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数字⽔印常见攻击类型汇总，噪声，缩放，旋转，剪切 （附matlab代码） 数字⽔印技术作为信 隐藏技术的⼀种，不可见性和鲁棒性是它的两个主要特点，通常在⽔印嵌⼊时需要确定⽔印的嵌⼊量，来平衡不可见 性和鲁棒性之间的关系，若嵌⼊量过⼩，不可见性好⽽鲁棒性差，若嵌⼊量过⼤，则不可见性差⽽鲁棒性强，嵌⼊量最佳的取值可以通过遗 传算法来确定，现在常⽤的有蚁群算法，果蝇算法，粒⼦群算法等等。对于不可见性，我们可以直观地⽤视觉来判断，⽽对于鲁棒性，我们 ⽆法直接的判断⼀个⽔印算法的鲁棒性强弱，需要进⾏⼀系列的攻击测试，来判断其鲁棒性。下⾯，我将介绍数字⽔印常见的⼏种攻击类 型，分别从理论，代码和实例来展开。 1. 常见的攻击类型 按照攻击原理可以将攻击类型分为四⼤类 ：简单攻击，同步攻击，削去攻击，混淆攻击。 （1） 简单攻击 简单攻击是试图对整个⽔印化数据 （嵌⼊⽔印后的载体数据）进⾏操作来削弱嵌⼊的⽔印的幅度 （⽽不是试图识别⽔印或分离⽔印），导致 数字⽔印提取发⽣错误，甚⾄根本提不出⽔印信号。 常见的有 ：压缩 （JPEG，MPEG）、噪声 （2）同步攻击 同步攻击是试图破坏载体数据和⽔印的同步性，被攻击的数字作品中⽔印仍然存在，⽽且幅度没有变化，但是⽔印信号已经错位，不能维持 正常⽔印提取过程所需要的同步性。同步攻击通常采⽤⼏何变换⽅法。同步攻击⽐简单攻击更加难以防御。因为同步攻击破坏⽔印化数据中 的同步性，使得⽔印嵌⼊和⽔印提取这两个过程不对称。 常见的有 ：缩放，剪切，旋转 （3）削去攻击 削去攻击试图通过分析⽔印化数据，估计图像中的⽔印，将⽔印化数据分离成为载体数据和⽔印信号，然后抛弃⽔印，得到没有⽔印的载体 数据，达到⾮法盗⽤的⽬的。 常见的有 ：合谋攻击 （4）混淆攻击 混淆攻击是试图⽣成⼀个伪源数据、伪⽔印化数据来混淆含有真正⽔印的数字作品的版权 常见的有 ：IBM攻击 （这⾥主要介绍前两种，简单攻击和同步攻击。） 2. 理论知识及代码 2.1 压缩 图像的JPEG压缩内容⽐较多，后⾯有机会了单独开⼀个帖⼦写吧。在处理数字⽔印的压缩攻击时，我⽤的最多的是Stirmark⼯具，⼀个专 门做⽔印攻击的⼯具，操作⽅便简单，可以直接得到压缩后的图，具体的操作步骤可以参考我之前的帖⼦，链接在这⾥ ： 2.2 噪声 常见的⼏种噪声 ： （1）⾼斯噪声 （2）椒盐噪声 （3）泊松噪声 （4）乘性噪声 在matlab中，可以通过imnoise()函数给图像添加这四种噪声，imnoise()函数的调⽤格式为 ： J=imnoise(I,type,parameters) I：要添加噪声的图像 type：添加的噪声类型， ‘gaussian’为⾼斯噪声， ‘localvar’为0均值 ⽩噪声， ‘poisson’为泊松噪声， ‘salt & pepper’为椒盐 噪声， ‘speckle’为乘性噪声 parameters ：噪声的参数，不设置采⽤默认值。不同的噪声类型，需要设定的参数也不同，下⾯会针对每⼀种噪声具体介绍 ①⾼斯噪声 J=imnoise(I, ‘gaussian’,m,v) m:⾼斯噪声的均值，默认为0 v:⾼斯噪声的⽅差，默认为0.0 1 附上⾼斯噪声代码 ： clear all; close all; I=imread('coins.png') ; J=imnoise(I, 'gaussian', 0, 0.01) ;%⽅差为0.01的⾼斯噪声 K=imnoise(I, 'gaussian', 0, 0.03) ;%⽅差为0.03的⾼斯噪声 igure; subplot(121) ; imshow(J) ;title('⽅差为0.01的⾼斯噪声') subplot(122) ; imshow(K) ;title('⽅差为0.03的⾼斯噪声') ②椒盐噪声 J=imnoise(I, ‘salt & pepper’,d) d：噪声的密度，默认为0.05 附上椒盐噪声的代码 ： clear all; close all; I=imread('cameraman.ti ') ; I=im2double(I) ; J=imnoise(I, 'salt & pepper', 0.01) ;%添加密度为0.01的椒盐噪声 K=imnoise(I, 'salt & pepper', 0.03) ;%添加密度为0.03的椒盐噪声 igure; subplot(121) ; imshow(J) ;title('%添加密度为0.01的椒盐噪声