Journal of the Institute of Electronics Engineers of Korea CI (전자공학회논문지CI)

The Institute of Electronics and Information Engineers (대한전자공학회)
권호 표지

An Implementation on the XOR-ACC of Multimedia Fingerprinting using Neural Network

신경망을 이용한 멀티미디어 핑거프린팅의 XOR-ACC 구현

  • 이강현 (조선대학교 전자정보공과대학 전자공학과)
  • Received : 2011.09.19
  • Published : 2011.11.25
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Abstract

In multimedia fingerprinting field, it is many used a code based on BIBD, which has a strong resiliency of anti-collusion. When a collusion-attack code is generated with a logical XOR operation using the code based on BIBD, then some cases are occurred that a colluded code could be generated to the same fingerprint of non-colluder on the other hand, the colluder is decided to the non-colluder so that he would be excepted in the colluder tracing. For solving the serious problem of the wrong decision of the colluder tracing in this paper, XOR-ACC is implemented using multi-layer perceptron neural network among (AND, OR, XOR and Averaging)-ACC by the measured correlation coefficient. Through the experiment, it confirms that XOR-ACC efficiency of multimedia fingerprinting code{7,3,1} based on BIBD is improved to 88.24% from the conventional 41.18%, so that a ratio of the colluder tracing is also improved to 100% from the conventional 53%. As a result, it could be traced and decided completely a sectional colluder and non-colluder about the collusion attacks.

멀티미디어 핑거프린팅 분야에서 반공모에 강한 탄력성을 갖는 BIBD(Balanced Incomplete Block Design) 기반의 코드가 많이 사용된다. BIBD 기반의 코드를 논리적 XOR연산으로 공모공격 코드를 생성할 때, 공모된 코드가 비공모자의 원 핑거프린팅 코드와 동일하게 생성이 된 경우가 발생할 수 있다. 이에 따라 비공모자가 공모자로 판정이 되며, 반면에 공모자가 비공모자로 판정되어 공모자 추적에서 제외될 수 있다. 본 논문에서는 심각한 오판정의 공모자추적 문제를 해결하기 위하여, 상관계수 측정에 의한 (AND, OR, XOR and Averaging)-ACC(Anti-Collusion Code)에서 XOR-ACC를 다층 퍼셉트론의 신경망을 이용한 알고리즘을 구현한다. 실험을 통하여, BIBD 기반의 {7,3,1} 멀티미디어 핑거프린팅 코드의 XOR-ACC의 효율성이 기존의 41.18%에서 88.24%로 향상되어 공모자 추적율도 기존의 53%에서 100%로 향상되었음을 확인하였다. 그 결과 공모공격에 대한 공모자와 비공모자의 구분을 완전하게 추적과 판정을 할 수 있다.

Keywords

References

  1. 이강현, "BIBD 기반의 멀티미디어 핑거프린팅 코드의 공모코드들에 대한 공모자 추적," 대한전자공학회, 전자공학회논문지 제46권, CI편, 제6호,79-86쪽, 2009년 11월.
  2. Trappe Wade, Wu Min, Liu K.J.R. "Collusion-resistant fingerprinting for multimedia," Acoustics, Speech, and Signal Processing (ICASSP) 2002, IEEE International Conference on, Volume: 4, pp. 3309-3312, 2002
  3. V. Wahadaniah, Y. L. Guan, and H. C. Chua, "A New Collusion Attack and Its Performance Evaluation," Proceedings in: IWDW, pp. 88-103. 2002.
  4. W. Trappe, M. Wu, J. Z. Wang, and K.J.R. Liu, "Anti-collusion fingerprinting for multimedia," IEEE Trans. on Signal Processing, Vol. 51, No. 3, pp. 1069-1087, 2003. https://doi.org/10.1109/TSP.2003.809378
  5. Y. Wu and Z. Zhao, "Collusion Attack to a Scalable AND-ACC Fingerprinting Scheme" Proceedings of the SPIE, vol. 6508 2X1-8, VCIP, 2007.
  6. In Koo Kang, Choong-Hoon Lee, Hae-Yeoun Lee, Jong-Tae Kim, Heung-Kyu Lee, "Averaging attack resilient video fingerprinting," ISCAS 2005, IEEE International Symposium on, Vol. 6, pp. 5529-5532, 2005.
  7. Minsky, M, L., & Papert, S.A.. Perceptrons. Cambridge, MA: MIT Press, 1969.
  8. M.L. Minsky, and S.A. Papert, "Perceptrons", Cambridge, MA: The MIT Press, 1st ed. 1969, expanded edition 1988
  9. D. Rumelhart, and J. McClelland, "Parallel distributed processing," vol.1, MIT Press, 1986
  10. Trappe W., Min Wu, Wang Z.J., Liu K.J.R., "Anti-collusion fingerprinting for multimedia," Signal Processing, IEEE Transactions on, Volume: 51 , Issue: 4, pp. 1069 - 1087, 2003 https://doi.org/10.1109/TSP.2003.809378
  11. http://mathworld.wolfram.com/BlockDesign.html
  12. 이강현, "포렌식 마킹을 위한 특징점 기반의 동적 멀티미디어 핑거프린팅 코드 설계," 대한전자공학회, 전자공학회논문지, 제48권 CI편 제4호, 27-34 쪽, 2011년 7월.
  13. 이강현, "핑거프린팅 코드의 생성방법 및 이를 수행할 수 있는 프로그램이 저장된 매체," 대한민국특허청, 10-2011-0061652, 2011.6.24
  14. http://lcn.epfl.ch/tutorial/english/mcpits/html/
  15. D.E. Rumelhart, G.E. Hinton, and R. J. Williams, "Learning representations by back propagation errors", Nature, vol.323, pp. 533-536, 1986. https://doi.org/10.1038/323533a0
  16. H. Stone, "Analysis of Attacks on Image Watermarks with Randomized Coefficients," NEC Technical Report, 1996.
  17. Minquan Cheng and Ying Miao, "On Anti-Collusion Codes and Detection Algorithms for Multimedia Fingerprinting," IEEE Trans. ON INFORMATION THEORY, VOL. 57, NO. 7, pp. 4843-4851, JULY 2011 https://doi.org/10.1109/TIT.2011.2146130
  18. J. Dittmann, "Combining Digital watermarks and Collusion Secure Fingerprints for Customer Copy Monitoring," Proc. IEE Seminar Sec. Image & Image Auth., pp.128-132, Mar. 2000.
  19. D. Boneh and J. Shaw, "Collusion-secure fingerprinting for digital data," IEEE Tran. on Information Theory, vol. 44, pp. 1897-1905, September 1998. https://doi.org/10.1109/18.705568
  20. F. Sebe and Domingo-Ferrer, "Short 3-Secure Fingerprinting Codes for Copyright Protection," Lecture Notes in Computer Science, Vol. 2384, pp.316-327, 2002.
  21. 노진수, 이강현 "신경회로망에 의한 공모된 멀티미디어 핑거프린트의 검출" 대한전자공학회 논문지 제43권, CI편, 제4호, 80-87쪽, 2006년 7월.