時間：2022-08-08 05:29:25
序論：在您撰寫水印技術論文時，參考他人的優秀作品可以開闊視野，小編為您整理的7篇范文，希望這些建議能夠激發您的創作熱情，引導您走向新的創作高度。
秘密共享源于經典密碼理論，是指將共享的秘密在一個用戶集團里進行合理分配，以達到由所有集團成員共同掌管秘密的目的[7，8]。秘密一旦被共享，集團里任何單個成員都能且僅能在集團中其它成員的同意下合作得到該秘密。一個秘密共享體制由秘密的分發者D、參與者集合P={P1，P2，…，PN}、接入結構Γ、秘密空間S、分配算法、恢復算法等要素構成，其中Γ是由P的某些子集作為元素組成的集合，即Γ2Γ，其元素稱為Γ的授權子集。一個P上的滿足一般接入結構Γ的秘密共享方案是指：
(1)對于Γ的任何一個授權子集A∈Γ，A中的全體成員可以利用他們所擁有的秘密份額來恢復秘密S；
(2)對于Γ的任何一個非授權子集BP，BΓ，B中的成員無法利用他們的秘密份額來重新恢復秘密S。
秘密共享的概念最早由Shamir和Blakley在1979年提出，并給出(r，n)秘密共享門限方案。所謂(r，n)(其中r、n為正整數，且r≤n)秘密共享門限方案是指在用戶數為n的用戶集團內共享某個秘密(如K)的方法。在這個方法中，任意r個屬于集團的用戶都能合作計算出K的值，但當用戶個數少于r時不能計算出K。如n個用戶間共享一個密鑰K，每個用戶i持有一個密鑰碎片ki(i=1，2，3，…，n)，基于其中任意不同的r(r≤n)個密鑰碎片ki1，ki2，…，kir(1≤i1，i2，…，ir≤n)都可以恢復出密鑰K，而由任意r-1個或更少的密鑰碎片都不能得出關于密鑰K的信息。
應用(r，n)秘密共享體制，攻擊者必須獲得超過一定數量(門限值r)的秘密碎片才能獲得密鑰，這樣提高了系統的安全性；當某些碎片(不超過n-r個)丟失或被毀時，利用其它秘密份額仍然能夠獲得秘密，這樣提高了系統的可靠性。在恢復秘密K時，參與者必須提供正確的秘密份額，否則恢復會失敗，不正確的秘密份額又稱為惡意子密。秘密共享體制在實際當中應用廣泛，可用于分散重要的信息，如通信密鑰的管理、數據安全、銀行網絡管理、導彈控制發射等。
對于聯合數字水印來說，其嵌入過程與一般水印的嵌入過程相同。但是在聯合用戶的應用背景下，當檢測過程不成功時，嵌入單一聯合數字水印不具備分辨單個聯合用戶的能力。例如設用戶為A、B，當水印檢測成功時，即可認定用戶A、B都為具有部分聯合所有權的用戶，而且A、B一起擁有對水印作品的所有聯合所有權。但當水印檢測不成功時，無法分辨下列三種所有權分布情況：
(1)用戶A、B皆為不合法的聯合用戶。
(2)僅用戶A為不合法的聯合用戶。
(3)僅用戶B為不合法的聯合用戶。
為了分辨單個聯合用戶，除了嵌入生成的長度為2L的聯合數字水印W外，用戶A可以嵌入自己的長度為L的水印W1，同時用戶B也嵌入屬于用戶B的長度為L的水印W2。這樣檢測結果可能有以下情形：
(1)成功檢測到所有水?。篧、W1、W2。
(2)水印W、W1檢測不成功，僅成功檢測水印W2。
(3)水印W、W2檢測不成功，僅成功檢測水印W1。
(4)所有水印檢測均不成功。
對以上情形分別判斷為：
(1)所有水印被成功檢測，用戶A、B都為合法聯合用戶。
(2)僅成功檢測水印W2，那么僅用戶B都為合法聯合用戶。
(3)僅成功檢測水印W1，那么僅用戶A都為合法聯合用戶。
(4)所有水印均不能被成功檢測，用戶A、B都不具備聯合所有權。
[摘要]本文簡要介紹數字水印技術的定義，給出了數字水印系統框架的描述，并大致介紹了聯合數字水印的一些思想。針對DCT變換在比特率較低時，會出現明顯塊效應的缺點，提出一種采用Gabor變換的嵌入方法，使聯合數字水印技術更加完善。
[關鍵詞]數字水印聯合數字水印秘密共享體制離散余弦變換DCT
參考文獻：
[1]陶亮，陶林.DGT與DCT在圖像編碼中的性能比較.
[2]陳海永.DCT域圖像水印算法的研究.
[3]陶亮，莊鎮泉.二維實值離散Gabor變換與DCT在圖像編碼中性能的比較.200.
