基于數(shù)字水印技術(shù)的電子檔案安全維護(hù)與應(yīng)用

摘 要：隨著數(shù)字技術(shù)的進(jìn)一步擴(kuò)展與深化，電子檔案數(shù)字信息在多種形式的使用中具有的開(kāi)放性，給其保管帶來(lái)了諸多不安定因素。故此，電子檔案原始性、真實(shí)性和完整性的維護(hù)問(wèn)題也就日益成為檔案學(xué)科領(lǐng)域研究的重要內(nèi)容之一。數(shù)字水印技術(shù)是隨著數(shù)字信息交流的日益深化而產(chǎn)生的一種數(shù)字產(chǎn)品版權(quán)保護(hù)技術(shù)，其以獨(dú)特的技術(shù)性能，在電子檔案維護(hù)和應(yīng)用上發(fā)揮著重要作用。

關(guān)鍵詞：數(shù)字水印技術(shù)；電子檔案；檔案保護(hù)

中圖分類號(hào)：G273 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1673-291X（2013）17-0243-02

電子檔案一般是指以文字、圖像、視頻等形式存在的具有保存價(jià)值的電子文件。電子檔案與紙質(zhì)檔案和一般的電子文件相比較，其以磁盤、光盤等作為存儲(chǔ)介質(zhì)，并通過(guò)數(shù)字網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳輸，這樣就容易被篡改、復(fù)制、偽造而不易發(fā)現(xiàn)，從而造成其原始性、真實(shí)性、完整性和保密性不同程度的破壞，為其信息根本性數(shù)據(jù)埋下安全隱患。這就要求在電子檔案的維護(hù)與應(yīng)用方面必須采取相關(guān)安全技術(shù)。而數(shù)字水印是一種不同于密碼學(xué)的信息隱藏安全技術(shù)，主要應(yīng)用于版權(quán)領(lǐng)域，起到和數(shù)字簽名相同的作用，即用于保護(hù)其內(nèi)容的原始性、真實(shí)性和完整性。

一、電子檔案的弱點(diǎn)

電子檔案內(nèi)容是以字節(jié)來(lái)表示和實(shí)現(xiàn)的，并通過(guò)比特形式產(chǎn)生和接收，其價(jià)值信息須借以數(shù)字讀取工具實(shí)現(xiàn)視覺(jué)和聽(tīng)覺(jué)等感受，屬非實(shí)際的事物，這方面異于傳統(tǒng)的實(shí)體檔案。

相比于傳統(tǒng)類型的實(shí)體檔案而言，電子檔案有著自己的弱點(diǎn)：一是分離性。電子檔案的真實(shí)性表現(xiàn)為字節(jié)信息，而非其容易改變的格式或依附的媒體。在各種數(shù)字信息轉(zhuǎn)換中，電子檔案字節(jié)信息若未變化，其真實(shí)性表面看仍為真實(shí)的。如此看來(lái)，以傳統(tǒng)理念和方法來(lái)判斷電子檔案真實(shí)性就已經(jīng)不相適應(yīng)了。二是易復(fù)制性。被保護(hù)信息呈虛擬狀態(tài)的電子檔案，極易被修改、復(fù)制、粘貼和移動(dòng)等，且一般不留任何痕跡，以致電子檔案原始性、真實(shí)性和完整性遭到破壞。三是流動(dòng)性。電子檔案在數(shù)字平臺(tái)支持下，其保存和利用無(wú)局限性，可通過(guò)數(shù)字及信息技術(shù)在任意終端進(jìn)行訪問(wèn)、存取等，并為利用者提供有效服務(wù)。

二、數(shù)字水印技術(shù)及其分類

數(shù)字水印指采用信息處理的方法將隱蔽的數(shù)字信息嵌入在電子文件和電子檔案中的文字、圖像、符號(hào)、數(shù)字等標(biāo)識(shí)性信息中，但隱蔽的數(shù)字信息一般是不可見(jiàn)的，只有借以專門的技術(shù)設(shè)備才能提取和檢測(cè)[1]。

