基于pdf格式的自適應文本水印方法
【技術(shù)領域】
[0001] 本發(fā)明屬于計算機信息安全領域。用于對PDF格式文本文檔的數(shù)字版權(quán)保護、數(shù) 據(jù)真?zhèn)舞b別以及數(shù)據(jù)的安全通信。
【背景技術(shù)】
[0002] 近年來，隨著網(wǎng)絡通信技術(shù)的迅猛發(fā)展，人們可以更方便快捷的在網(wǎng)絡上傳輸、發(fā) 表數(shù)字作品，同時也使得這些作品的版權(quán)問題顯得尤為重要。數(shù)字水印技術(shù)在版權(quán)保護方 面具有很大的優(yōu)勢，因此越來越多的人們投身于數(shù)字水印的研究。現(xiàn)如今，人們對水印的研 究主要聚集在圖像水印、視頻水印以及音頻水印，而對應用廣泛的文本水印的研究比較少， 成果也較少。而且越來越多的重要文件、軍事機密、商業(yè)機密等的呈現(xiàn)方式也是文字材料， 確保文本文檔中信息的安全關系到國家的發(fā)展與安全。因此，對在PDF文檔中實現(xiàn)數(shù)字水 印的嵌入的研究十分重要。
[0003] PDF格式文檔應用越來越廣泛，由于其具有跨媒體、跨平臺等優(yōu)點，現(xiàn)已逐漸成為 數(shù)字化時代的一個工業(yè)標準，在文本領域起著至關重要的作用。然而，在文本水印中，PDF文 本水印的研究更是處于一個相對不成熟的發(fā)展階段，這與PDF文檔在文本信息領域的重要 地位形成巨大的反差，因此，對PDF文本數(shù)字水印技術(shù)的研究顯得格外重要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明提出了一種基于PDF格式的自適應文本水印方法，該方法基于PDF格式， 利用二次剩余理論自適應地選擇要進行字移編碼的字符位置，對整篇文檔進行字符間距編 碼，使水印的嵌入位置呈現(xiàn)隨機狀態(tài)，這樣水印嵌入位置沒有規(guī)律而言，降低了水印被破壞 的可能性，從而使得算法的魯棒性得到了提高，實現(xiàn)了版權(quán)保護的目的。同時結(jié)合密碼學原 理和糾錯編碼理論，設計了循環(huán)嵌入、同步編碼、漢明編碼、循環(huán)加密等關鍵技術(shù)，進一步提 高了算法的魯棒性和安全性，以克服上述現(xiàn)有技術(shù)的存在缺陷。
[0005] 本發(fā)明提供一種基于PDF格式的自適應文本水印嵌入方法，包括以下步驟：
[0006] 步驟A :將需要隱藏的版權(quán)信息M及密鑰D根據(jù)編碼規(guī)則轉(zhuǎn)換為8位二進制序列；
[0007] 步驟B :將水印信息M與密鑰D對應的二進制序列進行循環(huán)取模操作，得到加密后 的^進制水印序列；
[0008] 步驟C :對二進制序列X進行糾錯編碼，為待嵌入的水印信息添加一定的糾錯編 碼，得到水印序列P ;
[0009] 步驟D :在水印的二進制序列P的頭部，加入同步標識F以及長度標識N，得到新的 水印^進制比特序列W ;
[0010] 步驟E :在預嵌入水印位置TJ處，定位并選擇具體嵌入水印位置，嵌入水印信息， 具體步驟如下；
[0011] 步驟EU從文本第一個字符開始，以每個標點符號為界的一段文本，統(tǒng)計文本的字 符數(shù)N ;
[0012] 步驟E2、遍歷文檔尋找預嵌入水印位置TJ，定位文檔中各字符間距屬性。判讀字 符數(shù)N的奇偶性，根據(jù)字符數(shù)N確定嵌入位；
[0013] 步驟E2-1、若字符數(shù)為偶數(shù)且N = 2時，那么N的二次剩余為1，即嵌入水印的位 置為1，即在第一個字符間距處嵌入水印信息；
[0014] 步驟E2-2、若字符數(shù)N為非2的偶數(shù)時，取字符數(shù)N的平均值，然后判斷N/2是否 為質(zhì)數(shù)，若為質(zhì)數(shù)，求N/2的二次剩余，該二次剩余作為水印信息的嵌入位；
[0015] 步驟E2-3、若字符數(shù)N為奇數(shù)，判斷字符數(shù)N是否為質(zhì)數(shù)，若是質(zhì)數(shù)，求字符數(shù)N的 二次剩余，該二次剩余作為水印信息的嵌入位；
[0016] 步驟E2-4、若字符數(shù)N不是質(zhì)數(shù)，判斷（N-l)/2是否為質(zhì)數(shù)，若是，求字符數(shù)N二次 剩余，該二次剩余作為水印信息的嵌入位；否則的話不嵌入水印信息；
[0017] 步驟F、依次修改二次剩余位置上的字符間距，當水印信息為1時，此處嵌入間距 基數(shù)a。當水印信息為0時，此處嵌入負間距基數(shù)-a ;
[0018] 步驟G、重復步驟E和步驟F，循環(huán)嵌入水印信息，增大水印容量，提供水印魯棒 性；
[0019] 步驟H、嵌入完成，保存已嵌入水印的PDF文檔。
[0020] 進一步，本發(fā)明提供一種基于PDF格式的自適應文本水印嵌入方法，還可以具有 這樣的特征：所述編碼規(guī)則為ANSI編碼規(guī)則。
[0021] 進一步，本發(fā)明提供一種基于PDF格式的自適應文本水印嵌入方法，步驟C中，所 述糾錯編碼為（7, 4)漢明碼編碼。
