JP2003092676A - データ処理方法及び装置とそのプログラム及び記憶媒体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電子透かし手法のアルゴリズムや埋め込みパ
ターンが知られたとしても、確実に改竄位置を特定でき
る。 【解決手段】 鍵ｋ0を初期値として発生された擬似乱
数値と、デジタル画像データの各画素データとを、各画
素位置に対応付けて排他的論理和を取ることにより暗号
化された画像Ｃ（i,j）を生成し（１０１）、その画像
Ｃ（i,j）と変換テーブルから当該画素の画素位置に対
応する第１検査ビットＢ（i,j）を生成し（１０３）、
その第１検査ビットをデジタル画像データの対応する画
素データに埋め込む（１０４）。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、デジタルデータの
処理に関するもので、特にデジタル画像データのような
デジタルデータの改竄位置を検出するためのデータ処理
方法及び装置、並びにその方法を実行するプログラム、
及びそのプログラムを記憶した記憶媒体に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】近年、コンピュータやインターネットの
普及に伴い、従来の銀塩写真や紙の書類などに代わっ
て、情報をデジタル化しデジタル画像として利用する形
態が一般化しつつある。更に、目覚しい画像処理技術の
進歩により、デジタル画像の編集・改竄は、フォトレタ
ッチツール等を使用すれば容易に行うことが可能になっ
た。このため、デジタル画像の原本性（オリジナリテ
ィ）は従来の銀塩写真や紙の書類等と比較して低く、証
拠としての能力に乏しいという問題点が生じてきてい
る。従来、写真画像は、例えば保険会社などでは事故の
証拠写真として用いられたり、建設会社などにおいて
は、建築現場の進捗状況の記録として用いられたりと、
その証拠能力、即ち、その原本性は重要な役割を果たし
てきている。しかし、上述したように、情報のデジタル
化によってその証拠性が失われることは大きな問題であ
る。

【０００３】一般に、デジタル画像の原本性の保証は、
米国特許第５４９９２９４号に示されるように、デジタ
ル画像のハッシュ値に公開鍵暗号を用いた電子署名を作
成することによって実現されるが、この手法では改竄の
有無は分かっても、その改竄位置の検出まではできなか
った。

【０００４】それに対して、ある特定のパターンを画像
全体に電子透かしとして埋め込み、その画像に対して改
竄や編集が行われると、その埋め込まれたパターンが破
壊されて、それにより改竄位置を検出する手法が知られ
ている。その一例としては、ＬＳＢにあるスタンプ画像
と呼ばれる特定画像を埋め込む手法であり、例えば特開
２００１−２４８７６号公報には、秘密の鍵情報から生
成される擬似乱数によって画像中のスタンプ画像の埋め
込み位置を特定する手法が提案されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】このような従来の電子
透かしによる改竄位置の検出手法は、そのアルゴリズム
や埋め込みパターンが知られないことを安全性の根拠と
している。従って、そのアルゴリズムや埋め込みパター
ンが知られてしまった場合には、例え改竄が行われて
も、その改竄が行われていないようにする、即ち、デジ
タル画像の偽造を行うことが可能である。つまり、ＬＳ
Ｂにスタンプ画像を埋め込む手法では、そのアルゴリズ
ムを知った人物は、まずＬＳＢのスタンプ画像を抽出し
て保存し、その画像を改竄した後で、最初に保存したス
タンプ画像を読み出して再び、その改竄後の画像データ
のＬＳＢに埋め込むことにより、改竄が検知されない偽
造が可能になる。

【０００６】また、特開２００１−２４８７６号公報に
示されるような、擬似乱数によってスタンプ画像の埋め
込み位置を定める手法は、その擬似乱数に埋め込み位置
が依存するので、上述のＬＳＢに埋め込む手法よりは安
全であるが、原画像と電子透かし画像の差分をとるなど
によって、一旦そのスタンプ画像の埋め込み位置が知ら
れてしまうと同様の偽造が可能になる。

【０００７】一般に、電子透かしの安全性は、そのアル
ゴリズムが秘密であることを前提とする場合が多く、そ
のアルゴリズムが知られても安全であると言える手法は
今まで提案されていないと言っても過言ではない。