數(shù)字水印技術(shù)在對(duì)電子檔案保護(hù)應(yīng)用時(shí)，由于其本身的技術(shù)特點(diǎn)支持和處理，不會(huì)破壞電子檔案原始數(shù)據(jù)的實(shí)際使用價(jià)值。這種技術(shù)的類型從外在層面上可簡(jiǎn)單地分為感知和不易感知兩種。感知型數(shù)字水印，是指可用肉眼看到水印，就像插入或覆蓋在圖像上的特殊標(biāo)識(shí)，一般呈較淡或半透明狀，直觀性強(qiáng)，當(dāng)所有權(quán)發(fā)生爭(zhēng)議時(shí)，可通過(guò)提取、檢測(cè)嵌入信息來(lái)證實(shí)法律權(quán)限歸屬[2]。不易感知型數(shù)字水印是指隱藏在數(shù)字產(chǎn)品數(shù)字信息中，就像加密技術(shù)，沒(méi)有特殊的密鑰就不能將其打開(kāi)并讀取出有關(guān)水印信息，這種技術(shù)多用于音頻等電子檔案中[3]。

三、 數(shù)字水印技術(shù)實(shí)現(xiàn)電子檔案保護(hù)

（一）數(shù)字水印技術(shù)保護(hù)電子檔案原理

數(shù)字水印技術(shù)的原理是利用專門信息技術(shù)算法將一些標(biāo)志性的信息數(shù)據(jù)嵌入到電子檔案關(guān)鍵位置中，其不會(huì)影響原電子檔案的真實(shí)內(nèi)容及有效使用性，同時(shí)單從視覺(jué)效應(yīng)上也不可覺(jué)察到嵌入數(shù)據(jù)信息的存在實(shí)際。需驗(yàn)證時(shí)，可通過(guò)專業(yè)的讀取算法從電子檔案中提取嵌入的水印進(jìn)行驗(yàn)證。

（二）數(shù)字水印模型

數(shù)字水印的一般模型包括水印信息結(jié)構(gòu)、水印加載和水印檢測(cè)三個(gè)部分。設(shè)A為需技術(shù)保護(hù)的原始電子檔案，W為數(shù)字水印信息，K為密鑰。處理后的水印記為W′，其可以通過(guò)函數(shù)F（·）實(shí)現(xiàn)：W′=F（A，W，K）。水印加載：設(shè)嵌入算法為E、原始電子檔案為A、水印為W′，那么加入了水印后的電子檔案AW可表示為：AW=E（A，W′）。水印提?。z測(cè)）：設(shè)提取水印算法為D，那么輸出可以是0—1邏輯判斷，也可以是包含各種水印信息的水印數(shù)據(jù)流，如文本、圖像等。要驗(yàn)證原始電子檔案A和有爭(zhēng)議的檔案圖像（通常加了水?。〢W的一致性，只需計(jì)算：W″=D（AW，A，K），V（W，W″，K，ε）={1W 存在；0W不存在}。其中，W″為提取出的水印，K 為密鑰，函數(shù)V·為檢測(cè)算法，ε為判斷的閾值。

圖1 電子檔案中加載和檢測(cè)數(shù)字水印的過(guò)程

（三）數(shù)字水印技術(shù)對(duì)電子檔案保護(hù)實(shí)例分析

數(shù)字水印技術(shù)在電子檔案保護(hù)方面發(fā)揮著重要作用，扮演者重要角色。下面結(jié)合圖2以電子檔案重要內(nèi)容之一電子印章為例分析。