秘密共享源于經典密碼理論，是指將共享的秘密在一個用戶集團里進行合理分配，以達到由所有集團成員共同掌管秘密的目的[7，8]。秘密一旦被共享，集團里任何單個成員都能且僅能在集團中其它成員的同意下合作得到該秘密。一個秘密共享體制由秘密的分發者D、參與者集合P={P1，P2，…，PN}、接入結構Γ、秘密空間S、分配算法、恢復算法等要素構成，其中Γ是由P的某些子集作為元素組成的集合，即Γ2Γ，其元素稱為Γ的授權子集。一個P上的滿足一般接入結構Γ的秘密共享方案是指：
(1)對于Γ的任何一個授權子集A∈Γ，A中的全體成員可以利用他們所擁有的秘密份額來恢復秘密S；
(2)對于Γ的任何一個非授權子集BP，BΓ，B中的成員無法利用他們的秘密份額來重新恢復秘密S。
秘密共享的概念最早由Shamir和Blakley在1979年提出，并給出(r，n)秘密共享門限方案。所謂(r，n)(其中r、n為正整數，且r≤n)秘密共享門限方案是指在用戶數為n的用戶集團內共享某個秘密(如K)的方法。在這個方法中，任意r個屬于集團的用戶都能合作計算出K的值，但當用戶個數少于r時不能計算出K。如n個用戶間共享一個密鑰K，每個用戶i持有一個密鑰碎片ki(i=1，2，3，…，n)，基于其中任意不同的r(r≤n)個密鑰碎片ki1，ki2，…，kir(1≤i1，i2，…，ir≤n)都可以恢復出密鑰K，而由任意r-1個或更少的密鑰碎片都不能得出關于密鑰K的信息。
應用(r，n)秘密共享體制，攻擊者必須獲得超過一定數量(門限值r)的秘密碎片才能獲得密鑰，這樣提高了系統的安全性；當某些碎片(不超過n-r個)丟失或被毀時，利用其它秘密份額仍然能夠獲得秘密，這樣提高了系統的可靠性。在恢復秘密K時，參與者必須提供正確的秘密份額，否則恢復會失敗，不正確的秘密份額又稱為惡意子密。秘密共享體制在實際當中應用廣泛，可用于分散重要的信息，如通信密鑰的管理、數據安全、銀行網絡管理、導彈控制發射等。
對于聯合數字水印來說，其嵌入過程與一般水印的嵌入過程相同。但是在聯合用戶的應用背景下，當檢測過程不成功時，嵌入單一聯合數字水印不具備分辨單個聯合用戶的能力。例如設用戶為A、B，當水印檢測成功時，即可認定用戶A、B都為具有部分聯合所有權的用戶，而且A、B一起擁有對水印作品的所有聯合所有權。但當水印檢測不成功時，無法分辨下列三種所有權分布情況：
(1)用戶A、B皆為不合法的聯合用戶。
(2)僅用戶A為不合法的聯合用戶。
(3)僅用戶B為不合法的聯合用戶。
為了分辨單個聯合用戶，除了嵌入生成的長度為2L的聯合數字水印W外，用戶A可以嵌入自己的長度為L的水印W1，同時用戶B也嵌入屬于用戶B的長度為L的水印W2。這樣檢測結果可能有以下情形：
(1)成功檢測到所有水?。篧、W1、W2。
(2)水印W、W1檢測不成功，僅成功檢測水印W2。
(3)水印W、W2檢測不成功，僅成功檢測水印W1。
(4)所有水印檢測均不成功。
對以上情形分別判斷為：
(1)所有水印被成功檢測，用戶A、B都為合法聯合用戶。
(2)僅成功檢測水印W2，那么僅用戶B都為合法聯合用戶。
(3)僅成功檢測水印W1，那么僅用戶A都為合法聯合用戶。
(4)所有水印均不能被成功檢測，用戶A、B都不具備聯合所有權。
[摘要]本文簡要介紹數字水印技術的定義，給出了數字水印系統框架的描述，并大致介紹了聯合數字水印的一些思想。針對DCT變換在比特率較低時，會出現明顯塊效應的缺點，提出一種采用Gabor變換的嵌入方法，使聯合數字水印技術更加完善。
[關鍵詞]數字水印聯合數字水印秘密共享體制離散余弦變換DCT
參考文獻：
[1]陶亮，陶林.DGT與DCT在圖像編碼中的性能比較.
[2]陳海永.DCT域圖像水印算法的研究.
[3]陶亮，莊鎮泉.二維實值離散Gabor變換與DCT在圖像編碼中性能的比較.200.