【０００８】また、従来の電子透かしによる改竄位置の
検出手法では、必ずスタンプ画像を埋め込むことによっ
て改竄位置を検出している。そのために、その画像を受
取って利用する側では、予めそのスタンプ画像を保存し
ておく必要がある。このようなスタンプ画像は鍵情報と
異なり大きなデータ量を必要とするので、大容量のャｃ
鰍ェ必要になり効率的でない。また一旦、スタンプ画像
が知られてしまった場合には、偽造がしやすくなるなど
の問題点もあるため、スタンプ画像を用いない手法が望
まれている。

【０００９】本発明は上記従来例に鑑みてなされたもの
で、例えば電子透かし手法のアルゴリズムや埋め込みパ
ターンが知られたとしても、確実に改竄位置を特定でき
るようなデータを埋め込むことが出来るデータ処理方法
及び装置と、そのプログラム及び記憶媒体を提供するこ
とを目的とする。

【００１０】また本発明の目的は、スタンプ画像を用い
る必要がなく、鍵情報の保存だけでデジタルデータにお
ける改竄位置が検出できるデータ処理方法及び装置と、
そのプログラム及び記憶媒体を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明のデータ処理装置は以下のような構成を備え
る。即ち、画素位置に応じた擬似乱数値と、デジタル画
像データの各画素データとから、当該画素の画素位置に
対応する第１検査ビットを生成する検査ビット生成手段
と、前記第１検査ビットを前記デジタル画像データの対
応する画素データに多重化する多重化手段と、を有する
ことを特徴とする。

【００１２】上記目的を達成するために本発明のデータ
処理装置は以下のような構成を備える。即ち、複数のデ
ータブロックから構成されるデジタルコンテンツの各デ
ータブロック位置に応じた疑似乱数値と、当該データブ
ロックから第１検査ビットを生成する検査ビット生成手
段と、前記第１検査ビットを対応するデータブロックに
多重化する手段と、を有することを特徴とする。

【００１３】上記目的を達成するために本発明のデータ
処理装置は以下のような構成を備える。即ち、順序付け
られた複数のデータブロックを含むデジタルコンテンツ
に対して、１つのデータブロックと当該データブロック
の前又は後ろのデータブロックとから第１検査ビットを
生成する検査ビット生成手段と、前記第１検査ビットを
対応するデータブロックに多重化する手段と、を有する
ことを特徴とする。

【００１４】また上記目的を達成するために本発明のデ
ータ処理装置は以下のような構成を備える。即ち、順序
付けられた複数のデータブロックを含むデジタルコンテ
ンツからランダムに選択した複数のデータブロックから
第１検査ビットを生成する検査ビット生成手段と、前記
検査ビット生成手段により生成された前記第１検査ビッ
トを対応するデータブロックに多重化する多重化手段
と、を有することを特徴とする。

【００１５】上記目的を達成するために本発明のデータ
処理装置は以下のような構成を備える。即ち、デジタル
画像データに多重化されている第１検査ビットを分離す
る分離手段と、画素位置に応じた擬似乱数値と、デジタ
ル画像データの各画素データとから、当該画素の画素位
置に対応する第２検査ビットを生成する検査ビット生成
手段と、前記第１及び第２検査ビット同士を比較する比
較手段と、を有することを特徴とする。

【００１６】上記目的を達成するために本発明のデータ
処理装置は以下のような構成を備える。即ち、デジタル
コンテンツに多重化された第１検査ビットを分離する分
離手段と、複数のデータブロックから構成されるデジタ
ルコンテンツの各データブロック位置に応じた疑似乱数
値と、当該データブロックから第２検査ビットを生成す
る検査ビット生成手段と、前記第１及び第２検査ビット
同士を比較する比較手段と、を有することを特徴とす
る。

【００１７】上記目的を達成するために本発明のデータ
処理装置は以下のような構成を備える。即ち、デジタル
コンテンツに多重化された第１検査ビットを分離する分
離手段と、順序付けられた複数のデータブロックを含む
デジタルコンテンツに対して、１つのデータブロックと
当該データブロックの前又は後ろのデータブロックとか
ら第２検査ビットを生成する検査ビット生成手段と、前
記第１及び第２検査ビット同士を比較する比較手段と、
を有することを特徴とする。

