현재까지 대부분의 비디오 콘텐츠에 대한 워터마킹 기법들은 최초의 콘텐츠에 저작권자 정보를 은닉한 후, 압축율 및 각종 신호처리를 공격으로 간주하여 상대적인 강인성과 비가시성을 우수하게 설계하는 것으로서 연구되어왔다. 제안 기법은 워터마크와 제어신호를 전염성을 가진 정보로 간주하고 비디오 인코더에 은닉된 정보를 이용하여 디코더로부터 능동적으로 워터마크를 전염시키는 방법을 제안한다. 제안 기법을 위해 워터마크와 함께 화질제어 및 삽입강도 가변파라미터를 같이 은닉하는 커널 기반 워터마킹을 수행하며, 이것은 인증되지 않은 워터마크에 대해 저화질의 비디오 콘텐츠를 제공할 수 있는 장점을 가진다. 또한 비디오 디코더에서는 워터마크 복호화를 단계에서 저작권자나 사용자가 개입되지 않고 능동적으로 콘텐츠 기반의 워터마킹을 수행하여 변이된 워터마크를 전염시키는 기법으로 트랜스코딩, 재압축 등과 같은 처리에도 워터마크와 화질의 손상 없이 재배포가 가능하도록 한다. 실험결과 워터마크로 인한 압축율 저하나 워터마크의 손상 없이 비디오 콘텐츠와 코덱에 의해 완벽하게 전염됨을 확인하였다.
기존의 디지털 워터마킹 기술은 대부분 삽입과 검출에서 같은 키를 사용하는 대칭 키 방식이다. 이러한 대칭 키 워터마킹 방식은 검출을 쉽게 할 수 있는 반면에 공격자에 의하여 검출기의 비밀 키 정보가 유출될 경우 삽입 정보가 제거되거나 변조되는 치명적인 공격을 받을 수 있다. 따라서 최근에는 삽입기에서 삽입한 비밀 정보를 검출기에서 공개 키를 이용하여 검출하는 비대칭 워터마킹(Asymmetric Watermarking) 방식이 차세대 워터마킹 기술로 주목을 받고 있다. 본 논문에서는 선형 연립방정식의 해집합을 이용하여 개인 키의 탐색 공간을 효과적으로 확장하였다. 또한 공개 키로부터 개인 키를 유출할 수 없도록 하기 위하여 공개 키의 생성은 안전한 선형변환 방식에 기초하였으며 높은 상관도 검출이 가능하도록 구성되었다. 실험결과 워터마크가 삽입된 영상에서 1bit의 정보 뿐만 아니라, 멀티 bit의 정보에 대한 공개 키 상관도 검출이 정확히 이루어짐을 확인할 수 있었으며 JPEG 압축 후에도 높은 상관도 검출이 가능한 것으로 나타났다.
논문에서는 워터마크 추출 후 원본 이미지를 복원할 수 있는 리버서블 워터마킹 알고리즘을 제안한다. 대부분의 워터마킹 기법에서는 정보 삽입 때문에 원본 이미지에 열화를 발생시키지만 본 알고리즘은 워터마크 추출 후 워터마크가 삽입된 이미지로부터 열화를 제거하여 원본 이미지를 복원시킨다. 제안한 알고리즘에서는 히스토그램 쉬프팅과 로케이션 맵 구조를 이용한다. 로케이션 맵을 이용함으로써 플립 현상을 제거하고 반복적인 정보 삽입을 통해 정보 삽입량을 크게 증가시킬 수 있었다. 실험 결과 최대 120k bits의 높은 정보 삽입량을 보이면서도 평균 41dB 이상의 우수한 비가시성을 보임을 확인하였다.
디지털 이미지 워터마킹(digital image watermarking)은 이미지 소유자의 정보를 디지털 이미지 속에 삽입시켜 이미지 소유자의 저작권을 보호하는 것을 목적으로 하는 기법이다. 저작권 보호를 위한 디지털 이미지 워터마킹 기법은 기존의 스테가노그라피(steganography)보다 워터마킹 공격에 대한 견고성과 육안적 비구별성을 동시에 추구해야 하고, 워터마킹 알고리즘의 은닉성 대신 키의 은닉성이 보장되어야 하며, 암호학과 마찬가지로 키의 사용으로 허가받지 않은 사용자의 워터마크 검출을 방지할 수 있어야 한다. 본 논문에서는 암호학 함수인 ElGamal함수를 사용하는 워터마킹 기법을 제안한다. 일방향 해쉬 함수를 구현하기 위해 ElGamal일방향 함수와 모듈라 연산을 사용한다. 제안하는 워터마킹 기법은 LSB(least significant bit)공격과 감마 보정 공격에 대해 견고하며 육안적 비구별성(perceptual invisibility)이 높다. 제안하는 워터마킹 기법의 실제 구현 및 실험을 통한 실험 결과를 분석하여 견고성과 육안적 비구별성의 특징을 확인한다 향후 과제로, 키생성을 위한 의사난수성과 비대칭키의 생성을 동시에 달성시키는 알고리즘 연구가 요구된다.
