CN101833747A - 一种生成基于数字水印的安全字库的方法及系统 - Google Patents

一种生成基于数字水印的安全字库的方法及系统 Download PDF

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王明文
刘智
曾广良
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Abstract

本发明公开了一种生成基于数字水印的安全字库的方法及系统，所述安全字库用于创建专属于用户的用户文档，其特征在于，包括以下步骤：步骤S1：根据创建文档的需求，从原始字库集合中确定需要嵌入数字水印的子字库；步骤S2：基于认证信息形成水印信息；步骤S3：基于所述子字库、水印信息以及密钥，利用水印生成算法生成数字水印；步骤S4：利用水印嵌入算法将所述数字水印嵌入到所述子字库中，生成包含有数字水印的安全字库。用户可以使用独特的安全字库进行文字的输入，从而生成自己独特的文档。这些文档中嵌入了包含用户特定信息的水印信号，并可以被提取出来，从而保护了文档被非法的复制。

Description

一种生成基于数字水印的安全字库的方法及系统
技术领域
本发明涉及信息安全技术领域，具体涉及一种生成基于数字水印的安全字库的方法及系统。
背景技术
字库是计算机操作系统的一个重要组成部分，字库中存储了每个文字字形的集合，其定义了文字输出的形状、最大分辨率等等。在进行计算机文字输出时，先根据文字的机内编码，经计算索引后从字库中找到字形，然后通过输出设备进行输出尺寸、分辨率的定义，最终把字体输出显示到媒体上。
目前，常用的字库从字形描述技术上可以分为点阵字库和矢量字库两种。点阵字库的原理是对每一个字建立一定的矩形区域，将这个区域划分成m×n个等距离小方格，每个小方格只存储一种信息(非黑即白)，通过这些小方格来近似地描述文字的轨迹，点阵字库文字最大的缺点是不能放大，一旦放大后就会发现文字边缘的锯齿。矢量字库不是用点阵信息来描述文字的笔划，而是将文字的笔划边缘用直线段描述成封闭的曲线，并将各端点的坐标经压缩存储，是以图形信息建库的。由于每个文字的笔划不一样，所以每个文字在库中所占长度是不相同的。这样，矢量字库不能像点阵字库那样定位，只能采用索引的方法，矢量字的好处是字体可以无级缩放而不会产生变形。
根据文档显示的需要，在计算机操作系统中往往包含着许多种字库，除了可以从大的方面划分为点阵字库和矢量字库外，根据字体的风格形状特点，还可以具体划分为宋体、仿宋体、楷体、Times New Roman等多种字库。对于任一种具体的字库，其对所有用户都是通用的，字库的内容都只包含纯粹为字体显示所需要的内容，没有任何附加的内容，也就不存在隐藏信息的内容，这就使得文档的安全不能得到保障。
发明内容
本发明的一个目的是针对目前计算机字库中不存在隐藏信息的情况，出于特殊情况下对于文档安全保护的需要，提出一种生成基于数字水印的安全字库的方法。
一种生成基于数字水印的安全字库的方法，所述安全字库用于创建专属于用户的用户文档，包括以下步骤：
步骤S1：根据创建文档的需求，从原始字库集合中确定需要嵌入数字水印的子字库；
步骤S2：基于认证信息形成水印信息；
步骤S3：基于所述子字库、水印信息以及密钥，利用水印生成算法生成数字水印；
步骤S4：利用水印嵌入算法将所述数字水印嵌入到所述子字库中，生成包含有数字水印的安全字库。
优选地，所述原始字库集合包括点阵字库和/或者矢量字库；每类字库包括至少一种英文字体字库和/或者至少一种中文字体字库。
优选地，所述认证信息包括表征用户身份的信息，所述表征用户身份的信息包括用户姓名、用户ID号、电子邮箱中的至少一种信息。
优选地，在步骤S4生成所述安全字库后，还包括如下步骤：
步骤S5：利用水印检测算法判断所述安全字库中是否含有数字水印；如果存在，则转步骤S6；如果不存在，则转步骤S8；
步骤S6：利用水印提取算法从所述安全字库中提取数字水印，判断数字水印是否正确，如果正确，则转步骤S7；如果不正确，则转步骤S8；
步骤S7：确认安全字库已经成功生成，存储所述安全字库；
步骤S8：确认安全字库生成失败。
优选地，所述步骤S8中，在确认安全字库生成失败后由用户选择是否转入步骤S1重新生成安全字库。
本发明的另一个目的是提供一种能够实现上述方法的系统。
本发明所采用的技术方案为：一种生成基于数字水印的安全字库的系统，包括原始字库选择模块、数字水印生成模块、安全字库生成模块和安全字库存储模块；
所述原始字库选择模块，用于展示可以用来生成安全字库的原始字库集合，并从所述原始字库集合中选出作为生成安全字库基础的子字库；
所述数字水印生成模块，接收所述原始字库选择模块输出的子字库，以及密钥和基于认证信息形成的水印信息；所述数字水印生成模块基于所述子字库、水印信息以及密钥，利用水印生成算法生成数字水印；
所述安全字库生成模块，接收原始字库选择模块输出的子字库，以及数字水印生成模块输出的数字水印；所述安全字库生成模块利用水印嵌入算法将数字水印嵌入到子字库中，生成含有数字水印的安全字库；
所述安全字库存储模块，用于存储所述安全字库。
本发明的有益效果为：本发明所述生成方法将表征认证信息的水印信息生成数字水印，并将数字水印嵌入到操作系统的子字库中生成安全字库，这样，可以让用户使用自己独特的字库进行文字的输入，从而生成自己独特的文档。这些文档从表面上看与利用原始字库形成的文档并无差异，但实际上这些文档中嵌入了包含用户特定信息的数字水印，并可以被提取出来，从而保护了文档被非法的复制。
附图说明
图1为本发明所述生成基于数字水印的安全字库的系统的结构示意图；
图2为通过图1所示系统实现本发明所述生成基于数字水印的安全字库的方法的流程图。
具体实施方式
