CN110727961B - 一种基于数字签名技术的数字水印防伪方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于数字签名技术的数字水印防伪方法，本方案是在电子文档上输入数字水印信息(如指定电子文档使用者、使用用途、使用有效期等要素)后，根据数字水印策略和数字水印算法生成数字水印信息并嵌入到电子文档上，再对电子文档内容和数字水印内容进行数字签名保护，在原电子文档存在数字签名或电子签章信息的情况下不会损坏原电子文档上的数字签名信息或电子签章信息，实现电子文档内容和数字水印内容的真实性、完整性、不可抵赖性、可验证性、可提取性和安全防伪性。
Description
技术领域
本发明涉及信息安全技术，具体涉及电子文档的数字签名和数字水印安全技术。
背景技术
当前，在信息化大数据应用社会里，电子文档数据是非常重要的信息资产。在电子文档的实际应用过程中，需要防止未授权使用、超范围使用、无法防伪、无法溯源等情况，通过数字签名的数字水印技术，做到与实物资产一样，根据数字水印信息，进行安全打印、安全流转、逐级审批、权限控制、安全管理、安全监控、指定场景使用和安全防伪，确保电子文档在使用过程中的真实性、完整性、不可篡改性、有效性、防控性和实用性，进一步加强知识产权保护。一旦出现盗用、冒用或超出应用范围使用等问题，便可以通过数字签名的数字水印信息进行安全管控。
数字水印是通过数字水印算法将水印标识信息嵌入到数字载体中且不影响原始载体使用价值的信息隐藏技术，该技术主要用于数字作品的版权保护等领域。传统的数字水印信息是独立于电子文档内容，甚至与目标文件相分离，其表现形式直接以简单易识别的文字信息作版权信息嵌入到电子文档中，这样做容易导致版权信息被伪造或篡改，且水印信息存在伪造的可能，使得无法对数据合法拥有者进行有效的安全保护。
本发明是将传统的数字签名技术与数字水印技术结合起来，并对数字水印技术进行优化，满足电子文档在不同应用场景(安全打印、安全流转、逐级审批、权限控制、安全管理、安全监控、指定场景使用和安全防伪)下，实现对电子文档数据进行有效的安全防护，确保电子文档授权方可合法使用，可进一步限制其使用范围、使用有效期，确保电子文档在使用过程中的真实性、完整性、不可篡改性、有效性、不可篡改性、可控性和实用性。
由此可见，提供安全可控的数字水印防伪是本领域亟需解决的技术问题，实现遵从版权所有者的真实意愿进行电子文档使用，形成尊重知识产权、保护知识产权的社会文化。
发明内容
为了克服现有技术的不足和技术偏见性(未经数字签名的数字水印仅能管控纸质文档，而无法管控电子文档)，本发明提出了一种基于数字签名技术的数字水印防伪方法。
本发明是在电子文档上输入数字水印信息(如指定电子文档使用者、使用用途、使用有效期等要素)后，根据数字水印策略和数字水印算法生成数字水印信息并嵌入到电子文档上，再对电子文档内容和数字水印内容进行数字签名保护，在原电子文档存在数字签名或电子签章信息的情况下不会损坏原电子文档上的数字签名信息或电子签章信息，实现电子文档内容和数字水印内容的真实性、完整性、不可抵赖性、可验证性、可提取性和安全防伪性。
本发明为实现上述目标，采用以下技术方案实现：
步骤一：输入在电子文档上需要显示的数字水印信息(如指定电子文档使用者、使用用途、使用有效期等要素)；
步骤二：根据预先设置的数字水印策略和数字水印算法生成数字水印信息并嵌入到电子文档上；
步骤三：对电子文档内容和数字水印内容进行数字签名，原电子文档含数字签名信息或电子签章信息的情况下不损坏原电子文档的数字签名信息或电子签章信息，从而确保电子文档内容和数字水印内容的真实性、完整性、不可抵赖性和可视化性；
步骤四：已嵌入经数字签名保护的数字水印，通过验证数字签名信息和域的有效性，确保电子文档内容和数字水印内容的真实性、完整性、不可篡改性、可提取性、可验证性和安全防伪性。
进一步地，根据实际的电子文档情况，数字水印生成嵌入包括两种方式：
方式一：在未经数字签名或电子签章的电子文档上预先生成数量不限的指定名称的空白“域”(带域属性但其内容为空)，再对电子文档进行数字签名或电子签章，生成含有数字签名或电子签章的电子文档。根据应用场景要求，将已生成的数字水印作为“域”内容的一部分而非电子文档内容的一部分，与电子文档内容一起进行数字签名，再添加到指定名称的空白“域”上，生成含数字签名信息和数字水印的电子文档。