【００１８】上記目的を達成するために本発明のデータ
処理方法は以下のような工程を備える。即ち、画素位置
に応じた擬似乱数値と、デジタル画像データの各画素デ
ータとから、当該画素の画素位置に対応する第１検査ビ
ットを生成する検査ビット生成工程と、前記第１検査ビ
ットを前記デジタル画像データの対応する画素データに
多重化する多重化工程と、を有することを特徴とする。

【００１９】上記目的を達成するために本発明のデータ
処理方法は以下のような工程を備える。即ち、複数のデ
ータブロックから構成されるデジタルコンテンツの各デ
ータブロック位置に応じた疑似乱数値と、当該データブ
ロックから第１検査ビットを生成する検査ビット生成工
程と、前記第１検査ビットを対応するデータブロックに
多重化する工程と、を有することを特徴とする。

【００２０】上記目的を達成するために本発明のデータ
処理方法は以下のような工程を備える。即ち、順序付け
られた複数のデータブロックを含むデジタルコンテンツ
に対して、１つのデータブロックと当該データブロック
の前又は後ろのデータブロックとから第１検査ビットを
生成する検査ビット生成工程と、前記第１検査ビットを
対応するデータブロックに多重化する工程と、を有する
ことを特徴とする。

【００２１】上記目的を達成するために本発明のデータ
処理方法は以下のような工程を備える。即ち、順序付け
られた複数のデータブロックを含むデジタルコンテンツ
からランダムに選択した複数のデータブロックから第１
検査ビットを生成する検査ビット生成工程と、前記検査
ビット生成工程により生成された前記第１検査ビットを
対応するデータブロックに多重化する多重化工程と、を
有することを特徴とする。

【００２２】上記目的を達成するために本発明のデータ
処理方法は以下のような工程を備える。即ち、デジタル
画像データに多重化されている第１検査ビットを分離す
る分離工程と、画素位置に応じた擬似乱数値と、デジタ
ル画像データの各画素データとから、当該画素の画素位
置に対応する第２検査ビットを生成する検査ビット生成
工程と、前記第１及び第２検査ビット同士を比較する比
較工程と、を有することを特徴とする。

【００２３】上記目的を達成するために本発明のデータ
処理方法は以下のような工程を備える。即ち、デジタル
コンテンツに多重化された第１検査ビットを分離する分
離工程と、複数のデータブロックから構成されるデジタ
ルコンテンツの各データブロック位置に応じた疑似乱数
値と、当該データブロックから第２検査ビットを生成す
る検査ビット生成工程と、前記第１及び第２検査ビット
同士を比較する比較工程と、を有することを特徴とす
る。

【００２４】上記目的を達成するために本発明のデータ
処理方法は以下のような工程を備える。即ち、デジタル
コンテンツに多重化された第１検査ビットを分離する分
離工程と、順序付けられた複数のデータブロックを含む
デジタルコンテンツに対して、１つのデータブロックと
当該データブロックの前又は後ろのデータブロックとか
ら第２検査ビットを生成する検査ビット生成工程と、前
記第１及び第２検査ビット同士を比較する比較工程と、
を有することを特徴とする。

【００２５】上記目的を達成するために本発明のデータ
処理方法は以下のような工程を備える。即ち、デジタル
コンテンツに多重化された第１検査ビットを分離する分
離工程と、順序付けられた複数のデータブロックを含む
デジタルコンテンツからランダムに選択した複数のデー
タブロックから第２検査ビットを生成する検査ビット生
成工程と、前記第１及び第２検査ビット同士を比較する
比較工程と、を有することを特徴とする。

【００２６】

【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して本発明
の好適な実施の形態を詳細に説明する。

【００２７】［実施の形態１］図１は、本発明の実施の
形態１に係る画像埋め込み処理を説明するための概念図
である。

【００２８】図において、原画像Ｉ（i,j）をＭ×Ｎの
大きさの多値画像（ここでは、１画素が８ビットの多値
画像として説明する）とし、原画像ＩをＲＧＢの成分に
分解した画像を各々ＩR（i,j），ＩG（i,j），ＩB（i,
j）で表す。また、下記において、◎はＥＸＯＲ（排他
的論理和）を表す。但し、図１における１０３以下の処
理は、ｉ＝０，ｊ＝０からｉ＝Ｍ，ｊ＝Ｎまで、各画素
毎に行われる。