【關鍵詞】數字水?。浑[蔽性；魯棒性
隨著信息時代的到來，特別是Internet的普及，信息的安全保護問題日益突出。當前的信息安全技術基本上都以密碼學理論為基礎，無論是采用傳統的密鑰系統還是公鑰系統，其保護方式都是控制文件的存取，即將文件加密成密文，使非法用戶不能解讀。但隨著計算機處理能力的快速提高，這種通過不斷增加密鑰長度來提高系統密級的方法變得越來越不安全。另一方面，多媒體技術已被廣泛應用，需要進行加密、認證和版權保護的聲像數據也越來越多。數字化的聲像數據從本質上說就是數字信號，如果對這類數據也采用密碼加密方式，則其本身的信號屬性就被忽略了。最近幾年，許多研究人員放棄了傳統密碼學的技術路線，嘗試用各種信號處理方法對聲像數據進行隱藏加密，并將該技術用于制作多媒體的“數字水印”。
一、數字時代的密寫術———數字水印
數字水?。―igitalWatermark）技術是指用信號處理的方法在數字化的多媒體數據中嵌入隱蔽的標記，這種標記通常是不可見的，只有通過專用的檢測器或閱讀器才能提取。數字水印是信息隱藏技術的一個重要研究方向。嵌入數字作品中的信息必須具有以下基本特性才能稱為數字水印：
（一）隱蔽性
嵌入水印后的數據與原始數據相比，應感覺不到差別。嵌入水印后的數據不應該包括人們可以感覺到的失真而造成原始數據質量下降，這是一個具有主觀性的屬性，因而目前沒有一個定量的標準來衡量。
（二）魯棒性
所謂魯棒性是指在經歷多種無意或有意的信號處理過程后，數字水印仍能保持完整性或仍能被準確鑒別。嵌入水印后的數據經受對數據一些惡意的處理，譬如濾波、再量化、抖動等以及一些蓄意的攻擊后，應該還能得到嵌入的數據。
（三）密鑰的唯一性
即不同的密鑰不應產生等同的水印。
（四）檢測的可靠性
水印檢測出錯的概率應小于某一合適門限值。這一特性描述了水印檢測算法必須具有一定的確信度。
二、數字水印的分類
數字水印技術可以從不同的角度進行劃分。
（一）按特性劃分
按水印的特性可以將數字水印分為魯棒數字水印和脆弱數字水印兩類。
（二）按水印所附載的媒體劃分
按水印所附載的媒體，我們可以將數字水印劃分為圖像水印、音頻水印、視頻水印、文本水印以及用于三維網格模型的網格水印等。
（三）按檢測過程劃分
按水印的檢測過程可以將數字水印劃分為明文水印和盲水印。明文水印在檢測過程中需要原始數據，而盲水印的檢測只需要密鑰，不需要原始數據。
（四）按內容劃分
按數字水印的內容可以將水印劃分為有意義水印和無意義水印。有意義水印是指水印本身也是某個數字圖像或數字音頻片段的編碼；無意義水印則只對應于一個序列號。
（五）按用途劃分
按水印的用途，我們可以將數字水印劃分為票據防偽水印、版權保護水印、篡改提示水印和隱蔽標識水印。
（六）按水印隱藏的位置劃分
按數字水印的隱藏位置，我們可以將其劃分為時（空）域數字水印、頻域數字水印、時/頻域數字水印和時間/尺度域數字水印。
三、數字水印的應用
多媒體技術的飛速發展和Internet的普及帶來了一系列政治、經濟、軍事和文化問題，產生了許多新的研究熱點，以下幾個引起普遍關注的問題構成了數字水印的研究背景。
（一）數字作品的知識產權保護
數字作品的版權保護是當前的熱點問題。由于數字作品的拷貝、修改非常容易，而且可以做到與原作完全相同，所以原創者不得不采用一些嚴重損害作品質量的辦法來加上版權標志，而這種明顯可見的標志很容易被篡改。“數字水印”利用數據隱藏原理使版權標志不可見或不可聽，既不損害原作品，又達到了版權保護的目的。然而實事求是地說，目前市場上的數字水印產品在技術上還不成熟，很容易被破壞或破解，距離真正的實用還有很長的路要走。（二）商務交易中的票據防偽
隨著高質量圖像輸入輸出設備的發展，特別是精度超過1200dpi的彩色噴墨、激光打印機和高精度彩色復印機的出現，使得貨幣、支票以及其他票據的偽造變得更加容易。另外，在從傳統商務向電子商務轉化的過程中，會出現大量過度性的電子文件，如各種紙質票據的掃描圖像等。即使在網絡安全技術成熟以后，各種電子票據也還需要一些非密碼的認證方式。數字水印技術可以為各種票據提供不可見的認證標志，從而大大增加了偽造的難度。
（三）聲像數據的隱藏標識和篡改提示
數據的標識信息往往比數據本身更具有保密價值。沒有標識信息的數據有時甚至無法使用，但直接將這些重要信息標記在原始文件上又很危險。數字水印技術提供了一種隱藏標識的方法，標識信息在原始文件上是看不到的，只有通過特殊的閱讀程序才可以讀取。這種方法已經被國外一些公開的遙感圖像數據庫所采用。此外，數據的篡改提示也是一項很重要的工作?，F有的信號拼接和鑲嵌技術可以做到“移花接木”而不為人知，因此，如何防范對圖像、錄音、錄像數據的篡改攻擊是重要的研究課題。基于數字水印的篡改提示是解決這一問題的理想技術途徑，通過隱藏水印的狀態可以判斷聲像信號是否被篡改。