方式二：在已经数字签名或电子签章的电子文档，根据应用场景要求，将生成的数字水印作为“域”内容的一部分而非电子文档内容的一部分，与电子文档内容一起进行数字签名，并以随机名称的“域”的方式嵌入到电子文档中，生成含数字签名信息和数字水印的电子文档。
进一步地，数字水印技术与数字签名技术相结合起来，通过数字签名技术对数字水印信息进行签名保护，不是纯粹的传统数字水印。
进一步地，数字水印生成嵌入步骤：
步骤A1：输入数字水印内容，输入的数字水印内容即显示在电子文档上的可视化文字信息。
步骤A2：根据数字水印策略，数字水印策略包括但不限于显示角度、显示透明度、字体名称、字体颜色、显示方式(左对齐、居中对齐和右对齐)、显示区域范围以及显示页面等信息。
步骤A3：根据水印策略和输入的文字内容多少，可自动识别并动态计算显示的字号、位置和页面范围。
步骤A4：根据设置的水印策略信息，可指定页面或所有页面、可变的区域，自动换行显示数字水印信息，确保输入的数字水印内容可全部显示在电子文档的页面上。
步骤A5：嵌入数字水印后，将数字水印信息作为“域”的内容形式，采用数字签名方式对数字水印进行签名保护。
进一步地，数字水印嵌入方式可在未经签名的电子文档上预留指定名称的空白“域”，可根据实际应用场景，确保可动态嵌入数字水印信息；可安全验证“域”名称、内容信息；可防止任意恶意修改和删除“域”行为(即不可恶意删除数字水印)。
也可直接在电子文档上动态随机嵌入“域”，根据实际应用场景要求，可有效显示并保护数字水印的有效性，同时可验证“域”签名信息有无变动等特性，确保数字水印的有效性。
进一步地，验证基于数字签名的数字水印的真实性、完整性、不可篡改性、可提取性、可验证性和安全防伪性，其步骤：
步骤B1：输入已经过数字签名方式嵌入数字水印的电子文档。
步骤B2：通过验证电子文档内容和数字水印内容的数字签名信息，验证电子文档的数字签名和数字水印的有效性。
步骤B3：在嵌入数字水印前存在指定名称的空白“域”则可进一步验证域名称以及属性信息正确性，防止对“域”的恶意修改和删除。
步骤B4：验证通过后方可提取数字水印信息，并确保其应用的合法性。
为了解决上述技术问题，本发明提供的基于数字签名的数字水印防伪方法包括数字水印生成嵌入单元100和数字水印验证提取单元200。
所述数字水印生成嵌入单元100包括数字水印信息模块120、数字水印策略模块130、数字水印算法模块140以及数字签名模块150。所述的数字水印信息模块是用于输入需要显示在电子文档页面上的内容信息，包括文本信息或图片信息等；所述的数字水印策略模块是用于设置数字水印的显示角度、显示透明度、字体名称、字体颜色、显示方式(左对齐、居中对齐和右对齐)、显示区域范围以及显示页面等信息；所述的数字水印算法模块是用于根据数字水印策略配置信息、输入的数字水印内容信息，可自动识别并动态计算显示的字号及位置；所述的数字签名模块是用于对电子文档内容信息和数字水印内容信息进行数字签名保护，确保内容信息的真实性、完整性和不可篡改性。
所述的数字水印验证提取单元200包括签名验证模块220、验证“域”特征模块230、数字水印提取模块250，确保数字水印的真实性、完整性、不可篡改性、可提取性、可验证性和安全防伪性。
本发明提供的基于数字签名的数字水印防伪方法具体通过数字签名机制保证电子文档信息和数字水印内容信息的真实性、完整性、不可篡改性和可提取性；通过所见即所输入的数字水印保证数字水印的可验证性和安全防伪性；通过对数字水印技术优化保证数字水印的实用性。
本发明提供的基于数字签名的数字水印防伪方法，能够在不同行业不同场景下实现安全的、可靠的和实用的电子文档安全防伪保护应用，可进一步促进电子文档在不同行业不同应用场景下的知识产权安全应用示范和推广。
附图说明
以下结合附图和具体实施方式来进一步说明本发明。
图1为本发明实例中基于数字签名的数字水印生成嵌入组成示意图。
图2为本发明实例中基于数字签名的数字水印验证提取组成示意图。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。
虽然现有数字水印的技术路线存在一定的差异性，但是其普遍做法都是基于不进行数字签名保护或事先嵌入指定的数字水印内容再做数字签名保护，从而造成无法满足在不同实际应用场景下，实现对已数字签名或电子签章的电子文档提供基于动态可视化的数字水印应用安全防护，以及无法克服对数字水印安全机制上的技术偏见。