【００２９】＜埋め込み処理（図１）＞まず処理１０１
で、鍵ｋ0を初期値として疑似乱数を生成し、画像Ｉ
（i,j）の位置（ｉ，ｊ）の画素データのＢ（青色）成
分のＬＳＢを除く各ビットとの排他的論理和をとること
によって、画像Ｉ（i,j）の各画素データを、その画素
位置に応じて暗号化する。こうして暗号化された画像を
Ｃ（i,j）とし、それをＲＧＢの各色成分に分解した画
像をそれぞれＣR（i,j），ＣG（i,j），ＣB（i,j）で表
す。

【００３０】次に処理１０２で、鍵ｋを初期値として擬
似乱数を生成し、入力８ビットで出力１ビットの３つの
ルックアップテーブルＬＵＴR（），ＬＵＴG（），ＬＵ
ＴB（）を作成する。これは各テーブルのアドレス順に
１ビットずつ、その生成した擬似乱数を割り当てていく
ことによって実現される。

【００３１】次に処理１０３で、埋め込み画像Ｂ（i,
j）＝ＬＵＴR（ＣR（i,j））◎ＬＵＴG（ＣG（i,j））
◎ＬＵＴB（ＣB（i,j））を計算する。尚、ここでＬＵ
ＴR（ＣR（i,j））は、暗号化された画像Ｃ（i,j）のＲ
成分ＣR（i,j）（８ビットデータ）を入力した場合に、
ルックアップテーブルＬＵＴR（）から出力される１ビ
ットデータを示している。他の色成分に関しても同様で
ある。

【００３２】次に処理１０４で、画像Ｉ（i,j）の位置
（ｉ，ｊ）にある画素データのＢ（青）成分のＬＳＢ
に、埋め込み画像Ｂ（i,j）を埋め込む。

【００３３】この図１に示す埋め込み処理によって得ら
れる電子透かし画像Ｉ'（i,j）は、画像Ｉ（i,j）のＢ
成分のＬＳＢを、処理１０４で変化させた画像である。
ここで、Ｂ成分のＬＳＢのみを変化させて電子透かし画
像とする理由は、人間の視覚特性を考慮し、最も画質劣
化が少ない埋め込み処理を実現するためである。

【００３４】この処理に概要を図２７（Ａ）乃至（Ｃ）
を参照して説明する。

【００３５】図２７（Ａ）において、２７００は擬似乱
数発生部で、鍵ｋ0を初期値として乱数２７０１を発生
する。２７０２は原画像Ｉ（i,j）の位置（ｉ，ｊ）に
ある画素データで、その画素データ２７０２のＢ成分の
ＬＳＢを除く値と乱数２７０１との排他的論理和が求め
られ、これが暗号化された画像Ｃ（i,j）の画素データ
２７０３となる。

【００３６】図２７（Ｂ）において、２７０４は、ＲＧ
Ｂの各色成分に対応するルックアップテーブル（ＬＵＴ
R()，ＬＵＴG()，ＬＵＴB()）を示し、これらテーブル
２７０４の値は、鍵ｋを初期として乱数を発生する擬似
乱数発生部２７０５により生成される乱数で構成され
る。これらテーブルの夫々は、暗号化された画像Ｃ（i,
j）の各色成分の画素データＣR（i,j），ＣG（i,j），
ＣB（i,j）（各８ビット）を入力して、それに対応する
各１ビットデータ（ＬＵＴR（ＣR（i,j）），ＬＵＴG
（ＣG（i,j）），ＬＵＴB（ＣB（i,j）））を出力して
いる。

【００３７】図２７（Ｃ）は、原画像Ｉ（i,j）のＢ成
分のＬＳＢに、上述の埋め込み画像Ｂ（i,j）を埋め込
むことにより得られた画像の位置（ｉ，ｊ）のＢ成分デ
ータを示している。