圖2 數(shù)字水印技術(shù)在電子印章中的應(yīng)用

從圖2中可看出，數(shù)字水印應(yīng)用于電子印章的第三層中，通過(guò)編制好的代碼令水印嵌入電子印章中。通過(guò)檢測(cè)水印即可觀察到電子檔案的原始數(shù)據(jù)是否被篡改：數(shù)字水印被技術(shù)性嵌入后，會(huì)滲透至原始信息的不同空間中，任何變動(dòng)即會(huì)破壞水印信息并能被發(fā)現(xiàn)，[4]從而體現(xiàn)數(shù)字防偽的有效性；通過(guò)水印完整性的提取也可驗(yàn)證圖像數(shù)據(jù)是否完整：在圖像數(shù)據(jù)信息中嵌入完整的水印信息，檢測(cè)時(shí)提取該信息，而后與原始數(shù)據(jù)信息進(jìn)行仔細(xì)對(duì)比，即可確定原始數(shù)據(jù)是否被修改過(guò)。

（四）數(shù)字水印處理后的電子檔案特點(diǎn)

通過(guò)對(duì)數(shù)字水印技術(shù)處理后的電子檔案的上述分析可以看出，它具有明顯的防篡改和防偽造功能、不可抵賴功能、身份認(rèn)證功能等較多優(yōu)勢(shì)。具體表現(xiàn)為以下特點(diǎn)。

1.安全性。通過(guò)技術(shù)性的專門算法嵌入在電子檔案信息數(shù)據(jù)中的數(shù)字水印數(shù)據(jù)由于其具有較強(qiáng)的隱蔽性能，一般情況下是難以被覺(jué)察的，更不易被擦除、篡改和偽造。同時(shí)，由于其具備較低的誤測(cè)率，數(shù)字水印會(huì)隨著原始數(shù)據(jù)信息的變化而改變，從而在一定技術(shù)手段支持下，我們就會(huì)很容易的檢測(cè)到原始數(shù)據(jù)變更與否。當(dāng)然，數(shù)字水印同樣對(duì)重復(fù)添加有著一般技術(shù)所缺乏的較強(qiáng)的抵抗性能。

2.隱蔽性。數(shù)字水印信息被技術(shù)性嵌入到電子檔案中后是不可感知的，當(dāng)然，被保護(hù)的電子檔案原始性數(shù)據(jù)信息也不會(huì)受到正常的有效使用和利用。雖然上文提到的易感知水印技術(shù)，如圖像水印等，在人的肉眼下是能被察覺(jué)和感知，但這種對(duì)水印信息的感知只是停留在對(duì)數(shù)據(jù)信息的表面而已，被嵌入的水印信息狀況如何，是否被篡改，肉眼仍是不可以確定的，換句話說(shuō)，就是只有靠專業(yè)性的技術(shù)手段才可以把隱蔽的信息讀取出來(lái)。

3.魯棒性。作為電子檔案信息，不同于傳統(tǒng)的實(shí)體檔案，其利用的效率和方式顯而易見(jiàn)。這就要求電子檔案信息數(shù)據(jù)在傳輸、復(fù)制、粘貼、修改等多種形式的利用過(guò)程中，或者說(shuō)不管經(jīng)受任何形式的信號(hào)處理，電子檔案本身的原始信息數(shù)據(jù)也不會(huì)被破壞，仍保持其原始性、真實(shí)性、完整性等特性。而數(shù)字水印技術(shù)正是實(shí)現(xiàn)這一功能的關(guān)鍵性技術(shù)。

4.可證明性。數(shù)字水印數(shù)據(jù)信息被技術(shù)性嵌入到電子檔案當(dāng)中，根據(jù)需要，可隨時(shí)提取和驗(yàn)證，以判斷電子檔案有關(guān)存儲(chǔ)信息是否有效、真實(shí)和完整，甚至可以用特殊的技術(shù)手段來(lái)控制被保護(hù)電子檔案數(shù)據(jù)信息的傳播以及非法復(fù)制、粘貼、偽造等。

參考文獻(xiàn)：

[1] 徐剛毅，喻建平.密碼學(xué)與數(shù)字水印在電子印章中的應(yīng)用[J].微機(jī)發(fā)展，2004，（11）：137.

[2] 朱學(xué)芳.數(shù)字檔案信息開(kāi)發(fā)及應(yīng)用管理中圖像水印保護(hù)技術(shù)[J].檔案學(xué)通訊，2010，（5）：72-74.

[責(zé)任編輯 王 莉]