리버서블 워터마킹은 디지털 영상에 정보를 은닉하고 인증된 상대에게만 은닉된 정보를 복호화하고 원래의 상태로 영상을 복구하는 방법이다. 본 논문에서는 히스토그램 이동을 이용한 고용량 리버서블 워터마킹을 제안한다. 본 논문에서는 높은 삽입량을 위하여 영상을 $2{\times}2$ 블록으로 분할하고, 각 블록에 수평, 수직, 대각에 대한 화소쌍을 이용하여 가장 빈도가 높은 최대 삽입공간을 찾는다. 최대 삽입공간을 포함하는 위치맵을 이용하여 오버플로우와 언더플로우를 제거하여, 반복적인 워터마크 삽입을 통해 삽입량을 증가시킨다. 실험을 통하여 제안한 방법이 기존의 리버서블 워터마킹 방법과 비교하여 좋은 화질과 높은 삽입량을 나타냄을 확인하였다.
KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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제17권3호
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pp.938-957
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2023
The limited computing power of sensor nodes in wireless sensor networks (WSNs) and data tampering during wireless transmission are two important issues. In this paper, we propose a scheme for independent individual authentication of WSNs data based on digital watermarking technology. Digital watermarking suits well for WSNs, owing to its lower computational cost. The proposed scheme uses independent individual to generate a digital watermark and embeds the watermark in current data item. Moreover, a sink node extracts the watermark in single data and compares it with the generated watermark, thereby achieving integrity verification of data. Inherently, individual validation differs from the grouping-level validation, and avoids the lack of grouping robustness. The improved performance of individual integrity verification based on proposed scheme is validated through experimental analysis. Lastly, compared to other state-of-the-art schemes, our proposed scheme significantly reduces the false negative rate by an average of 5%, the false positive rate by an average of 80% of data verification, and increases the correct verification rate by 50% on average.
Journal of information and communication convergence engineering
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제9권6호
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pp.689-694
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2011
Cellular automata are discrete dynamical systems, which provide the basis for the synthesis of complex emergent behavior. This paper proposes a new algorithm of digital watermarking based on cellular automata transform (CAT). The idea of two-dimensional CAT is introduced into the algorithm. After the original image is disassembled with 2D CAT, the watermark information is embedded into the Middle-frequency of the carrier picture. Cellular automata have a huge number of combinations, such as gateway values, rule numbers, initial configuration, boundary condition, etc. Using CAT, the robustness of the watermark will be tremendous strengthened as well as its imperceptibility. Experimental results show that this algorithm can resist some usual attacks such as compression, sharpening and so on. The proposed method is robust to different attacks and is more security.
In this paper we propose a new watermarking scheme using a data matrix and a cryptograph key. The data matrix of two-dimensional bar codes is a new technology capable of holding relatively large amounts of data compared to the conventional one-dimensional bar code. And a cryptograph key is used to prevent a watermark from malicious attacks. We encoded the copyright information into a data matrix bar code, and it was spread as a pseudo random pattern using the owner key. The experimental results show that the proposed scheme has good quality and is robust to various attacks, such as JPEG compression, filtering and resizing. Also the performance of the proposed scheme is verified by comparing the copyright information with the information which is extracted from the watermark.
생물학적 유기체 모델에서의 바이러스 특성을 이용한 전염성 정보은닉 시스템은 비디오 인코더 및 디코더에 대해 각각 최적의 워터마크 은닉 및 검출 방법을 적용하고 비디오의 재생 또는 편집 등이 발생할 때마다 워터마크를 전이시킴으로써 각종 공격에 강인하게 함으로써 비디오 콘텐츠의 안전한 유통을 가능하게 하기 위한 방법이다. 본 논문은 전염성 정보은닉 시스템을 위한 전염성 정보의 생성과 빠르고 효율적인 가역 워터마킹 기법을 제안한다. 제안 기법은 비디오 콘텐츠 기반 가역 워터마킹을 위해 제어 코드및 콘텐츠 유효기간을 워터마크와 결합하여 전염시킨 후, 비디오 재생 시에 능동적으로 콘텐츠의 화질 및 워터마크 강도를 제어할 수 있으며, 실시간성을 만족하기 위해 계산복잡도가 낮게 설계되었다. 또한, 가역 워터마크 복원을 위한 시간지연이 발생하지 않도록 매크로블록 단위의 워터마크 및 부가정보 은닉이 수행된다. 실험결과 제안 기법이 실시간성을 만족하며, 공격받지 않은 비디오 비트스트림에 대해 가역 워터마크 검출 및 영상 복원 후 워터마크 손실은 0%였으며, 복원 후의 화질은 동일한 비트율로 압축한 비디오와 거의 동일함을 확인하였다.
A new video watermarking scheme with robustness against collusion and synchronization attacks is presented. We propose to embed only a few copies of the watermark along the temporal axis into frames, which are located at the borders of each two different plotlines of the video. As a result, each change of the video plotline is transformed into pulse, which is used for watermark embedding and extraction. In addition, since we embed a watermark only into a small number of frames, the distortions of the video are reduced to minimum. Experimental results show the robustness of the proposed scheme.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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