本发明所述生成基于数字水印的安全字库的框架可以描述为一个七元组：(I0，K，Inf，W，G，E，D)，其中，I0为从原始字库集合中选择的要被嵌入数字水印的一个或者多个子字库；K为密钥的集合；Inf为待嵌入的代表认证信息的水印信息；W为实际嵌入的数字水印；G为用密钥和待嵌入的水印信息以及子字库共同生成数字水印W的水印生成算法W＝G(I0，Inf，K)；E为将数字水印W嵌入子字库I0中的水印嵌入算法，即IW＝E(I0，W)，其中，IW为嵌入数字水印后得到的安全字库；D为水印检测算法和水印提取算法，其中提取是指从安全字库IW中提取和恢复数字水印或者水印信息的过程，检测是指判断所给的安全字库中是否包含特定数字水印的过程。
本发明所述的生成基于数字水印的安全字库的方法主要包括如下步骤：
(a)根据应用需求，确定待嵌入水印的子字库I0；
(b)基于认证信息形成水印信息Inf；
(c)基于子字库I0，水印信息Inf，以及密钥K，利用水印生成算法G生成数字水印W；
(d)利用水印嵌入算法E将数字水印W嵌入到子字库I0中，生成包含有数字水印W的安全字库IW。
所述原始字库集合可以包括点阵字库和矢量字库，对于每一类字库，应当包括TimsNew Roman、Arial、Garamond等英文字体字库，以及宋体、楷体、黑体等中文字体字库。所述子字库I0即为从上述原始字库集合中选择出的需要生成安全字库的一个或者多个字库，如选择宋体中文字体字库和Tims New Roman英文字体字库作为生成基础，据此，所述安全字库相应为嵌有数字水印的宋体中文字体字库和Tims New Roman英文字体字库。
所述的用于形成水印信息Inf的认证信息可以为任何能够标识文档属性的信息，如可以为与用户身份相关的信息或者与具体应用密切相关的信息，其中，与用户身份相关的信息可以为用户姓名、用户ID号、电子邮箱等能表征用户身份的文本信息，与具体应用密切相关的信息可以为版权信息、保密信息等。数字水印W的生成过程就是在密钥K的控制下由水印信息Inf生成适合于嵌入到子字库I0中的数字水印W的过程。
本发明所述的水印生成算法G应保证水印的唯一性、有效性和安全性，所述水印生成算法G可以包括任何现有的生成技术，如伪随机水印生成、扩频水印生成、混沌水印生成、纠错编码水印生成、基于变换的水印生成、基于分解的水印生成、自适应水印生成等多种生成算法。
本发明所述的水印嵌入算法E可以包括任何现有的嵌入算法，如水印嵌入算法E包括时/空间域数字水印嵌入算法、变换域数字水印嵌入算法和压缩域数字水印嵌入算法等。
本发明还包括一种生成基于数字水印的安全字库的系统，包括如图1所示的四个组成部分，分别为原始字库选择模块11，数字水印生成模块12，安全字库生成模块13和安全字库存储模块14，其中，每一个模块都可以是在计算机系统上设置的一个软件模块。
所述原始字库选择模块11能够展示出所有的原始字库集合，如以列表或者平铺形式进行显示，并从原始字库集合中选择待生成安全字库的子字库I0。
所述数字水印生成模块12接收原始字库选择模块11输出的子字库I0，以及与认证信息和密钥，利用水印生成算法G生成数字水印W。
所述安全字库生成模块13接收原始字库选择模块11输出的子字库I0，以及数字水印生成模块12输出的数字水印W，利用水印嵌入算法E将数字水印W嵌入到子字库I0，生成含有数字水印W的安全字库IW。
所述安全字库存储模块14用于存储安全字库生成模块13输出的安全字库IW，并可以提供后续的安全字库浏览显示，以及安全字库的加载与卸载等功能。
图2结合上述生成系统的配置结构说明本发明所述生成基于数字水印的安全字库的方法，该方法包括以下步骤：
步骤S1：原始字库选择模块11浏览系统中可以用来生成安全字库的原始字库集合，并从中选择待生成安装字库的子字库；
步骤S2：用户通过数字水印生成模块12输入认证信息，并形成水印信息；
步骤S3：数字水印生成模块12基于水印信息、子字库以及密钥，利用水印生成算法生成数字水印；
步骤S4：安全字库生成模块13利用水印嵌入算法将数字水印嵌入到子字库中，生成安全字库；
步骤S5：安全字库存储模块14接收到安全字库生成模块13输出的安全字库后，利用水印检测算法检测字库中是否存在数字水印，如果存在，则转步骤S6；如果不存在，则转步骤S8；
步骤S6：安全字库存储模块14利用水印提取算法从安全字库中提取数字水印，判断数字水印是否正确，如果正确，则转步骤S7；如果不正确，则转步骤S8；
步骤S7：安全字库存储模块14确认安全字库已经成功生成后存储所述安全字库。
步骤S8：安全字库存储模块14确认安全字库生成失败，则给出失败报告，由用户决定是否继续生成安全字库，如果是，则转入步骤S1；如果否，则生成程序结束。
使用所述安全字库生成自己独特的文档的主要步骤如下：
(a)用户选择某一种身份验证方法，确认与其身份所对应的安全字库，其中，所述身份验证方法可以包括用户口令、USB Key等身份验证方式；
(b)用户选择某一种输入方法进行文字输入，解释程序将解释用户的输入，并找到各文字在安全字库中所对应的位置，提取该字的字形等内容输出到显示设备上，其中，所述输入方法包括英文、数字、中文拼音等常用中英文输入方法。
用户通过安全字库生成的文档信息可以进行打印，由于该文档所用的安全字库是与用户相关联的，所以打印出的文档也是与用户相关联的文档。
验证所建立的安全字库是否为专属于用户的字库的主要步骤如下：
(a)基于密钥、子字库和安全字库，利用水印检测算法判断出待检测安全字库中是否含有数字水印；
(b)利用水印提取算法提取数字水印，并根据数字水印所包含的水印信息进一步确认该安全字库是否为专属于该用户的字库。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (6)