（四）隱蔽通信及其對抗
數字水印所依賴的信息隱藏技術不僅提供了非密碼的安全途徑，更引發了信息戰尤其是網絡情報戰的革命，產生了一系列新穎的作戰方式，引起了許多國家的重視。網絡情報戰是信息戰的重要組成部分，其核心內容是利用公用網絡進行保密數據傳送。迄今為止，學術界在這方面的研究思路一直未能突破“文件加密”的思維模式，然而，經過加密的文件往往是混亂無序的，容易引起攻擊者的注意。網絡多媒體技術的廣泛應用使得利用公用網絡進行保密通信有了新的思路，利用數字化聲像信號相對于人的視覺、聽覺冗余，可以進行各種時（空）域和變換域的信息隱藏，從而實現隱蔽通信。
四、數字水印的未來
數字水印技術還有很多其它用途，并且其應用領域還在不斷擴大。除了技術發展，市場營銷和商業規劃也極為重要，并且需要有深度的分析與戰略計劃。技術推廣和普及也必不可少，以保證市場為接受數字水印技術做好準備。對此提出一些想法。
第一，如何利用水印算法，在網絡環境中解決多媒體信息安全問題，成為了當前一個研究熱點。多媒體信息的安全問題是：安全傳遞、訪問控制和版權保護。通迃加密解密可以實現前兩個目的，但是，解密后的數據可以隨意在網絡上分布、傳播。在數字內容中嵌入唯一的標志（即數字水?。?，在出現爭端糾紛時，根據提出的水印，可以證明真正的版權擁有者，或者找出非法傳播的人。但是，這些應用只是被動的在爭端發生時才體現出來，而且由于缺乏相應的法律支持，這些想法沒有真正的實施。因此，有人提出數字水印，利用移動技術，在網絡上自動搜尋非法或未授權的數字媒體內容，但是，其前提是主機需要安裝相應的程序，因而帶來了新的安全問題。我們提出在網絡通信路上，如在路由器中加入水印檢測算法（數字水印），在網路上檢測非法傳播，從而杜絕網絡上數字媒體內容的非法傳播。
第二，目前關于多播體系下嵌入水印的方案有人已經提出。但是，在此方案下的水印需要滿足的具體特性，還沒有詳細的考察。傳統的多播基于Internet首先要研究多播體系下的水印算法需要滿足的特性，然后，針對特性設計相應的水印算法。
第三，數字影院的建設需要利用數字水印保護，通過嵌入不同版本的水印，跟蹤非法泄漏。其中，對于小規模的應用，只要嵌入魯棒水印，就可以很好地滿足要求。對于大規模應用，則主要考慮共謀攻擊。另外，還要結合數字影院的體系結構，如果采用多播，則要結合網絡特性和壓縮編碼。
第四，提出activewatermark概念。首先，在媒體中嵌入不同等級的水印，決定用戶的權限，在網絡中檢測提取水印，路由器根據這些水印的權限，決定是否轉發，并且提供截獲的詳細報告。其次，在防火墻中嵌入水印模塊，對出去的媒體內容，提取水印，根據水印判斷是否為重要的內容，不能外泄，對局域網的多媒體內容提供有效保護；對傳進來的多媒體內容，可以根據提取的水印判斷員工是否有權使用，從而防止出現不必要的違法侵權行為。
【參考文獻】
[1]周瑞輝，荊繼武．信息安全的新興領域--信息隱藏[J]．計算機應用研究，2001，(7)．
[論文摘要]電子商務的迅速發展，使電子商務安全問題不容忽視。從數字水印技術的信息隱藏、不可見性，魯棒性，安全性等特點出發，把數字水印技術應用到電子商務安全保護中，解決電子商務安全中的數字作品版權信息驗證，電子票據保護，身份鑒別、篡改提示等問題。
互聯網技術的日新月異，使電子商務的發展變得更加迅猛。同時網絡中一些不可預料的危險環節，也使電子商務安全問題成為人們關注的焦點。傳統的認證和訪問控制技術、密碼技術并不能全面解決電子商務安全問題，所以一種新興的信息安全技術——數字水印技術被應用到電子商務中。
一、數字水印定義、功能及原理
數字水印是信息隱藏技術的重要分支。所謂數字水?。―igitalWatermarking）是指嵌入數字載體(包括多媒體、文檔、軟件等)中的數字信號，它可以是圖像、文字、符號、數字等所有可以作為標識的信息。數字水印既不影響原始載體的正常使用及存在價值，也不容易被人感知。
通過隱藏在載體中的標識信息即數字水印，可以達到驗證和確認內容提供者、購買者、隱藏信息或判斷載體是否被篡改等目的。
數字水印算法的原理大都相同，即對時（空）域或變換域中的一些參數進行微小的變動，在某些位置嵌入一定的數據，生成數字水印，當需要檢測時，從載體中提取水印，與原水印進行比較，檢測水印是否被篡改等。近年來研究者從不同角度提高和改進數字水印算法，其實都是以提高水印的魯棒性為目的的。
典型的數字水印算法有以下幾類：空域算法，變化域算法，壓縮域算法，NEC算法，生理模型算法等。
二、數字水印的特點和分類
