基于密钥控制的随机像素嵌入安全空间数字图像水印技术

《Scientific Reports》：Key controlled-based secure spatial digital image watermarking using randomized pixel embedding

　　

摘要

过去十年中，数字通信技术快速发展，使得通过互联网传输数字图像变得更加普遍，但这也带来了保密性方面的难题，同时图像所有者的权益也面临着威胁。因此，数字图像水印技术被作为一种解决方案。本文提出了一种新的空间域策略，旨在实现通过互联网传输数字图像时的保密性与真实性。为确保安全性和隐蔽性，原始图像被分割成\(4 \times 4\)个不重叠的块，然后随机选择高熵值块。进一步地，利用Blum-Blum-Shub伪随机数生成器来动态选择嵌入像素的位置。为提高水印的安全性，该水印会使用通过线性同余生成器产生的伪随机密钥进行加密。本研究从隐蔽性、鲁棒性、安全性以及计算时间等方面对所提出的方法进行了评估。实验结果表明，在50张图像上测试时，该技术的隐蔽性良好（平均PSNR值为60.26 dB，平均SSIM值为0.99），嵌入容量可达0.0625 bpp。此外，该技术对大多数攻击都具有很强的抵御能力（在无攻击情况下，平均NC值为0.9999，平均BER值为0.00002）。与一些现有的主流方案相比，该方法的有效性得到了进一步验证。