Trendy v technologii digitálních vodoznaků

Petr Hájek 3. 8. 2010

Dnešní článek se pokusí čtenáře provést historií vodoznaků v běžné i digitální formě, zmíníme důvody jejich existence a v neposlední řadě si povíme i o nové vodoznakové technologii. Ta nepoškozuje nevratně původní signál tak, jak to digitální vodoznaky až doposud dělaly. Přišla z armádních kruhů.

Setkáváme se s nimi denně takřka všichni u obrázků, přesto je často ani neregistrujeme – ano, řeč je o digitálních vodoznacích. Jedni jejich existenci zcela ignorují, jiní je proklínají, ovšem všechny nás (a naše názory) do jisté míry ovlivňují.

Naše povídání o digitálních vodoznacích přirozeně nemůžeme začít jinde a jinak, nežli krátkým nahlédnutím do vodoznakové historie. Dlouho před tím, nežli se tento význam zažil v souvislosti s digitálními obrázky, se pod pojmem „vodoznak“ obvykle rozuměl obrazec či vzor na papíru, který se při nasvícení projevoval jako různá kombinace světlých a tmavých míst. To bylo způsobováno typicky různě tlustými papíry. Již papírové vodoznaky sdílí s těmi digitálními jednu důležitou věc – některé jsou zřetelné hned, jiné až po bližším pohledu a třetího si pro změnu bez nasvícení nevšimnete vůbec. Vodoznaky se u papíru dodnes používají u bankovních listin, pasů, známek a dalších důležitých dokumentů jako jedna z prevencí proti padělání – zkušená osoba je totiž schopna poměrně spolehlivě rozeznat originál a padělek.

Tímto se pomalu dostáváme k oblasti pro nás zajímavější a dnes i neméně důležité – digitálním vodoznakům. To je proces zabudování digitálního signálu (reprezentujícího vodoznak) do určitého digitálního díla tak, že je těžké jej odstranit bez poškození původního signálu. Ano, čtete správně, odstranit – důvod jejich existence dnes kupodivu není v první řadě shodný se situací známou z papírových vodoznaků. Zatímco v prvním případě šlo o to zabránit padělání (i.e. dokonalé kopii), zkopírováním digitálním dostaneme naopak krásnou a stoprocentní kopii originálu, takže digitální vodoznaky dnes primárně mají hlavně nesmazatelně určovat, kdo že je to vlastně jejich autorem, a tak sekundárně zabránit dalšímu použití digitálního díla. Digitálním vodoznakem jde přirozeně označit zcela libovolné digitální dílo (hudba, video, obraz, …). A dodejme ještě, že digitální vodoznaky neobsahují typicky žádná metadata, ale jsou neseny přímo v signálu, a to ve struktuře známé jen autorovi vodoznaku (platí jen tehdy, pokud je dostatečně složitá).

Nejběžněji se dnes lze setkat s vodoznaky reprezentujícími logo firmy, magazínu či jméno osoby nebo firmy stojící za autorstvím. Jak se dá u digitálního vodoznaku očekávat, pokud jej jednou v díle máte, zbavit se jej bez hodin práce bude velmi velmi těžké, a to i v případě, že půjde o dobře viditelnou variantu s pravidelnými okraji. Moderní aplikace a tvůrci digitálních vodoznaků pochopitelně již nejsou tak tupí, aby snížili plošně jedinou hodnotu – řekněme z RGB jen R kanál o 7, ale změněná plocha variuje často náhodně, takže přirozeně působící výsledek si žádá doslova nové nakreslení.

Digitální vodoznaky mají funkci nejen ochrannou, ale také identifikační. Vodoznaky navíc nemusí být nutně vždy jen viditelné. Třeba v hudební skladbě si jich člověk ani nevšimne a přesto dokáží zpětně určit konkrétního uživatele, který tuto skladbu koupil na webu a poté nelegálně rozšířil. Naopak všichni jistě dobře známe z TV vysílání známé logo stanice.

Mezi další zajímavé funkce digitálních vodoznaků patří skrytá komunikace – osoby si zkrátka vymění snímek jakoby z dovolené a přitom si vyměňují i jiná tajná data skrze vodoznaky.

A proč vlastně o tom všem mluvíme? Jelikož digitální vodoznak vlastně „parazituje“ na původních datech, je zřejmé, že originál znehodnotí – tj. po aplikaci vodoznaku je již nelze obnovit do původní podoby. A to není žádoucí – dle jednoho článku v prestižním zahraničním magazínu International Journal of Signal and Imaging Systems Engineering ovšem skupinka vědců nalezla způsob, jak přidat digitální vodoznaky plně reverzibilního rá­zu.

Autory studie je vědecké duo Dakshinamurthi Sivakumar a Govindarajan Yamuna (indická Annamalai University v Tamil Nadu). Dle jejich vlastních slov je nový systém určen zejména pro ověřování vojenských obrázků a fotografií. Jistě s námi budete souhlasit, že dnes je na internetu dostupná celá řada aplikací, díky nimž může i laik upravit libovolnou fotografii tak, že jsou tyto fotorealistické změny takřka nedetekovatelné a tedy i nerozpoznatelné. Pokud podobné kulisy přeneseme do oblasti vojenství, dospějeme nakonec ke zjištění, že tam si zkrátka něco podobného nemohou dovolit – v armádě nepřichází do úvahy žádná neoprávněná úprava po sejmutí snímku.