根據數字水印的定義及功能，可以看出數字水印具有以下幾個特點。
不可見性：數字水印作為標識信息隱藏于數字作品中，對攔截者而言，應不可見。
安全性：數字水印應當具備難以篡改或偽造的要求，并應當具有較低的誤檢測率和較強的抵抗性
魯棒性：在經過多種信號處理過程后，數字水印仍能保持部分完整性及檢測的準確性。
脆弱性：能直接反映出水印是否遭受篡改等。
根據不同標準，數字水印分為以下幾類。
按照水印特點劃分：魯棒性水印和脆弱水印。
按照水印隱藏位置劃分：時域數字水印、空域數字水印、頻域數字水印等。
按照水印檢測過程劃分：明文水印和盲水印。
按照水印是否可見劃分：可見水印和不可見水印。
按照水印內容劃分：有意義水印和無意義水印。
當然，數字水印還可以按照用途、水印載體等多種方式來劃分成更多的小類，這里不再一一列舉。三、數字水印技術在電子商務中的應用
數字水印技術在電子商務中的應用集中表現在電子商務安全保護問題中。電子商務安全可以分為網絡安全和信息安全。網絡安全復雜且受多種因素影響，要解決電子商務安全問題，必須把信息安全作為問題切入點。
目前，電子商務信息安全方面已經使用到了加密技術，安全認證技術等多種安全保護技術，但仍有部分問題得不到解決。
首先，電子商務中數字作品的版權保護問題。在知識產權體系日益完善的今天，版權問題已經成為人們關注的焦點問題，也是數字作品提供者必須正視的問題。研究者試圖尋找一種方法，既不損害原作品，又達到版權保護的目的，于是，與傳統水印功能幾乎相同的“數字水印”被應用到電子商務中。數字水印技術利用信息隱藏原理使版權標志不可見或不可聽，“悄然”存在與數字作品之中。
目前應用數字水印來解決版權保護問題多用在軟件作品中，比較著名的就是IBM公司的“數字圖書館”軟件的數字水印功能，以及Adobe公司的Photoshop軟件中集成了Digimarc公司的數字水印插件。
其次，電子交易中的電子票據的防偽問題。隨著商務活動電子化和自動化的轉變，許多交易活動都轉變為電子交易，其中電子票據的安全保護變得猶為重要。數字水印技術可以在交易雙方的電子票據中嵌入交易時間和簽名等認證信息，使交易過程具有不可抵賴性。而且數字水印技術在電子票據中隱藏了不可見的標識信息，無形中也增加了不法分子偽造篡改票據的難度。水印還具有法律效力，可以在交易出現法律糾紛時，作為證據使用。
還有，身份驗證信息的真偽鑒別問題。目前，用于信息安全的加密技術對于電子形式的身份驗證信息具有良好的保護功能，但無法作為書面憑證進行鑒別。而通過使用數字水印技術，把電子身份驗證信息隱藏到普通的憑證圖像當中，使身份憑證具有不可復制和不可抵賴等特性，實現了電子信息和書面信息的雙重保護。
重要標識信息的隱藏和篡改提示。許多交易作品的使用必須依賴作品中一些標識信息，如果直接把此類信息標注在原始作品上，會引起一些不必要的麻煩，而利用數字水印技術就可以把重要信息隱藏在原始作品中，通過特殊的閱讀程序（水印檢測工具等）來讀取。數字水印技術還可以用于數字信號的篡改提示，通過水印的狀態來檢測數字信號是否遭到篡改。
通信過程的信息隱藏。用于信息安全保護的常用方法是對數據進行加密，這樣往往更容易引起攻擊方的注意，從另一個角度出發，在人類視覺、聽覺等無法感知的范圍之內，對各種時（空）域、變換域進行微小的改變，從而實現信息隱藏，達到通信過程信息安全保護的目的。
四、結束語
數字水印技術作為一種新興的安全保護技術應用到電子商務中，表現出其顯著的作用和功效，因為區別于傳統的數據加密技術或安全認證技術，為信息安全保護領域帶來了新思路。但是，由于目前數字水印技術本身并不完善，應用到電子商務中還存在很多實際的問題。例如，水印檢測的簡便性，水印的魯棒性，等等，這些也將作為研究者進一步努力的方向。
參考文獻：
論文摘要：從信息論的角度，針對基于高斯噪聲信道的數字水印容量作了初步探索。在詳細闡述圖像數字水印基本原理和水印信道的構造及生成方式的基礎上，針對高斯信源分布具有最大的不確定性、能夠在所有的二階隨機分布中提供最大信息熵的特點，重點分析了在高斯分布情況下的整個水印信道通信過程；并引入平均互信息理論，給出了基于高斯的水印信道容量的最大通信速率；同時分析了加性噪聲信道下的容量問題，將高斯分布擴展到了非高斯分布，給出并優化了容量計算表達式，同時利用MATLAB軟件工具給出了非高斯信源水印容量與受限失真度的二維和三維關系仿真曲線；最后結合實際給出了結果分析。
論文關鍵詞：數字水?。恍诺廊萘?；高斯噪聲信道;攻擊信道；信息論；
0引言
數字水印可視為通信理論的一種應用[2]。隨著對數字水印算法可靠性要求的提高，目前的數字水印不論在數學理論上和技術上均不成熟，對數字水印系統的公式描述仍然沒有統一的定論，在數字水印系統最終性能方面存在較多的不確定性[1,7,8]。這些均可以從信息論的角度上尋求解決出路。