【００３８】次に、図２を参照して、こうして埋め込ま
れた画像を抽出する抽出手法について説明する。

【００３９】図２は、本実施の形態１に係る埋め込み画
像の抽出処理を説明するための概念図である。

【００４０】ここで検証対象の画像をＶ（i,j）とし、
それをＲＧＢの成分に分解した画像を各々ＶR（i,j），
ＶG（i,j），ＶB（i,j）で表す。ここで検証者は、埋め
込み処理で用いた鍵ｋ0，ｋを共有しているものとす
る。但し、図の２０３以下の処理はｉ＝０，ｊ＝０から
ｉ＝Ｍ，ｊ＝Ｎまで、各画素毎に行われる。

【００４１】＜抽出処理（図２）＞まず処理２０１で、
鍵ｋ0を初期値として疑似乱数を生成し、検証対象画像
Ｖ（i,j）の位置（ｉ，ｊ）の画素データのＢ（青）成
分のＬＳＢを除く各ビットと、その擬似乱数との排他的
論理和をとることによって、検証対象画像Ｖ（i,j）の
画素データを各画素位置に応じて暗号化する。こうして
暗号化された画像をＤ（i,j）とし、それをＲＧＢ成分
に分解した画像をそれぞれＤR（i,j），ＤG（i,j），Ｄ
B（i,j）で表す。

【００４２】次に処理２０２において、鍵ｋを初期値と
して擬似乱数を生成し、埋め込み処理と同様に、入力が
８ビットで出力が１ビットの３つのルックアップテーブ
ルＬＵＴR（），ＬＵＴG（），ＬＵＴB（）を作成す
る。

【００４３】そして処理２０３において、検査画像Ｕ
（i,j）＝ＬＵＴR（ＤR（i,j））◎ＬＵＴG（ＤG（i,
j））◎ＬＵＴB（ＤB（i,j））を計算する。尚、ここで
もＬＵＴR（ＤR（i,j））は、抽出時に暗号化された画
像Ｄ（i,j）のＲ成分ＤR（i,j）（８ビットデータ）を
入力した場合に、ルックアップテーブルＬＵＴR（）か
ら出力される１ビットデータを示している。他の色成分
に関しても同様である。

【００４４】次に処理２０４において、検査画像Ｕ（i,
j）＝ＬＳＢBVならば改竄なし、検査画像Ｕ（i,j）≠Ｌ
ＳＢBVならば改竄ありとして、その改竄位置を（ｉ，
ｊ）とする。ここで、ＬＳＢBVは、検証対象画像Ｖ（i,
j）のＢ（青）成分のＬＳＢである。尚、この抽出処理
の概要は、前述の図２７の構成を参照しても理解できる
ので、その説明図を省略する。

【００４５】本実施の形態１では、画像Ｉ（i,j）又は
検証対象画像Ｖ（i,j）と、鍵ｋ0を初期値とする疑似乱
数との排他的論理和を取って、ストリーム暗号化された
画像を生成することにより改竄位置の検出を行ってい
る。よって、検証対象画像Ｖ（i,j）が改竄されていな
い場合、埋め込み処理と抽出処理において生成される各
暗号化画像Ｃ（i,j）とＤ（i,j）は同じであるので、改
竄がないことが示される。

【００４６】また、検証対象画像Ｖ（i,j）の位置
（ｍ，ｎ）の画素値が改竄された場合は、抽出処理と埋
め込み処理における各暗号化画像Ｄ（m,n）とＣ（m,n）
とは異なり、Ｄ（m,n）から生成される検査画像Ｕ（m,
n）は、暗号化画像Ｃ（m,n）から生成される埋め込み画
像Ｂ（m,n）と異なる確率は１／２であるので、従来の
手法と同様に、改竄位置が検出できることも明らかであ
る。

【００４７】そこで、従来手法において問題となった抽
出アルゴリズムが知られた場合を以下に考える。本実施
の形態に係る手法では、鍵ｋ0，ｋを除く抽出アルゴリ
ズム（埋め込み位置も含む）を公開しても、埋め込みパ
ターン自体が画素位置に依存する擬似乱数によって生成
されるために、鍵ｋ0，ｋを知らなければ改竄画像に対
する埋め込みパターンを生成することができない。

