Hlavní navigace

Trendy v technologii digitálních vodoznaků

Petr Hájek

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?

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?

3. 8. 2010 10:38

Karel (neregistrovaný)

Ta metoda, co je v článku popsaná jako nová a výborná je ve skutečnosti stará a má mouchy. Funguje to tak, že si spočítáte z pixelů nějaký hash, který bude reagovat na změny byť jediného pixelu. Něco podobného, na binární úrovni, všichni známe a běžně používáme. Prostě máte soubor (obrázek) a k němu kontrolní hash. Pak někoho napadlo, že je nepohodlné mít vlastně soubory dva, že se hash může zatoulat a že by tedy vlastně bylo dobré, kdyby hash byl přímo v tom obrázku. Zkoušelo se to s pomocí met…

3. 8. 2010 14:38

en (neregistrovaný)
Vědomě ignorujete několik statisticky dokázaných faktů:
  • cena nemá výrazný vliv (více platí „příležitost dělá zloděje“)
  • zámek u dveří lze taky překonat, ale bez něj pojistku nedostanete (a věřte, že pojišťovna nebude dobrovolně v mínusu, takže ten zámek význam)
Zajímavé, že tyhle názory má vždy někdo, kdo nikdy nic neinvestoval do filmu. Jo z cizího krev neteče, co?
DigiZone.cz: ČRo rozšiřuje DAB do Berouna

ČRo rozšiřuje DAB do Berouna

Vitalia.cz: Proč vás každý zubař posílá na dentální hygienu

Proč vás každý zubař posílá na dentální hygienu

Vitalia.cz: Vychytané vály a válečky na vánoční cukroví

Vychytané vály a válečky na vánoční cukroví

Lupa.cz: Kdo pochopí vtip, může jít do ČT vyvíjet weby

Kdo pochopí vtip, může jít do ČT vyvíjet weby

Měšec.cz: Zdravotní a sociální pojištění 2017: Připlatíte

Zdravotní a sociální pojištění 2017: Připlatíte

Vitalia.cz: Taky věříte na pravidlo 5 sekund?

Taky věříte na pravidlo 5 sekund?

Vitalia.cz: Jsou čajové sáčky toxické?

Jsou čajové sáčky toxické?

DigiZone.cz: Recenze Westworld: zavraždit a...

Recenze Westworld: zavraždit a...

120na80.cz: Co všechno ovlivňuje ženskou plodnost?

Co všechno ovlivňuje ženskou plodnost?

Podnikatel.cz: Podnikatelům dorazí varování od BSA

Podnikatelům dorazí varování od BSA

Vitalia.cz: Spor o mortadelu: podle Lidlu falšovaná nebyla

Spor o mortadelu: podle Lidlu falšovaná nebyla

120na80.cz: Horní cesty dýchací. Zkuste fytofarmaka

Horní cesty dýchací. Zkuste fytofarmaka

Vitalia.cz: Potvrzeno: Pobyt v lese je skvělý na imunitu

Potvrzeno: Pobyt v lese je skvělý na imunitu

Podnikatel.cz: Snížení DPH na 15 % se netýká všech

Snížení DPH na 15 % se netýká všech

Podnikatel.cz: Udávání kvůli EET začalo

Udávání kvůli EET začalo

Měšec.cz: Kdy vám stát dá na stěhování 50 000 Kč?

Kdy vám stát dá na stěhování 50 000 Kč?

Vitalia.cz: Pamlsková vyhláška bude platit jen na základkách

Pamlsková vyhláška bude platit jen na základkách

120na80.cz: Pánové, pečujte o svoje přirození a prostatu

Pánové, pečujte o svoje přirození a prostatu

Podnikatel.cz: K EET. Štamgast už peníze na stole nenechá

K EET. Štamgast už peníze na stole nenechá

Lupa.cz: Co se dá měřit přes Internet věcí

Co se dá měřit přes Internet věcí