數字水印系統分為水印嵌入編碼，攻擊信道，和水印譯碼三個模塊。這里，我們對一般數字水印模型提出了改進，在水印嵌入之前加入待嵌入信號預處理，給出了對于水印通信模型的更加恰當的描述，如圖1。
根據改進系統框圖，數字水印的實施過程可分為如下步（只考慮圖像水印）：
（1）密鑰生成：在進行水印處理之前，隨機密鑰經偽隨機信號發生器生成，并在編碼和譯碼端可知；該密鑰與待嵌入消息M和原始載體信宿相互獨立。
（2）形成水印信號：通過一預處理器對消息M作壓縮或編碼預處理，同時還可利用原始載體信宿提供的邊信息進行預編碼，保證水印的唯一性，改善誤碼率，提高通信容量。
（3）水印嵌入：待嵌入消息水印信號M通過某種算法，與密鑰進行相關處理，被嵌入長為N的載體序列中，生成的圖像水印可表示為，且。
（4）攻擊信道：該生成水印在傳輸過程中將會受到惡意攻擊導致其中的W信號被去除而生成被修改的信號。
（5）提取或檢測水?。航柚驾d體圖像（私有水印或非盲水?。?，或不依賴原是圖像（公開水印或盲水?。?，利用相關接收機、匹配濾波器、最大后驗概率譯碼規則（MAP）來提取或檢測水印。1、信道容量的數學分析
水印的信道容量是所有可達速率的上限。根據理論分析表明[1,7,8]，它由如下三個參量決定：嵌入失真,攻擊失真，以及載體信宿的概率分布函數{PS}。
可以證明：當原始載體信源的功率（方差）為，那么對于公開水印和私有水印，其信道容量均不超過。其中：首先定義區間：
，(10)
通過計算，當時，可以得到區間為空域。當區域非空時，定義水印容量
＝(11)
特別的，當載體信源S滿足零均值，方差為且獨立同分布的高斯分布時，公開水印與私有水印具有相同的水印信道容量，且該容量正好等于上限。
2、信道容量計算公式的簡化
上述容量計算公式過于復雜，可進行如下化簡，根據水印的信道容量公式(11)，我們有
＝
＝＝
=（12）
而前面(10)已經定義區間：
，
根據上面的推導，可把暫看作常量，那么容量C決定于中間變量的取值，即根據適當的選取值得到最大化的C；但實際上由(10)式我們可以看到的取值范圍又由決定。經過適當的約束和簡化，最終我們可以得到
(13)
但考慮到，當時，實際上這種攻擊對水印是完全無效的[5];因而攻擊者不會采用。所以進一步給出攻擊失真的取值范。在小范圍失真下，即，有，所以可得到小范圍失真條件下的容量近似公式：
(14)
根據上式，我們可以看到在小范圍失真情況下，容量與載體信源的統計概率分布無關。當時，根據上式，可以得到容量C=0.5bit/Symbol。
3、模型的約束性優化和擴展
為了更好的理解水印系統，簡化分析，可引入加性噪聲信道的概念。對比乘性信道，加性噪聲信道具有統計分布參數（如方差）簡單加的特點，這對模型的分析十分有利。實際上，目前關于信息論的許多研究都從加性噪聲信道分析入手[1，5]。
可以將經攻擊偽造后的消息Y寫成如下形式：
其中，，。(15)
圖2數字水印博弈模型
根據上式，可將水印理解成一種帶有邊信息的通信博弈[2]。將理解為被傳輸的信號，同時受到加性噪聲S的破壞（這里將載體信源看作相對于的加性噪聲）；S在傳輸端可知。而可以理解成一種可加性干擾信號，該信號由決定。那么，當失真測量為簡單的差度量度時，該失真度由加在上的干擾限制決定。特別的，在本例中，因，系統失真由加在被傳輸的上的總干擾功率決定，即功率受限。同樣的，如果，那么可加性干擾信號也是功率受限信號。
考慮信道的輸出為，其中輸入的功率受限為；S為任意的功率受限且各態歷經的過程，并假設S僅在編碼的時候是可知的，而在解碼是是未知的。為一穩態高斯過程，對編碼和譯碼均不可知。假設S和相互獨立，其聯合概率分布與獨立。
考慮S和均為滿足獨立等同概率分布的隨機變量；特別的，S任意分布（可以為非高斯分布），而滿足零均值，方差為的高斯分布。也為滿零均值，方差為的高斯分布，并且與S和的聯合概率獨立。同時設輔助隨機變量。那么，有
,(16)
可以證明，在條件下，隨機變量和不相關，且相互獨立。因和均為高斯分布，那么也滿足高斯分布。又因S和相互獨立，所以隨機變量與也相互獨立。這樣，可以推出如下結論：
(17)
同時，與獨立表明：
(18)
所以，綜合上述兩式，可以得出：
(19)
上式最后一等號的成立是因為滿足零均值，方差為的高斯分布；滿足零均值，方差為的高斯分布；同時考慮的是加性噪聲，因此兩個，聯合分布的方差即為兩者方差的簡單和。根據高斯分布的熵公式[6]很容易得出上述結論。