Dodnes se k určení autenticity používaly digitální klíče a šifrované vodoznaky, nicméně ty trpí na již zmíněný fenomén destrukce dat, což také není věc, kterou by jeden u špionážních fotografií (kde se může ukázat kritickým každý pixel) rád viděl. A přesně s tímto problémem se vědci i vypořádali: jejich reverzibilní vodoznakový systém funguje tak, že spočítá parametry každého z pixelů, tuto informaci poté převede do HMAC kódu (Hash Message Authentication Code), následně jsou určité pixely vybrány pro nesení informačních bitů vodoznaku. Samozřejmě jsou poté tyto konkrétní pixely uloženy jako klíč. Ten samý klíč je posléze použit i k extrakci vodoznaku a obnovení originální informace. Digitální vodoznak aktuálního snímku tedy stačí porovnat s tím vzniklým při pořízení a hned je jasné, zda se v obrázku někdo nevrtal.

O technologii není zatím známo více dalších informací, pouze to, že má být výpočetně velmi nenáročná a spíše než na hrubé výpočetní síle stavět na mazaném algoritmu. Nicméně dá se jistě již dnes předpokládat, že její zaměření nebude výhradně vojenské. Očekávat tedy v praxi můžeme i brzké nasazení v IT a ekonomické sféře. Vždyť možnost otagovat si obrázek informací, která jej nenahraditelně nezničí, se může nakonec ukázat jako nadmíru atraktivní pro řadu dalších branží – tvůrce digitálních fotoaparátů, mobilních foto-telefonů a všech podobných zařízení. Speciálně pak samozřejmě těch, kde se bude něco ověřovat. Nakonec, proč používat technologii, která obrázky tagováním ničí, když tu budeme mít brzy tu, jež bude plně reverzibilní?

widgety

Přístup k digitálním vodoznakům dnes velmi záleží na úhlu pohledu. Zatímco oko uživatelovo potěšeno není, jelikož vodoznaky často naprosto hyzdí jinak dokonalý snímek použitelný třeba na plochu, dle názoru firem prodávajících digitální snímky prostřednictvím webu je to nutnost, jelikož jedině takto si firma může být jista, že zájemce za originál skutečně zaplatí. Setkali jsme se během své kariéry dokonce i s názorem, že redakce používající u svých digitálních magazínů vodoznaky jsou údajně jaksi prestižněji působící. Tak či onak, technologie digitálních vodoznaků se během let osvědčila jako skvělá metoda k digitální ochraně, komunikaci i hlídání autenticity, takže je více než zřejmé, že se s ní budeme potkávat i nadále. Nakonec, podíl digitálních informací ve společnosti stále roste. Nabízí se snad jen otázky, co bude dál a kam se digitální vodoznaky vyvinou. Nedejbože v nějaké online ověřování proti serveru autora/výrobce…

Zdroj: Wikipedie, Sciencedaily.com

Našli jste v článku chybu?
Vitalia.cz: Tesco nabízí desítky tun jídla zdarma

Tesco nabízí desítky tun jídla zdarma

Lupa.cz: Proč jsou firemní počítače pomalé?

Proč jsou firemní počítače pomalé?

Vitalia.cz: V Kauflandu už začaly Vánoce

V Kauflandu už začaly Vánoce

Podnikatel.cz: Byla finanční manažerka, teď cvičí jógu

Byla finanční manažerka, teď cvičí jógu

Podnikatel.cz: Letáky? Lidi zuří, ale ony stále fungují

Letáky? Lidi zuří, ale ony stále fungují

Vitalia.cz: dTest odhalil ten nejlepší kečup

dTest odhalil ten nejlepší kečup

Root.cz: Hořící telefon Samsung Note 7 zapálil auto

Hořící telefon Samsung Note 7 zapálil auto

DigiZone.cz: Digi Slovakia zařazuje stanice SPI

Digi Slovakia zařazuje stanice SPI

Měšec.cz: TEST: Vyzkoušeli jsme pražské taxikáře

TEST: Vyzkoušeli jsme pražské taxikáře

Vitalia.cz: Voda z Vltavy před a po úpravě na pitnou

Voda z Vltavy před a po úpravě na pitnou

Vitalia.cz: Tohle jsou nejlepší česká piva podle odborníků

Tohle jsou nejlepší česká piva podle odborníků

Lupa.cz: Cimrman má hry na YouTube i vlastní doodle

Cimrman má hry na YouTube i vlastní doodle

DigiZone.cz: Parlamentní listy: kde končí PR...

Parlamentní listy: kde končí PR...

Vitalia.cz: Test dětských svačinek: Tyhle ne!

Test dětských svačinek: Tyhle ne!

Vitalia.cz: Tahák, jak vyzrát nad zápachem z úst

Tahák, jak vyzrát nad zápachem z úst

Lupa.cz: Jak levné procesory změnily svět?

Jak levné procesory změnily svět?

Lupa.cz: Další Češi si nechali vložit do těla čip

Další Češi si nechali vložit do těla čip

Vitalia.cz: Fyzioterapeutka: Chůze naboso? Rozhodně ano!

Fyzioterapeutka: Chůze naboso? Rozhodně ano!

120na80.cz: Co je padesátkrát sladší než cukr?

Co je padesátkrát sladší než cukr?

DigiZone.cz: Numan Two: rozhlasový přijímač s CD

Numan Two: rozhlasový přijímač s CD