【００４８】また攻撃者が、位置（ｍ，ｎ）と位置
（ｐ，ｑ）における画素を入れ替えた場合を考える。こ
こで、位置（ｉ，ｊ）における疑似乱数をＲ（i,j）で
表す（但し、疑似乱数Ｒ（i,j）は、Ｉ（i,j）と同じ多
値の値である）。この場合、位置（ｍ，ｎ）における暗
号化画像は、Ｄ（m,n）＝Ｉ（p,q）◎Ｒ（m,n）とな
り、埋め込み処理で用いられた暗号化画像Ｃ（m,n）＝
Ｉ（m,n）◎Ｒ（m,n）となる。また、Ｉ（p,q）≠Ｉ
（m,n）の場合は、Ｄ（m,n）とＣ（m,n）とは異なるた
め、Ｄ（m,n）から生成されるＵ（m,n）が、埋め込み時
の暗号化画像Ｃ（m,n）から生成されるＢ（m,n）と異な
る確率は１／２であり、他の改竄の場合と同様の確率で
改竄位置が検出される。

【００４９】尚、本実施の形態１では、図１及び図２の
処理１０１，２０１において疑似乱数を発生させ、元の
画像と排他的論理和をとる暗号化手法を用いて説明した
が、本発明はこれに限らず、画素毎に独立に暗号化でき
る手法であればなんでも良い。例えば、発生させた疑似
乱数を鍵として画素毎にＤＥＳ暗号化などの公知の暗号
化を行うことも可能である。

【００５０】また、本実施の形態１では、図１及び図２
における処理１０２，２０２における、鍵ｋを初期値と
する疑似乱数から生成されるルックアップテーブルを公
開することもできる。これら処理１０２，２０２におけ
る、多値から２値への変換関数は、後述するハッシュ関
数のように一方向性と故意に出力を制御できない耐衝突
性をもつものであれば秘密にしておく必要はない。これ
は、改竄が行われていない電子透かし画像Ｉ'（i,j）を
手に入れて、図２の抽出処理２０４を逆に行えば、Ｉ'
（i,j）のＢ（青）成分のＬＳＢからＵ（i,j）を知るこ
とができる。図２の処理２０１の暗号化画像Ｄ（i,j）
を知ることはできないが、処理２０２において、上記の
性質がない変換を用いている場合、Ｄ（i,j）を構成す
るＩ'（i,j）を操作することによって、スタンプ画像に
対応する埋め込み画像Ｂ（i,j）の操作を防ぐためであ
る。これによって、ルックアップテーブルという制限の
ない手法も実現できる。

【００５１】更に、本実施の形態１の埋め込み処理１０
４において、画像のＢ成分への埋め込み手法を説明した
が、本発明はこの手法に限定されるものでなく、例え
ば、Ｂ（i,j）＝Ｓ（i,j）となるまで試行錯誤的にＩ
（i,j）の各色成分の画素値をＬＳＢから順にビットを
反転していく手法なども可能である。

【００５２】以上説明した画像の埋め込み処理、及び抽
出処理は、図３に示す画像処理装置を用いることによっ
て実現できる。

【００５３】図３は、本発明の実施の形態に係る画像処
理装置の構成を示すブロック図である。

【００５４】図３において、ホストコンピュータ３０１
は、例えば一般に普及しているパーソナルコンピュータ
であり、例えば、スキャナ３１４から読み取られた画像
データを入力し、その画像データを編集、保管すること
が可能である。更に、ここで得られた画像データを、プ
リンタ３１５により印刷させることが可能である。ま
た、ユーザからの各種マニュアル指示等は、マウス３１
２、キーボード３１３からの入力により行われる。この
ホストコンピュータ３０１の内部では、バス３１６によ
り後述する各ブロックが接続され、種々のデータの受け
渡しが可能である。

