通过设立数字 证书颁发和管理机构(CA)来实现，CA是信息时代必需的 基础设施。可以选择一个可信任的CA机构，最好是受政 府监督和管理的。u数字世界真正用来标志一个实体的数字证书在这里被应 用了，大大增强其安全性，因为CA机构的一系列的职能 ，包括证书的审核、签发、管理、撤消等，再加

14、上上述 协议的应用，能很好地消除DHWM水印协议的薄弱点， 保证安全性。崇德博智 扶危定倾26崇德博智 扶危定倾9.3.1 一种安全水印协议27崇德博智 扶危定倾28崇德博智 扶危定倾9.3.2 该协议的分析和评价 29崇德博智 扶危定倾9.3.2 该协议的分析和评价 30崇德博智 扶危定倾9.3.2 该协议的分析和评价上述两个缺点随着网络速度的提高，网络服务质量的提 高及计算能力的增强能得到解决，从而建立一套安全实 用的水印协议。31协议缺点：崇德博智 扶危定倾 9.4 水印应用一般性框架 9.4.1 媒体安全分发事物模型 u该事物模型是基于可信任第三方TTP的，TTP的作用是在用 户与服务

15、提供者之间提供验证结果，因为在网络环境下数 字作品的传播需要完整的验证功能和监视功能，因此该事 物模型由以下几个过程组成： 1） 标记工作，也就是把一些与数字作品相关的信息和数字作品联 系起来，例如作品的ID号，版权拥有者的ID号； 2） 水印和数字指纹 (Fingerprinting，Fp)，水印为版权标志，数 字指纹是由版权所有者向分发给每个用户的拷贝中加入的唯一“指 纹”； 3）监视与验证，通过检查网络上的水印和数字指纹来追踪其合法 性并验证作品的有效性。 32崇德博智 扶危定倾33崇德博智 扶危定倾 9.4.2 水印应用一般性框架u Media Creator：数字媒体的创作者；u C

16、opyright Provider：版权提供者，买断了媒体创作者的版权，是 通常意义下的发行者，Copyright Provider在数字媒体加入版权标 志水印； u Media Distributor：媒体分发者，媒体分发者向用户购买的合法拷 贝中加入唯一的数字指纹，并监视网络，防止非法复制；u TTP：可信任的第三方，建有IPR数据库，存储了各Copyright Provider版权信息等，同时可以验证用户购买的合法拷贝的版权；u CA：传统意义下的数字证书审核、签发、管理和撤消机构， Copyright Provider和TTP可以到此查询对方的公共密钥证书，同 时和TTP一起对提交数字作品的Copyright Provider进行管理和监 督，应用上节介绍的协议，可以抵抗各种攻击，保证了水印系统的 安全性；34崇德博智 扶危定倾9.4.2 水印应用一般性框架uUser：购买数字作品的用户； uOriginal Media：没有嵌入水印的原媒体；