====== Vodoznaky ======
[[wp>Digital watermarking]]

===== Vymezení pojmu vodoznak =====
Vodoznak je metoda na ochránění digitálního díla před kopírováním (typicky obrázek, video, zvuk) zanesením nadbytečné informace přímo do digitálních dat, pomocí které je možné identifikovat skutečného autora.
  * Musí být nedílnou součástí obrazu, nikoliv metadata
  * Může být viditelný / neviditelný
  * Musí být odolné vůči manipulaci s daty (komprese, přeformátování, změna měřítka, rotace apod.) při ochraně integrity musí být naopak těmito operacemi vodoznaky porušeny

==== Aplikace ====
  * Autorská práva, ochrana proti kopírování (nuntá implementace na kopírovacích zařízeních)
  * Autentizace dat
  * Vyhledávání informací
  * Steganografie – záměrné skrytí informací do jiných dat (vizuálna kryptografia)

===== Základní principy a vlastnosti vodoznaků =====
==== Princip ====
  * Šifrování informací pomocí privátního a veřejného klíče (privátním klíčem zakódovat, pomocí veřejného klíče odkódovat)

==== Klasifikace ====
  * Viditelné – záměrně znehodnocují kvalitu dat volně distribuované snímky – označení autora, obtížně odstranitelné, vhodná kombinace s neviditelným vodoznakem (zabránění podvržení)
  * Neviditelné – uživatel jejich přítomnost ve sledovaném díle při běžném použití nerozpozná

  * Podle metody vložení
    * V časové oblasti (přímá aplikace v obraze)
    * Ve frekvenční oblasti (modifikace koef. DCT, FFT při kompresi, změně spektra apod.)
  * Typ vkládaných dat
    * Binární data
    * Obraz (logo)

==== Odolnost vůči transformacím ===
  * Křehké vodoznaky – při transformaci se znehodnotí (ochrana integrity, pokud je zachována, víme, že je obrázek netransformovaný)
  * Robustní vodoznaky – odolný vůči transformacím a změně formátu (autorská práva)
    * Privátní – při detekci musíme mít originální data
    * Veřejné – není nutný přístup k originálům

==== Útoky ===
Metody založené na **znalosti algoritmu vložení vodoznaku**
  * Vložení šumu
  * Opakovaná aplikace běžných operací, jakou jsou komprese, filtrování, změna měřítka, rotace, ...
  * Rozložit na kvanta bloků a pak je znova složit
    * Hrubou silou – možnost vyzkoušet všechny kombinace
    * Vložení dalšího vodoznaku – lze detekovat oba vodoznaky
    * Konspirace "uživatelů"– zprůměrováním několika kopií lze vodoznak odstranit

===== Typické příklady vodoznaků a jejich vlastnosti =====
==== Obraz ====
  * **LSB modulace** – Zakódování vodoznaku do nejméně významných bitů (LSB) jednotlivých pixelů obrázku. Tato modifikace není visuálně téměř rozpoznatelná. Metoda není robustní, vodoznak lze snadno odstranit (např. zašuměním nejnižšího bitu).
  * **Modifikace koeficientů DCT** – Tato modifikace je mnohem robustnější a změny hodnot jsou méně viditelné ve výsledném obrazu. Opakování vodzoznaku pro zvýšení odolnosti vůči ořezání.
  * **Zakódování vodoznaku do Y kanálu** – Vložení do barevného obrázku. konverze barevného modelu RGB – YUV. Odolnější vůči modifikaci barev a kompresi.
  * Metoda disjunktních množin – Použití jako autentizační vodoznak (detekce změn v díle).
  * Vizuální kryptografie – vyANDovaním dvou zdánlivě zašuměných obrázků získáme zakódovaný obraz
  * **MD5** – umožňuje dekekovat změnu pixelů na úrovni bloků, použití jako autentizační vodoznak (detekce změn v díle)
    - Rozdělení obrázku po blocích 8 × 8 pixelů
    - LSB bity odstraněny
    - Vypočítá se MD5 a výsledek se zkombinuje s binárním obrazem vodoznaku a uloží do LSB

==== Zvuk ====
Jako vodoznak sa do nahrávky přidáva šum, který není uchem zachytitelný.

==== Video ====
Sjednocuje oba přístupy (pro obraz i zvuk), může sa tedy přidat viditelný vodoznak do obrazu, nebo neviditelný/neslyšitelný jako šum do zvuku.

==== Text ====
Modifikace parametrů zobrazeného textu, posunutí řádků nahoru/dolů, posunutí slova – střídání délky mezer mezi slovy, kódování v písmenech – např. prodloužení horní vodorovné čáry v pismenu //t//.