针对该情况下，本方案克服现有的技术偏见，摒弃现有技术中采用不进行数字签名保护数字水印或事先嵌入指定的数字水印再进行数字签名保护。本方案实现有两种方式，方式一：在未经数字签名或电子签章的电子文档上预先生成数量不限的指定名称的空白“域”(带域属性但其内容为空)，再对电子文档进行数字签名或电子签章，生成含有数字签名或电子签章的电子文档。根据应用场景要求，将已生成的数字水印作为“域”内容的一部分而非电子文档内容的一部分，与电子文档内容一起进行数字签名，再添加到指定名称的空白“域”上，生成含数字签名信息和数字水印的电子文档。方式二：在已经数字签名或电子签章的电子文档，根据应用场景要求，将生成的数字水印作为“域”内容的一部分而非电子文档内容的一部分，与电子文档内容一起进行数字签名，并以随机名称的“域”的方式嵌入到电子文档中，生成含数字签名信息和数字水印的电子文档。
由方式一提出的基于数字签名技术的数字水印嵌入方案，其实现流程见图1所示，其步骤如下：
(1)采集电子文档
这里采集的是不含数字签名或电子签章保护的电子文档。
(2)添加空白“域”
在未含数字签名或电子签章的电子文档上，添加不限数目的、指定具体域名称的、空白的“域”。
(3)对电子文档进行数字签名或电子签章
在已完成添加指定名称的空白“域”电子文档，再对电子文档(包含空白“域”)进行数字签名或电子签章，形成含空白“域”并经数字签名或电子签章的电子文档。
(4)输入数字水印内容信息
在已含数字签名或电子签章的电子文档上，输入需要添加到电子文档页面上的数字水印文本内容信息(或图片信息)。
(5)获取数字水印策略
根据预先设定的数字水印策略信息，获取到的数字水印策略包括但不限于显示角度、显示透明度、字体名称、字体颜色、显示方式(左对齐、居中对齐和右对齐)、显示区域范围以及显示页面范围(指定页面或全部页面)等信息。
(6)生成数字水印
根据输入的数字水印内容和数字水印策略信息，生成数字水印信息，作为需要保护的电子文档内容的一部分，对之进行数字签名保护。
(7)嵌入数字水印
经数字签名保护的数字水印信息嵌入到指定名称的空白“域”上或其它结构上，作为电子文档内容的一部分。
由方式二提出的基于数字签名技术的数字水印嵌入方案，其实现流程见图1所示，其步骤如下：
(1)采集电子文档
这里采集的是不包含空白“域”但已含数字签名或电子签章保护的电子文档。
(2)输入数字水印内容信息
在已含数字签名或电子签章的电子文档上，输入需要添加到电子文档页面上的数字水印文本内容信息(或图片信息)。
(3)获取数字水印策略
根据预先设定的数字水印策略信息，获取到的数字水印策略包括但不限于显示角度、显示透明度、字体名称、字体颜色、显示方式(左对齐、居中对齐和右对齐)、显示区域范围以及显示页面范围(指定页面或全部页面)等信息。
(4)生成数字水印
根据输入的数字水印内容和数字水印策略信息，生成数字水印信息，作为需要保护的电子文档内容的一部分，对之进行数字签名保护。
(5)嵌入数字水印
经数字签名保护的数字水印信息嵌入到指定名称的空白“域”上或其它结构上，作为电子文档内容的一部分。
经数字签名的数字水印验证提取方案，其实现流程见图2所示，其步骤如下：
采集电子文档
这里采集的是已含数字签名保护的数字水印的电子文档。
验证数字签名
验证电子文档内容的数字签名信息和经数字签名保护的数字水印签名内容信息，验证其真实性、完整性、不可篡改性和有效性。
验证“域”特征
采集到的电子文档包含空白“域”，则验证“域”名称、属性信息、内容信息(数字水印内容信息)。
提取数字水印
上述流程验证通过后，根据数字水印算法和数字水印策略，提取数字水印信息，并全部透明化显示在电子文档的页面上。
本申请方案中采用经数字签名保护的数字水印保证电子文档在实际应用中的真实性、完整性、不可抵赖性、可验证性、可提取性和安全防伪性；并进一步对数字水印算法进行优化，可动态自动显示水印信息，保证电子文档的可用性；对已含数字签名或电子签章的电子文档上预留空白“域”时，可根据实际应用场景要求动态添加符合实际应用要求的数字水印，且不损坏电子文档原有的数字签名电子签章信息，保证电子文档的实用性。相对于现有技术，具有如下优点：
(1)安全性强：在电子文档上嵌入的数字水印经数字签名保护，电子文档内容和数字水印内容均不可篡改，“域”的名称、属性和内容可验证，安全性强；
(2)实用性强：可根据实际的应用场景要求，可动态添加符合要求的可视化数字水印信息，数字水印信息可验证、可提取，实用性强；
(3)适用性广：在电子文档上添加经数字签名保护的数字水印，支持多种文件格式，且普适于不同行业不同场景，适用性广；