【００５５】図中、３０２はＣＲＴ、液晶、或いはプラ
ズマ等の表示器（モニタ）である。３０３はＣＰＵで、
内部の各ブロックの動作を制御、或いは内部に記憶され
たプログラムを実行する。３０４はＲＯＭで、印刷され
ることが認められていない特定画像を記憶したり、予め
必要な画像処理プログラムや各種データ等を記憶してい
る。３０５はＲＡＭで、ＣＰＵ３０３にて処理を行うた
めに一時的にプログラムや処理対象のデータを格納す
る。３０６はハードディスク（ＨＤ）で、ＲＡＭ３０５
等に転送されるプログラムや画像データを予め格納した
り、処理後の画像データを保存する。３０７はインター
フェース部で、原稿或いはフィルム等をＣＣＤにて読み
取って画像データを生成するスキャナ３１４に接続さ
れ、そのスキャナ３１４で得られた画像データを入力し
ている。３０８はＣＤドライブで、外部記憶媒体の一つ
であるＣＤ（ＣＤ−Ｒ）に記憶されたデータを読み込み
或いは書き出すことができる。３０９はＦＤドライブ
で、ＣＤドライブ３０８と同様に、フロッピィディスク
（ＦＤ）からのデータの読み込み、ＦＤへのデータ書き
出しを行う。３１０はＤＶＤドライブで、ＣＤドライブ
３０８と同様に、ＤＶＤからのデータ読み込み、ＤＶＤ
へのデータ書き出しができる。尚、これらＣＤ、ＦＤ、
ＤＶＤ等に画像編集用のプログラム、或いはプリンタド
ライバが記憶されている場合には、これらプログラム
は、一旦ＨＤ３０６上にインストールされ、必要に応じ
てＲＡＭ３０５に転送されて保持され、このプログラム
などに基づいてＣＰＵ３０３が実行可能となっている。
３１１は、マウス３１２或いはキーボード３１３からの
入力指示を受け付けるためにこれらと接続されるインタ
ーフェース部（Ｉ／Ｆ）である。３１８はモデムで、イ
ンターフェース部３１９（Ｉ／Ｆ）を介して外部のネッ
トワークと接続されている。

【００５６】以上の構成において、処理対象の画像デー
タは、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ等の記憶媒体、又はスキャ
ナ３１４、或いはインターフェース部３１９を介してネ
ットワークから入力されて、一旦ＲＡＭ３０５に保持さ
れる。そしてキーボード３１３或いはマウス３１２など
から入力される指示に従って、上述或いは後述する処理
を実行するプログラムをＨＤ３０６から読み出してＲＡ
Ｍ３０５に記憶させ、そのプログラムを実行させること
により、本実施の形態１乃至１２に係る処理がＣＰＵ３
０３の制御の下に実行される。こうして電子透かし或い
は画像が埋め込まれた画像は、ネットワークに伝送され
たり、或いはＣＤやＤＶＤなどの記憶媒体に記憶され
る。また、ネットワーク或いは上述の記憶媒体から入力
した画像データに対して、埋め込み画像の抽出処理を実
行することにより、その画像データが不正に改竄されて
いるかどうかを検出することができる。こうして得られ
た結果は、モニタ３０２に表示されてオペレータに警告
しても良く、或いはプリンタ３１５により印刷されても
良い。

【００５７】以上説明したように本実施の形態１によれ
ば、鍵を初期値として生成した疑似乱数が安全であるな
らば、鍵を除く抽出アルゴリズムや埋め込みアルゴリズ
ムが知られても安全な画像の埋め込み及び抽出手法が実
現できる。これにより、鍵を初期値とする疑似乱数発生
手法が安全であるならば、鍵を除く全てのアルゴリズム
を公開しても安全な手法と言うことができる。また、こ
の手法はスタンプ画像を必要とせず、鍵のみを秘密に保
持していれば良いので、大容量のメモリを使用する必要
がない。

【００５８】［実施の形態２］前述の実施の形態１で
は、元の画像の画像データを直接、各画素の位置に応じ
て暗号化したが、本実施の形態２では、元の画像を直接
暗号化せず、埋め込むビットを画素位置に応じて暗号化
する手法を示す。その他の前提は前述の実施の形態１と
同様である。但し、図４及び図５における処理４０３，
５０３以下の処理は、ｉ＝０，ｊ＝０からｉ＝Ｍ，ｊ＝
Ｎまで、各画素毎に行われる。

