Digitalni vodeni žigovi

Prelaskom analize i obradbe podataka (slika, video, audio, tekst) iz analogne u digitalnu domenu postalo je nemoguće razlikovati izvorne podatke od kopija. Samim tome zaštita autorskih prava i vlasništva postala je poprilično otežana. Javila se potreba za mogućnošću razlikovanja izvornog podatka od kopiranih i tu nastupa digitalno označavanje. Digitalno označavanje je pojam koji označava postupak umetanja digitalnog žiga u dokument s namjerom kasnijeg detektiranja ili vađenja žiga. Iako je područje digitalnih vodenih žigova još uvijek slabo istraženo, danas postoje algoritmi za zaštitu svake vrste digitalnih medija: tekstualnih dokumenata, slika, video i audio signala, 3D modela, mapa i kompjutorskih programa. Zanimljivo je da tehnika vodenih žigova nije ograničena samo na digitalne medije, već se može primijeniti i na primjerice kemijske podatke kao što je struktura proteina.

Algoritam ili shema koja opisuje postupak označavanja dokumenata digitalnim žigom sastoji se od tri dijela:

• Vodeni žig,
• Koder– algoritam korišten za umetanje žiga,
• Dekoder i komparator– algoritam koji služi za vađenje žiga i verifikaciju.

Svaki korisnik ima samo jedan žig koji ga na jedinstven način identificira. Žig se može umetati u bilo koji dokument pomoću algoritma kodiranja, dok se algoritmom dekodiranja žig vadi iz označenog dokumenta i jednoznačno se određuje vlasnik i integritet dokumenta.

Prema „vizualnoj“ percepciji razlikuje se četiri skupine vodenih žigova. Kod vidljivog vodenog žiga na izvornom dokumentu je vidljiv žig u obliku logo-a. Robustan nevidljiv vodeni žig je vizualno nevidljiv, ali ga detektira dekoder, uz to je otporan na napade. Kod lomljivog nevidljivog žiga žig je također nevidljiv, ali se može detektirati, a nije otporan ni na jednu vrstu napada. Dvostruki vodeni žig je kombinacija vidljivog i nevidljivog vodenog žiga.

Digitalni vodeni žigovi se mogu koristiti za dokazivanje autentičnosti podataka i za to se najčešće koriste nevidljivi lomljivi vodeni žigovi. Digitalni žigovi su korisni i pri praćenju emitiranja na televiziji, radiju i sličnim uređajima. Žig se dodaje u sadržaj emitiranja i može poslužiti kao identifikator određenog sadržaja. Ta funkcija žiga je korisna primjerice kod prebrojavanja emitiranih reklama čime se oglašivači osiguravaju da su platili samo emitirane reklame.

Postoje određene primjene u kojima dodatna informacija o digitalnom sadržaju treba sadržavati informacije o krajnjem korisniku, a ne o vlasniku sadržaja. Problem identificiranja izvora curenja informacija može se riješiti distribuiranjem neznatno različitih kopija svakom primatelju. Svaka kopija jedinstveno je vezana uz osobu koja ju treba primiti. Primjer takve zaštite može se pronaći u filmskoj industriji kod distribucije filmova različitim kinima. Svako kino dobije svoju kopiju filma i ako piratska inačica filma izađe u javnost može se otkriti iz kojeg je kina ona potekla.

Sigurnost digitalnih vodenih žigova govori koliko su oni otporni na razne vanjske napade. Napadi su različite prirode, a neki od njih su JPEG kompresija, geometrijske transformacije (rotacija, odrezivanje, skaliranje, …) te operacije za poboljšanje kvalitete slike.

Digitalni vodeni žigovi primjenu su našli na svim tipovima dokumenata, ali najraširenija je primjena na slikama. Razvijeni su mnogi algoritmi ubacivanja i detekcije žiga na sliku u prostornoj kao i u frekvencijskoj domeni. Najpopularniji i najbolji su Cox-ov algoritam, algoritam Corvi te algoritam Xia. Algoritam Cox je učinkovit za teksturirane slike sa što manje ploha jednake svjetline. Za razliku od njega, algoritam Corvi se najbolje ponaša kod slika sa što manje tekstura, a digitalni vodeni žig ubačen algoritmom Xia najmanje je vidljiv na slikama koje sadrže određeni dio tekstura.

Digitalno označavanje relativno je mlada tehnika koja je u posljednjih petnaestak godina silovito napredovala. Nažalost, još uvijek nije moguće koristiti digitalni vodeni žig kao dokaz vlasništva. Samo je pitanje vremena kada će žigovi postati toliko stabilni da će i to postati moguće.

Izradu dokumenta "Digitalni vodeni žigovi" financirao je Nacionalni CERT, i možete ga pročitati na službenim stranicama CERT-a.