引水樞紐工程主要建筑物包括：上游導流堤、泄洪閘、人工彎道、進水閘、沖沙閘、曲線形懸臂式擋沙坎、消力池、引水渠道。在人工彎道進口處，修建導流堤，并向上延伸與河道兩岸平緩的連接，以便束水導流，使水流平順的進入引水彎道。設置泄洪閘用以泄洪排沙，減少泥沙進入人工彎道，保證引水彎道有良好的進水條件；在洪水季節，泄水排沙，平時可關閉壅水，保證下游工農業用水，在寒冷季節還可將冰凌、漂浮物排向下游。在人工彎道設計時，要充分利用天然穩定的河灣，加以整治，即可作為引水彎道；彎道設計流量要綜合考慮進水閘的流量和含沙量較大季節河灣流量，使彎道內產生較強的橫向環流作用，有利于排沙。進水閘與沖沙閘設置在引水彎道末端，按正面引水側面排沙的原則布置，進水閘與沖沙閘兩軸線的夾角以33度為宜，使沖沙閘各閘孔均勻排沙。進水閘底板高程要高出原河床，這樣可以減少泥沙入渠，并可增大閘前泥沙淤積庫容，有利于定期沖沙。進水閘前設置曲線形懸臂式擋沙坎，可增強橫向環流的作用，還可將泥沙導向沖沙閘，擋沙坎懸臂板末端加寬并延伸到沖沙閘邊孔，有利于引水防沙，引水面做成流線型，以免擾動水流。沖沙閘底板高程也要高于原河床，可增大閘下沖沙水頭，有利于排沙。進水閘下游消能建筑物，多采用底流型降低護坦式的消能方式，消力池緊接閘室布置，在池中利用水躍進行消能，使水流在消力池中發生淹沒水躍，池中布置排水孔，下設砂石反濾層，保證下游引水渠道的安全運行。下游引水渠道根據水力最佳斷面及經濟實用斷面綜合確定，常采用梯形斷面渠道、混凝土板襯砌。
2引水樞紐主要設計內容
樞紐工程總體布置：根據基本資料確定工程的等級、級別、洪水標準，可參考《水閘設計規范》、《水閘》、《取水工程》等文獻，并結合地形及方案比較，確定采用什么類型引水樞紐，這里以人工彎道式引水樞紐為例，根據經驗公式確定彎道的底寬、半徑、中心線長度等參數，根據工程各主要建筑物的作用和設計原理，合理布置建筑物的位置。樞紐工程水力設計：首先，根據水力最佳斷面和經濟實用斷面確定下游引水渠道的斷面尺寸，利用《水力學》中的迭代計算公式確定渠道正常水深；其次，根據《水閘設計規范》確定進水閘、沖沙閘、泄洪閘的閘孔總凈寬及單孔凈寬，利用試算法確定進水閘、沖沙閘、泄洪閘的設計洪水位及校核洪水位；最后，根據《水力學》進行各閘的消能防沖計算。
樞紐工程防滲計算：根據工程的要求，需對進水閘、沖沙閘、泄洪閘設計洪水位和校核洪水位都進行防滲計算，計算過程相似；根據《水工建筑物》擬定各閘室的地下輪廓，采用改進阻力系數法進行滲流計算。首先進行阻力系數的計算，確定滲透壓力，繪制滲壓水頭分布圖，最后計算閘底板水平段滲透坡降和滲流出口處坡降以及允許坡降并進行比較，均要滿足閘基的抗滲穩定要求。閘室穩定分析：首先，確定各閘室荷載，包括：閘底板、閘墩自重、工作橋自重、閘門自重、檢修橋自重、啟閉力、水自重、水平水壓力、揚壓力；根據荷載和偏心受壓公式分別驗算各閘室完建期、設計洪水位期、校核洪水位期的閘室基底應力，結果均要滿足規范要求；根據《水閘》公式，驗算各閘室的抗滑穩定性，結果均要滿足閘室的抗滑穩定要求。
關鍵詞：飲用水水處理納濾膜分離技術
前言
膜分離技術是物質分離技術中的一個單元操作。膜法分離的最大特點是驅動力主要為壓力，不伴隨需要大量熱能的變化。因而有節能、可連續操作、便于自動化等優點。膜分離中的微濾（MF）、超濾（UF）不能脫除各種低分子物質，故單獨使用時，出水質量仍較差。反滲透膜（RO）有較強的去除率，但在去除有害物質的同時也去除了水中大量有益的無機離子，出水呈酸性，不符合人體需要。而納濾膜（NF）分離技術在有效去除水中有害物質的同時，還能保留大多數人體必須的無機離子，且出水pH值變化不大。這種水處理方法對于我國目前的飲食結構而言，尤其是營養結構單一的人員來說，更易被接受，也更加合理。
為進一步開發和研究納濾膜，以便其更有效地應用于水處理，我們安裝了兩種型號的納濾膜設備并進行了比較研究，這兩種型號的納濾膜均由美國Trisep公司生產，材質為PA，型號分別為NF1（NFTS40）和NF7（NFTS80）。
1、納濾膜的定義及分離原理
1.1納濾膜的定義、特點
NF膜早期被稱為松散反滲透（LooseRO）膜，是80年代初繼典型的RO復合膜之后開發出來的?？蛇@樣來論述“納濾”的概念：適宜于分離分子量在200g/mol以上，分子大小約為1nm的溶解組分的膜工藝。
納濾膜的一個特點是具有離子選擇性：具有一價陰離子的鹽可以大量滲過膜（但并不是無阻擋的），然而膜對具有多價陰離子的鹽（例如硫酸鹽和碳酸鹽）的截留率則高得多。因此，鹽的滲透性主要由陰離子的價態決定。
1.2納濾膜的分離原理
納濾過程之所以具有離子選擇性，是由于在膜上或者膜中有負的帶電基團，它們通過靜電互相作用，阻礙多價離子的滲透。根據文獻［1］說明，可能的荷電密度為0.5～2meq/g.
