数字水印技术与防伪

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一、背景
现代经济社会一个显著特征就是发达的市场经济与现代法制相融合，因此可以说，现代市场经济必然是法制经济，在合法对经济实行管理时，必须有与之相适应的技术手段进行约束和监督，其中防伪技术是重要手段之一。
随着社会的进步，特别是科学技术的发展及普及，也为伪造、假冒者提供了足以利用其造假的技术，加之，防伪技术产品的研究、生产、销售、使用的管理失控，在利益驱动下，制假、贩假、售假等违法犯罪活动已成为“仅次于贩毒的世界第二大公害”。
在美国，每年有约50万人受害于假文件和假证件等假印刷品，直接或间接损失约7.5亿美元。据美国官方报道，仅在1997年截获的价值4000万美元的假钞中，用高精度彩色打印机制造的小面额假钞就占19％，这个数字是1995年的9.05 倍。
在我国，伪造金融票据、有价证券、税务发票的违法犯罪活动相当猖獗，并还在发展发展蔓延。据不完全统计，今年以来全国各地先后组织了4300余次区域性行动，查获案件7006起，其中伪造发票案件112起，倒卖发票案件1409起，盗窃发票案件267起，虚开代开发票案件1518起，其他假发票案件 3700起，收缴各类发票1104.5万份，其中增值税专用发票10.79万份，假增值税专用发票34.39万份。经有关专家估计，现行税务发票、增值税发票、伪造制假造成税款流失约为30%。伪造金融票据、有价证券进行诈骗、T·W的案例也层出不穷、屡见报端（见附件）。
长期以来，猖獗的伪造金融票据、有价证券、税务发票的违法犯罪活动扰乱了国家正常经济秩序，给国家了造成巨额的经济损失。国家一次次地花费巨大代价，采用了种种防伪措施，由于高额利润的诱使，犯罪分子手段越来越先进，现有防伪技术和手段已不能适宜当前发展需要。
目前市场上使用的防伪技术存在的主要问题
目前市场上使用的防伪技术，在应用过程中存在着许多弊端，如技术独占性和惟一性差；易伪造和泄露核心技术；适应性不够强等。这些问题的具体表现为：
现有防伪技术的技术独占性和惟一性差
目前，假冒伪劣日益猖獗。各种防伪技术措施，如特殊材料、防伪纸张、防伪油墨、防伪识别暗记和采用特殊印刷工艺等，它们刚出现时确实在一定范围内起到了防范作用，但没过多久，就出现了防伪技术产品生产厂家泛滥成灾，甚至出现了防伪技术本身被模仿，或防伪技术被泄露的情况。
防伪技术的科技含量不高
多重激光防伪、一维和二维条形码防伪、荧光防伪、变温防伪、模拟水印(又叫物理水印)防伪等防伪技术，在发展初期的确起到了较好的作用，但由于其科技含量低，很快即被造假者破译和掌握，从而出现大量的地下工厂和仿冒伪造品。
技术更新慢、随机性差、适应性不够强
许多防伪技术一旦被采用，核心技术和工艺流程就难以改变，甚至一成不变了。它在短期内可以起到防伪作用，但由于难以进行技术更新和提高，随机性差，很容易被非法分子仿冒和利用。还有的与其他防伪技术组合使用兼容性差，互相影响，使防伪效果大打折扣,企业采用上述防伪技术就需增加固定资产投资，增加生产的成本，更改其原有的生产工艺和流程，应用条件十分苛刻。
防伪市场混乱
由于高科技的防伪技术需要非常专业的知识，一般不易了解和接受。为了满足顾客消费心理的需要，印刷防伪技术大多采用公众识别防伪，普通百姓能够直接识别，或者借助通用的工具、运用简单的物理或化学方法就能识别出真伪，因此，一些貌似新奇的低性能的防伪产品以低价位为诱饵，容易使人上当受骗。这种低水平的防伪标识也就很容易在短时间内被仿制和假冒。
由此可见，印刷防伪技术必须突破材料、设计和专用印刷设备的局限性，增加高科技防伪的含量，加大综合防伪的力度，提高印刷品的防伪性能。
二、数字水印技术与防伪
数字水印是目前国内外科学研究的一个前沿热门领域，它的基础是信息隐藏技术，而信息隐藏技术既可隐藏信息的内容，又可隐藏信息的存在。印刷、打印数字水印是数字水印技术的一个分支，是以印刷品为载体的数字水印技术，基于这种数字水印技术彻底更新了传统的防伪及版权保护的概念。数字水印技术是通过对媒体数据的内容做微量修改来嵌入水印信息，从而达到信息隐藏的目的。该过程不影响原来数据的正常使用，不改变原来数据量的大小，不改变原媒体的外观。嵌入的水印信息可以通过技术软件提取或者检测出来，如水印信息嵌入到印刷品上，则可以通过专门的检测器具、特殊的机读设备或软件来检测、提取出水印信息。该技术在军事通信、国家信息安全、数字化网络、多媒体及印刷出版领域都具有十分广阔的应用前景。
