《安全视频水印关键技术及其在广播监视技术中的应用》

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电视网络中遍布着许多有价值的产品,如那些被路透社和美联社卖掉的新闻其价值甚至超过十万美元。整个电视市场价值数十亿美元,很容易出现侵犯知识产权的行为。因此,需要建立一个广播监视系统,以监听所有的广播渠道。而且,它还应该有一个基于可信任第三方的详细的协议做后盾。这将有助于作品版权所有者的所有物不会被侵权电台非法转播,并且有助于每一个广告客户确认是否占有全部从广播公司购买的广告时段。

在一个完善的广播监视系统中应用水印技术,不仅需要性能良好的水印算法,而且也要依赖管理,依赖技术的实现协议。在河南省科技攻关计划支持下,团队历时2年联合攻关,系统地解决了安全视频水印的关键技术以及其在广播监视技术中的应用难题,实现了广播电视市场的重要突破。主要创新点如下:

1.一个安全的应用数字水印技术的广播监视系统应该能够经受住主动攻击的干扰,应满足以下方面:提出的协议对广播电视台和广告商双方都是安全和公平的;提出的协议能够抵御重放攻击,原因在于该协议在消息中添加了时间戳/随机数;为了防止歧义攻击,并且提高广告的播放质量,提出的水印协议不允许嵌入一个以上的水印。而且整个水印的生成和嵌入都是在加密域完成的,这样广告商、广播电视台、监视服务商和水印认证权威机构无一方可获知水印,消费者的权利问题得到了解决,整个交易的安全性也得到了保证;在仲裁阶段不需要广告客户和广播电台的参与,保证了交易双方的公平性和安全性。

2.项目提出的基于安全水印嵌入的适用于广播监视的视频水印协议具有如下良好性能:该协议不仅能够对广告片段进行认证,也能够对广告中的水印进行认证,这种双重认证可以防止广告客户或广播电台的欺诈行为;提出的协议用数字签名绑定水印或者一次特殊的交易,它能够防止广播电台提取水印并把它嵌入到一个价值更高的广告中以获取更高的利润,因此解决了非绑定问题;协议中避免了双水印的嵌入,从而确保了广告的播放质量;在部分加密的安全水印嵌入技术的基础上,提出的水印协议更适合广播监视环境。它不需要用同态公钥密码技术对整个广告进行加密,从而节约了计算与带宽的开销。

3.针对视频哈希中的单向性、唯一性以及鲁棒性等问题,对项目前期提出的的视频哈希方案进行数学建模,利用密码学中的无条件安全性,证明该哈希算法具有单向性。建立一个参考的哈希序列,并计算参考哈希序列与所求哈希序列的汉明距离的概率密度,以此证明算法的唯一性。针对视频哈希技术中的安全性定量分析问题,首先对视频哈希算法的特征提取方式进行数学建模,然后根据攻击者可以得到的信息内容将视频哈希的攻击分为已知视频哈希值攻击和选择视频哈希值攻击。针对这两种攻击,分别用香农的唯一解距离测量鲁棒视频哈希方案的安全级别,定量分析该方案的安全性。

项目提出的适用于广播监视的水印算法以及视频水印协议如果结合起来使用,足以能够同时监测多家电台。发表核心及以上论文20篇,其中SCI/EI收录11篇,出版专著1部,完成省部级以上相关项目5项,经鉴定达到国内领先水平。

项目成果已广泛应用于河南森创电子科技有限公司、许昌源美网络科技有限公司的产品安全和知识产权的保护中。有助于提升客户以及客户群体对公司产品和服务的认知度,加强了客户群体的品牌认同感,全面提升了作为一个优秀企业的所具有的良好的社会责任,取得良好的社会效益。

成果说明

视频哈希算法和安全视频水印方案的推广应用。根据河南森创电子科技有限公司的产品特性以及技术实际情况,以提高产品完整性认证为中心任务,充分发挥提出视频哈希算法的最大优势,从而对数字媒体产品的所有权进行验证。在此基础上设计了安全视频水印方案,由于数字媒体的拷贝、修改非常容易,而且可以做与原作完全相同,所以公司不得不采用一些严重损害数字产品质量的办法来加上版权标志,而这种明显可见的标志很容易被篡改。对于数字产品的版权保护,利用提出的安全水印算法加密鉴别信息。其目的是在数字产品中嵌入能证明其版权归属的信息,从而能推

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