1.一种生成基于数字水印的安全字库的方法，所述安全字库用于创建专属于用户的用户文档，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S1：根据创建文档的需求，从原始字库集合中确定需要嵌入数字水印的子字库；
步骤S2：基于认证信息形成水印信息；
步骤S3：基于所述子字库、水印信息以及密钥，利用水印生成算法生成数字水印；
步骤S4：利用水印嵌入算法将所述数字水印嵌入到所述子字库中，生成包含有数字水印的安全字库。
2.根据权利要求1所述的生成基于数字水印的安全字库的方法，其特征在于，所述原始字库集合包括点阵字库和/或者矢量字库；每类字库包括至少一种英文字体字库和/或者至少一种中文字体字库。
3.根据权利要求1所述的生成基于数字水印的安全字库的方法，其特征在于，所述认证信息包括表征用户身份的信息，所述表征用户身份的信息包括用户姓名、用户ID号、电子邮箱中的至少一种信息。
4.根据权利要求1、2或3所述的生成基于数字水印的安全字库的方法，其特征在于，在步骤S4生成所述安全字库后，还包括如下步骤：
步骤S5：利用水印检测算法判断所述安全字库中是否含有数字水印；如果存在，则转步骤S6；如果不存在，则转步骤S8；
步骤S6：利用水印提取算法从所述安全字库中提取数字水印，判断数字水印是否正确，如果正确，则转步骤S7；如果不正确，则转步骤S8；
步骤S7：确认安全字库已经成功生成，存储所述安全字库；
步骤S8：确认安全字库生成失败。
5.根据权利要求4所述的生成基于数字水印的安全字库的方法，其特征在于，所述步骤S8中，在确认安全字库生成失败后由用户选择是否转入步骤S1重新生成安全字库。
6.一种生成基于数字水印的安全字库的系统，其特征在于，包括原始字库选择模块、数字水印生成模块、安全字库生成模块和安全字库存储模块；
所述原始字库选择模块，用于展示可以用来生成安全字库的原始字库集合，并从所述原始字库集合中选出作为生成安全字库基础的子字库；
所述数字水印生成模块，接收所述原始字库选择模块输出的子字库，以及密钥和基于认证信息形成的水印信息；所述数字水印生成模块基于子字库、水印信息以及密钥，利用水印生成算法生成数字水印；
所述安全字库生成模块，接收原始字库选择模块输出的子字库，以及数字水印生成模块输出的数字水印；所述安全字库生成模块利用水印嵌入算法将数字水印嵌入到子字库中，生成含有数字水印的安全字库；
所述安全字库存储模块，用于存储所述安全字库。
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