Vodoznaky
Vymezení pojmu vodoznak
Vodoznak je metoda na ochránění digitálního díla před kopírováním (typicky obrázek, video, zvuk) zanesením nadbytečné informace přímo do digitálních dat, pomocí které je možné identifikovat skutečného autora.
Musí být nedílnou součástí obrazu, nikoliv metadata
Může být viditelný / neviditelný
Musí být odolné vůči manipulaci s daty (komprese, přeformátování, změna měřítka, rotace apod.) při ochraně integrity musí být naopak těmito operacemi vodoznaky porušeny
Aplikace
Autorská práva, ochrana proti kopírování (nuntá implementace na kopírovacích zařízeních)
Autentizace dat
Vyhledávání informací
Steganografie – záměrné skrytí informací do jiných dat (vizuálna kryptografia)
Základní principy a vlastnosti vodoznaků
Princip
Klasifikace
Viditelné – záměrně znehodnocují kvalitu dat volně distribuované snímky – označení autora, obtížně odstranitelné, vhodná kombinace s neviditelným vodoznakem (zabránění podvržení)
Neviditelné – uživatel jejich přítomnost ve sledovaném díle při běžném použití nerozpozná
Podle metody vložení
V časové oblasti (přímá aplikace v obraze)
Ve frekvenční oblasti (modifikace koef. DCT, FFT při kompresi, změně spektra apod.)
Typ vkládaných dat
Binární data
Obraz (logo)
Křehké vodoznaky – při transformaci se znehodnotí (ochrana integrity, pokud je zachována, víme, že je obrázek netransformovaný)
Robustní vodoznaky – odolný vůči transformacím a změně formátu (autorská práva)
Útoky
Metody založené na znalosti algoritmu vložení vodoznaku
Vložení šumu
Opakovaná aplikace běžných operací, jakou jsou komprese, filtrování, změna měřítka, rotace, …
Rozložit na kvanta bloků a pak je znova složit
Hrubou silou – možnost vyzkoušet všechny kombinace
Vložení dalšího vodoznaku – lze detekovat oba vodoznaky
Konspirace „uživatelů“– zprůměrováním několika kopií lze vodoznak odstranit
Typické příklady vodoznaků a jejich vlastnosti
Obraz
LSB modulace – Zakódování vodoznaku do nejméně významných bitů (LSB) jednotlivých pixelů obrázku. Tato modifikace není visuálně téměř rozpoznatelná. Metoda není robustní, vodoznak lze snadno odstranit (např. zašuměním nejnižšího bitu).
Modifikace koeficientů DCT – Tato modifikace je mnohem robustnější a změny hodnot jsou méně viditelné ve výsledném obrazu. Opakování vodzoznaku pro zvýšení odolnosti vůči ořezání.
Zakódování vodoznaku do Y kanálu – Vložení do barevného obrázku. konverze barevného modelu RGB – YUV. Odolnější vůči modifikaci barev a kompresi.
Metoda disjunktních množin – Použití jako autentizační vodoznak (detekce změn v díle).
Vizuální kryptografie – vyANDovaním dvou zdánlivě zašuměných obrázků získáme zakódovaný obraz
MD5 – umožňuje dekekovat změnu pixelů na úrovni bloků, použití jako autentizační vodoznak (detekce změn v díle)
Rozdělení obrázku po blocích 8 × 8 pixelů
LSB bity odstraněny
Vypočítá se MD5 a výsledek se zkombinuje s binárním obrazem vodoznaku a uloží do LSB
Zvuk
Jako vodoznak sa do nahrávky přidáva šum, který není uchem zachytitelný.
Video
Sjednocuje oba přístupy (pro obraz i zvuk), může sa tedy přidat viditelný vodoznak do obrazu, nebo neviditelný/neslyšitelný jako šum do zvuku.
Text
Modifikace parametrů zobrazeného textu, posunutí řádků nahoru/dolů, posunutí slova – střídání délky mezer mezi slovy, kódování v písmenech – např. prodloužení horní vodorovné čáry v pismenu t.