[0022] 進一步，本發(fā)明提供一種基于PDF格式的自適應文本水印嵌入方法，在循環(huán)嵌入 水印信息的過程中，每當嵌入水印二進制序列的第一個比特為標識F時，以此標記水印起 始位置。
[0023] 另外，本發(fā)明提供一種基于PDF格式的自適應文本水印提取方法，包括以下步驟：
[0024] 步驟一、統(tǒng)計含水印文本的字符數(shù)N，判斷其奇偶性；
[0025] 若字符數(shù)N為偶數(shù)且N = 2,那么N的二次剩余為1，即在第一個字符間距處嵌入 了水印信息；
[0026] 若字符數(shù)N為非2的偶數(shù)，取N的平均值，然后判斷N/2是否為質(zhì)數(shù)，若為質(zhì)數(shù)，求 N/2二次剩余，這些二次剩余就是水印信息的嵌入位；
[0027] 若字符數(shù)N為奇數(shù)，判斷字符數(shù)N是否為質(zhì)數(shù)，若是字符數(shù)N為質(zhì)數(shù)，求N的二次 剩余，這些二次剩余就是水印信息的嵌入位置；
[0028] 若字符數(shù)N為奇數(shù)，但不是質(zhì)數(shù)，判斷（N-I)/2是否為質(zhì)數(shù)，若是，求（N-I)/2的二 次剩余，這些二次剩余就是水印信息的嵌入位置；否則，沒有嵌入水印信息；
[0029] 步驟二、對提取的二進制序列M'進行同步解碼，提取出循環(huán)嵌入的多個水印二進 制序列Q'，利用長度標識，對各個水印二進制序列Q'進行大數(shù)判決，得出水印信息的有效 長度，并提取出相應的水印二進制序列Q"，并對該二進制序列Q"進行糾錯解碼，得出正確 的水印^進制序列X' ；
[0030] 步驟三、按照編碼標準，轉(zhuǎn)換密鑰信息為二進制序列D，進行循環(huán)解密，得到最終的 ^進制序列W' ；
[0031] 步驟四、最后對水印二進制序列X'和密鑰二進制序列D循環(huán)解密，得到最終的二 進制序列w'，并根據(jù)編碼標準，轉(zhuǎn)換W'為水印字符串，并將該字符串作為水印信息輸出。
[0032] 進一步，本發(fā)明提供一種基于PDF格式的自適應文本水印提取方法，還可以具有 這樣的特征：所述編碼規(guī)則為ANSI編碼規(guī)則。
[0033] 進一步，本發(fā)明還提供一種基于PDF格式的自適應文本水印提取方法，還可以具 有這樣的特征：步驟一中，若某處的字符間距為a，則對應的水印信息為1，若某處的字符間 距為-a，則對應的水印信息為0。
[0034] 進一步，本發(fā)明還提供一種基于PDF格式的自適應文本水印提取方法，還可以具 有這樣的特征：所述糾錯解碼為（7, 4)漢明碼編碼。
[0035] 發(fā)明的有益效果
[0036] 本發(fā)明提出的嵌入方法是一種基于PDF格式的文本數(shù)字水印方法，通過操作文本 的字符間距的變化來嵌入并隱藏水印信息，與前人的文本水印算法不同，本發(fā)明的水印算 法將水印信息嵌入到文本的字符間距中，通過引入二次剩余來確定水印嵌入位置，自適應 的嵌入水印，以提高魯棒性；并基于人類視覺模型，提出改進水印隱蔽性的方法，同時通過 對水印信息進行密鑰循環(huán)加密，引入糾錯編碼理論對加密后的水印信息進行漢明編碼等， 以提尚水印的安全性。
[0037] 本發(fā)明提供的一種基于PDF格式的自適應文本水印方法，具有較好的隱蔽性和較 強抗攻擊能力，并能夠?qū)崿F(xiàn)攜帶秘密信息，對文本文檔的數(shù)字版權(quán)保護、文檔的完整性認證 和篡改的識別定位等功能，具有一定的實用價值。
【附圖說明】
[0038] 圖1是本發(fā)明的基于PDF格式的自適應文本水印嵌入方法流程圖。
[0039] 圖2是本發(fā)明的基于PDF格式的自適應文本水印提取方法流程圖。
[0040] 圖3是信息位與監(jiān)督位對應關系圖表。
[0041] 圖4是錯碼位置與校正子關系圖表。
【具體實施方式】
[0042] 下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明做進一步的描述。
[0043] 如圖1所示，基于PDF格式的自適應文本水印嵌入算法的流程圖。
[0044] 步驟A、將需要隱藏的版權(quán)信息M及密鑰D根據(jù)ANSI編碼規(guī)則轉(zhuǎn)換為8位二進制 序列。
[0045] 讀取需要嵌入的數(shù)字水印信息M(如版權(quán)信息）和密鑰D，將待隱藏的有效水印信 息轉(zhuǎn)換為二進制序列M = nyiyiv · · ms，其中HiiG {〇, 1}，1彡i彡s，將密鑰轉(zhuǎn)換為二進制序 列 D =山(12(13· · · dt，其中(Ii e {〇, 1}，I < i < t。
[0046] 步驟B、將水印信息M與密鑰D對應的二進制序列進行循環(huán)取模操作，得到加密后 的二進制水印序列。
[0047] 將水印與密鑰的二進制序列進行循環(huán)取模加密，得到加密后的新的水印序列X = X1X2X3. · · X1，其中 Xi e {〇, 1}，I < i < 1，其中 I = max {s，t}
[0049] 加密后的水印信息數(shù)據(jù)X = X1X2X3…X1，其中xi e {〇, 1}。
[0050] 步驟C、對二進制序列X進行糾錯編碼，為待嵌入的水印信息添加一定的糾錯編 碼，得到水印序列P。
[0051] 對加密后的水