Общие положения о защите авторского права и водяных знаках
Интеллектуальная собственность (ИС) включает в себя, с одной стороны, объекты авторского права и смежных прав, и, с другой стороны, промышленную собственность (технико-конструкторские решения производства). Объектами авторского права и смежных прав являются литературные, художественные, научные произведения, компьютерные программы, базы данных, музыкальные произведения, исполнительская деятельность артистов, аудио- и видеозаписи, радио- и телевизионные передачи и т.д.
Одним из способов защиты авторского права на мультимедийную информацию является применение цифровых водяных знаков.
Цифровые водяные знаки (ЦВЗ) используются для защиты от копирования, сохранения авторских прав. Невидимые водяные знаки считываются специальным устройством, которое может подтвердить либо опровергнуть корректность. ЦВЗ могут содержать различные данные: авторские права, идентификационный номер, управляющую информацию. Наиболее удобными для защиты с помощью ЦВЗ являются неподвижные изображения, аудио и видео файлы.
Технология записи идентификационных номеров производителей очень похожа на ЦВЗ, но отличие состоит в том, что на каждое изделие записывается свой индивидуальный номер (так называемые «отпечатки пальцев»), по которому можно вычислить дальнейшую судьбу изделия. Невидимое встраивание заголовков иногда используется, к примеру, для подписей медицинских снимков, нанесения пути на карту и т. п.
Основные требования, предъявляемые к водяным знакам: надёжность и устойчивость к искажениям, незаметности, робастности к обработке сигналов (robust — способность системы к восстановлению после воздействия на нее внешних/внутренних искажений, в том числе умышленных). ЦВЗ имеют небольшой объём, но для выполнения указанных выше требований, при их встраивании используются более сложные методы, чем для встраивания обычных заголовков или сообщений.
Обычно цифровые водяные знаки невидимы. Однако ЦВЗ могут быть видимыми на изображении или видео. Обычно это информация представляет собой текст или логотип, который идентифицирует автора.
Невидимые ЦВЗ внедряются в цифровые данные, но не могут быть восприняты как таковые. Важнейшее применение цифровые водяные знаки нашли в системах защиты от копирования, которые стремятся предотвратить или удержать от несанкционированного копирования цифровых данных. ЦВЗ применяются, когда стороны обмениваются секретными сообщениями, внедрёнными в цифровой сигнал. Используется как средство защиты документов с фотографиями — паспортов, водительских удостоверений, кредитных карт с фотографиями. Комментарии к цифровым фотографиям с описательной информацией — ещё один пример невидимых ЦВЗ. Хотя некоторые форматы цифровых данных могут также нести в себе дополнительную информацию, называемую метаданные, ЦВЗ отличаются тем, что информация «зашита» прямо в сигнал. Объекты мультимедиа в этом случае будут представлять собой контейнеры (носители) данных. Основное преимущество состоит в наличии условной зависимости между событием подмены объекта идентификации и наличии элемента защиты — скрытого водяного знака. Подмена объекта идентификации приведет к выводу о подделке всего документа.
Так называемый, жизненный цикл ЦВЗ может быть описан следующим образом. Сначала в сигнал-источник S в доверенной среде внедряются водяные знаки при помощи функции E. В результате получается сигнал SE. Следующий этап — распространение SE через сеть или любым другим способом. Во время распространения на сигнал может быть совершена атака. У получившегося сигнала SEA водяные знаки могут быть потенциально уничтожены или изменены. На следующем этапе функция обнаружения D пытается обнаружить водяные знаки w, а функция R вытащить из сигнала внедрённое сообщение. Этот процесс потенциально может совершать злоумышленник.
Рисунок 1.1. Жизненный цикл ЦВЗ
Схема жизненного цикла ЦВЗ показана на рисунке 1.1.
Классификация ЦВЗ производится по степени его хрупкости. ЦВЗ называется хрупким, если при малейшей модификации его уже нельзя обнаружить. Такие ЦВЗ обычно используют для проверки целостности. ЦВЗ называется полухрупким, если он выдерживает незначительные модификации сигнала, но вредоносные преобразования не выдерживает. Полу-хрупкие ЦВЗ используются обычно для обнаружения атаки на сигнал. ЦВЗ называется надёжным, если он противостоит всем известным видам атак. Такие ЦВЗ обычно используются в системах защиты от копирования и идентификации.
Термин «цифровой водяной знак» унаследован от водяных знаков на документах, денежных купюрах и ценных бумагах – изображений, которые становятся видимыми при определенных условиях (например, на просвет).
Работу с водяными знаками изучает стеганография (от греч.стеганос — скрытый игреч.графо — пишу, буквально «тайнопись») — это наука о скрытой передачеинформациипутём сохранения в тайне самого факта передачи.