為此，我們可用道南效應加以解釋：
ηj=μj+zj.F.φ
式中ηj——電化學勢；
μj——化學勢；
zj——被考查組分的電荷數；
F——每摩爾簡單荷電組分的電荷量（稱為法拉第常數）；
φ——相的內電位，并且具有電壓的量綱。
式中的電化學勢不同于熟知的化學勢，是由于附加了zj.F.φ項，該項包括了電場對滲透離子的影響。利用此式，可以推導出體系中的離子分布，以計算出納濾膜的分離性能。
2、納濾膜處理飲用水的應用研究
2.1納濾膜處理飲用水的流程
為增強兩種型號膜組件的可比性，我們采用同一流程，即：
原水10μm保安過濾器活性炭過濾5μm保安過濾器NF7出水。
原水10μm保安過濾器活性炭過濾5μm保安過濾器NF1出水。
其中，10μm保安過濾器用來除去原水中的懸浮物；活性炭吸附可去除水中的部分有機物；5μm保安過濾器用以保證膜組件的安全正常使用。
2.2試驗結果的分析討論
2.2.1TOC結果比較
為了研究NF1、NF7兩種膜對有機物的去除情況，在相同條件下取原水、活性炭出水及產水率為15%時的NF1、NF7出水水樣測定TOC，結果見圖1.
圖1TOC去除率比較
由圖1可知，在TOC的去除效果上，活性炭對TOC有一定的去除效果，但仍有一部分未能去除；納濾NF1對TOC的處理效果較好達到93.9%；而納濾NF7對TOC的處理效果不夠理想。
2.2.2色譜-質譜聯機分析結果和討論
取原水，活性炭出水，NF1，NF7出水水樣各20L，經吸附、洗脫、濃縮，用色譜-質譜聯機分析。GC/MS結果見表1.
原水中檢出有機物26種，這些物質中有毒有害物質11種，占水中有機物總數量的42.3%，其中優先控制污染物2種。原水經過活性炭吸附后，有機物去除了17種，新增11種，對其中的9種無去除能力，說明活性炭對有機物的去除效果不夠理想；經過膜處理后，NF7出水檢出有機物11種，對致突變物的去除率為75%；NF1出水檢出3種有機物，致突變物的去除率為87.5%.說明在三致物質的去除效果上NF1優于NF7.
造成以上結果的原因大體可這樣描述：在處理有機物中性組分時，電的相互影響消失了。對于這樣的物料，將根據其分子的大小進行分離，分子量超過200g/mol的組分被完全截留，而摩爾質量較低的小分子則可以滲透。對于有機物料體系來說，以少量測量數據為基礎的擴散-溶解模型可以很好地描述納濾膜對有機物的分離特性。
2.2.3Ames試驗結果討論
取原水、活性炭出水、NF7、NF1出水各100L進行吸附、洗脫、濃縮后進行Ames試驗．
2.2.4脫鹽率比較
取NF1、NF7進出水水樣對其電導率進行測定．
3、結論及建議
（1）NF1對TOC的處理效果較NF7及活性炭吸附的效果更為理想，達到93.9%.NF1對水中有機物及三致性的去除效率高，出水Ames試驗結果為陰性。（2）NF1在去除水中有害物質的同時，能夠保留較多的無機離子，更加符合我國目前的飲食結構，滿足現有條件下人員的健康需要。（3）在應用納濾膜分離技術處理飲用水時，建議使用NF1膜組件。（4）納濾膜的分離機理及相應的數學模型需進一步探討。
參考文獻：
［1］JjitsuharaI,KimuraS.StructureandPropertiesofChargedUltrafiltrationMembranesofSulfonatedPolysulfone.JChemEng.Japan,1983,16（5）
［2］IkedaK,etal.NewCompositechargedReverseOsmosisMembrane.Desalination,1988,68：109～119