数字水印技术是目前防伪及信息安全技术领域的一个崭新方向，是一种可在开放的网络环境下实现信息隐藏与跟踪的新型技术。该技术已引起工业界的浓厚兴趣，并日益成为国际上非常活跃的研究领域。
目前进行数字水印研究的机构既有政府部门，也有大学和知名企业。在国外，它们包括美国财政部、美国版权工作组、美国空军研究院、美国陆军研究实验室、德国国家信息技术研究中心、日本NTT信息与通信系统研究中心、麻省理工学院、伊利诺斯大学、明尼苏达大学、剑桥大学、瑞士洛桑联邦工学院、西班牙Vigo大学、IBM公司Watson研究中心、微软公司剑桥研究院、朗讯公司贝尔实验室、CA公司、Sony公司、NEC研究所以及荷兰菲利浦公司等。
我国对数字水印技术的反应也非常快，已经有相当一批有实力的科研机构投入到这一领域的研究中来。从总体上看，我国相关的研究与世界水平同步，而且有自己独特的研究思路，但这些研究大多处在应用基础理论研究和应用技术开发阶段，尚无成熟的技术和商业化的产品推向市场。
目前国际国内基于印刷品的防伪技术多种多样，常见的有物理水印防伪、激光全息防伪、油墨防伪、防伪纸张、电话电码防伪、电码纹理防伪等,但上述防伪技术或者科技含量低，或者技术手段简单，或者设备和原材料在市场上很容易购得，或者容易被破密、仿冒，或者与其他防伪技术组合使用兼容性差，互相影响，使防伪效果大打折扣。上述防伪技术需增加固定资产投资，或者增加生产的成本，或者要更改其原有的生产工艺和流程，应用条件十分苛刻。而印刷打印数字水印技术的诞生为上述问题的有效解决无疑提供了强大的技术支撑。
印刷打印数字水印的主要技术特性
不可感知性——多媒体信息加入水印后并不改变其感知效果，水印在通常的感知条件下不被感觉。
鲁棒性——指多媒体中的水印信息能够抵抗应用过程中的各种破坏，如数字信号处理技术，包括剪切、噪声、滤波和有损压缩等。
安全性——数字水印系统使用一个或多个密钥来确保安全，防止修改和擦除水印。信息被隐藏在多媒体内容中，并不因文件格式转换而丢失，且未经授权者不能检测出水印。
自相似性——数字水印在原图像经过较大的破坏后，仍能从原数据中恢复出隐藏的水印，而且在恢复过程中不需原图像，这需要水印算法本身具有自相似性。
机读性——检测方式为机读方式，既可以采用专用仪器检测，也可以根据需要配合数据库的支持和网络认证
保密性——数字水印与密码学的有机结合，对数据可起到双重加密的作用。
面向用户性——数字水印系统可以根据用户的需要进行设计，即面向用户的定制系统。
印刷打印数字水印技术具有防伪及版权保护的能力。主要用途包括：各种发票支票、有价证券的防伪造；产品商标和内外包装防伪；数字媒体的版权保护和跟踪；多媒体信息的标识隐藏、来源认证和分级控制；电子政务、电子商务中的机要通信和防伪造、防篡改、防抵赖、防拷贝等等。
印刷打印数字水印技术的主要优点
数字水印技术应用在印刷品上的防伪与版权保护具有其他技术难以替代的优点，其主要表现为：
技术独占性 数字水印的技术含量高，其技术难以掌握，目前仅有成都宇飞公司具有自主知识产权、商品化、产业化应用技术产品。
防伪成本低 不需增加固定投资和特殊材料，无需增加印刷成本和改变生产工艺流程，用户即可将他们现有的包装和设计改良为高度保密设计，轻松实现最新的高技术防伪及版权保护。
技术升级快 根据产品特性，为每套产品量身定制设计一套专用软件，防伪信息更新变化和升级十分便捷。
供应链认证 被保护载体加入水印后，可以在供应链的节点上进行认证，辨别是否是原件的拷贝，防止伪造品在物流配送环节替换正品。
隐形性好 即不能干扰被保护的媒体数据正常使用。数字水印作为一种信息隐藏技术，不但可以隐藏信息的内容，还可以隐藏信息的存在。
稳健性强 即水印必须难以被破坏或伪造。对于一般的信号处理或恶意攻击，不影响水印的正常检测。
分级分权管理 数字水印技术可加多层保密及防伪标识，不同权限人员只能见到不同的隐藏内容。可结合密码学的私钥和公钥控制检测。
技术兼容性强 与其他防伪、保密及版权保护技术互不干扰互相兼容，提高防伪效能。
产品增值 数字水印防伪技术的使用，可大大增强顾客对其商品和企业的信任感，维护企业的品牌形象，提高产品美誉度和附加值。
易分辨、易识别，检测提取易操作
简易检测工具：我公司研发的专用检测工具，制作成本低，可直接观察隐藏在媒体中的印刷打印数字水印，可供消费者和供应链检测使用。
中高档检测提取设备：我公司利用数码相机改造的专用检测提取设备，可供企业高官抽查和有关部门打假执法使用，同时也可作普通照相机使用。