(4)经济价值高：基于数字签名技术的数字水印防伪方法，安全性强、实用性强且适用性广，改变数字水印的传统应用模式，在确保安全的前提下提高所有者的自主可控程度，可带动多行业的经济联动发展，经济价值高。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。一方面突破了传统数字水印超出显示范围后显示不全的弊端；另一方面通过所见即所输入的特性，且可根据实际应用场景要求，动态添加数字水印信息，确保体现出电子文档所有者的真实意图；再一方面，数字水印信息是通过数字签名机制保护的，且不损坏原有电子文档的数字签名或电子签章的信息，做到防修改和删除。在电子证照数字版权保护领域内意义特别重大，如持证者提交本人电子证照办理事务时，在电子证照交予代理人或办事人员后，无法受控，为了防止提交的证照被滥用、盗用，那么通过此发明即可限制电子证照的具体用途、具体使用有效期限等，防止盗用、滥用等不受控行为。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (4)
1.一种基于数字签名技术的数字水印防伪方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：输入在电子文档上需要显示的数字水印信息；
步骤二：根据预先设置的数字水印策略和数字水印算法生成数字水印信息并嵌入到电子文档上，包括两种方式：
方式一：在未经数字签名或电子签章的电子文档上预先生成数量不限的指定名称的空白“域”，再对电子文档进行数字签名或电子签章，生成含有数字签名或电子签章的电子文档；根据应用场景要求，将已生成的数字水印作为“域”内容的一部分而非电子文档内容的一部分，与电子文档内容一起进行数字签名，再添加到指定名称的空白“域”上，生成含数字签名信息和数字水印的电子文档；
方式二：在已经数字签名或电子签章的电子文档，根据应用场景要求，将生成的数字水印作为“域”内容的一部分而非电子文档内容的一部分，与电子文档内容一起进行数字签名，并以随机名称的“域”的方式嵌入到电子文档中，生成含数字签名信息和数字水印的电子文档；
所述数字水印生成嵌入方法包括如下步骤：
步骤A1：输入数字水印内容，输入的数字水印内容即显示在电子文档上的可视化文字信息；
步骤A2：根据数字水印策略，数字水印策略包括显示角度、显示透明度、字体名称、字体颜色、显示方式、显示区域范围以及显示页面信息；
步骤A3：根据水印策略和输入的文字内容多少，可自动识别并动态计算显示的字号、位置和页面范围；
步骤A4：根据设置的水印策略信息，可指定页面或所有页面、可变的区域，自动换行显示数字水印信息，确保输入的数字水印内容可全部显示在电子文档的页面上；
步骤A5：嵌入数字水印后，将数字水印信息作为“域”的内容形式，采用数字签名方式对数字水印进行签名保护；
步骤三：对电子文档内容和数字水印内容进行数字签名，原电子文档含数字签名信息或电子签章信息的情况下不损坏原电子文档的数字签名信息或电子签章信息，从而确保电子文档内容和数字水印内容的真实性、完整性、不可抵赖性和可视化性；
步骤四：已嵌入经数字签名保护的数字水印，通过验证数字签名信息和域的有效性，确保电子文档内容和数字水印内容的真实性、完整性、不可篡改性、可提取性、可验证性和安全防伪性，包括如下步骤：
步骤B1：输入已经过数字签名方式嵌入数字水印的电子文档；
步骤B2：通过验证电子文档内容和数字水印内容的数字签名信息，验证电子文档的数字签名和数字水印的有效性；
步骤B3：在嵌入数字水印前存在指定名称的空白“域”则可进一步验证域名称、属性信息及内容信息的正确性，防止对“域”的恶意修改和删除；
步骤B4：验证通过后方可提取数字水印信息，并确保其应用的合法性。
2.根据权利要求1所述的基于数字签名技术的数字水印防伪方法，其特征在于，数字水印技术与数字签名技术相结合起来，通过数字签名技术对数字水印信息进行签名保护，不是纯粹的传统数字水印。
3.根据权利要求1所述的基于数字签名技术的数字水印防伪方法，其特征在于，在未经签名的电子文档上预留空白“域”，可根据实际应用场景，确保可动态嵌入数字水印；可安全验证“域”名称和内容信息；可防止任意恶意修改和删除“域”行为。
4.根据权利要求1所述的基于数字签名技术的数字水印防伪方法，其特征在于，直接在电子文档上动态随机嵌入“域”，根据实际应用场景要求，可有效显示并保护数字水印的有效性，同时可验证“域”签名信息有无变动等特性，确保数字水印的有效性。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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