【００５９】＜埋め込み処理（図４）＞図４は、本発明
の実施の形態２に係る画像埋め込み処理を説明するため
の図である。

【００６０】まず処理４０１において、鍵ｋ0を初期値
として疑似乱数を生成し、各々Ｍ×Ｎの２値疑似乱数画
像Ｒ0（i,j）を生成する。

【００６１】次に処理４０２において、鍵ｋを初期値と
して擬似乱数を生成し、入力が８ビットで出力が１ビッ
トの３つのルックアップテーブルＬＵＴR（），ＬＵＴG
（），ＬＵＴB（）を作成する。これは各テーブルのア
ドレス順に１ビットずつ生成した擬似乱数を割り当てて
いくことによって実現される。

【００６２】そして処理４０３において、Ｂ（i,j）＝
ＬＵＴR（ＩR（i,j））◎ＬＵＴG（ＩG（i,j））◎ＬＵ
ＴB（ＩB（i,j））◎Ｒ0（i,j）を計算する。

【００６３】そして処理４０４において、元の画像Ｉ
（i,j）のＢ成分のＬＳＢに埋め込むことにより、検査
ビットＢ（i,j）を埋め込む。

【００６４】図２８（Ａ）乃至（Ｃ）は、この実施の形
態２に係る画像埋め込み処理を説明する図で、図２８
（Ａ）では、擬似乱数発生部２８０１により、鍵ｋ0を
初期値とするＭ×Ｎの乱数２８０２を発生する。図２８
（Ｂ）では、鍵ｋを初期値として擬似乱数生成部２８０
４から発生される乱数により、各色成分毎にルックアッ
プテーブル２８０３（ＬＵＴR（），ＬＵＴG（），ＬＵ
ＴB（））を生成する。これらルックアップテーブルの
夫々は、８ビットを入力して各１ビット（ＬＵＴR（ＩR
（i,j）），ＬＵＴG（ＩG（i,j）），ＬＵＴB（ＩB（i,
j）））を出力するテーブルである。図２８（Ｃ）は、
画像Ｉ（i,j）の位置（ｉ，ｊ）のＢ成分の画素データ
のＬＳＢに、上述のＢ（i,j）を挿入して埋め込み画像
を生成している。

【００６５】＜抽出処理（図５）＞図５は、本発明の実
施の形態２に係る埋め込み画像の抽出処理を説明するた
めの図である。

【００６６】まず処理５０１で、鍵ｋ0を初期値として
疑似乱数を生成し、各々Ｍ×Ｎの２値疑似乱数画像Ｒ0
（i,j）を生成する。

【００６７】次に処理５０２で、鍵ｋを初期値として擬
似乱数を生成し、埋め込み処理と同様に、８ビット入力
で１ビット出力の３つのルックアップテーブルＬＵＴR
（），ＬＵＴG（），ＬＵＴB（）を作成する。

【００６８】そして処理５０３で、Ｕ（i,j）＝ＬＵＴR
（ＶR（i,j））◎ＬＵＴG（ＶG（i,j））◎ＬＵＴB（Ｖ
B（i,j））◎Ｒ0（i,j）を計算する。

【００６９】次に処理５０４で、Ｕ（i,j）＝ＬＳＢBV
ならば改竄なし、Ｕ（i,j）≠ＬＳＢBVならば改竄あり
として、位置（ｉ，ｊ）を改竄位置とする。ここで、Ｌ
ＳＢBVは画像Ｖ（i,j）のＢ成分のＬＳＢを表す。

【００７０】本実施の形態２は、前述の実施の形態１と
比べて、処理４０１，５０１で生成する擬似乱数の数が
少なく、しかも画像を暗号化する処理がないので、実施
の形態１よりも簡単である。しかし、元の画像Ｉ（i,
j）又は検証画像Ｖ（i,j）を画素毎に暗号化する代わり
に、処理４０３，５０３におけるＢ（i,j），Ｕ（i,j）
の演算に、直接、画素位置に対応する擬似乱数を加える
ことによって、従来の手法の問題点を解決している。即
ち、本願発明は、画像を画素位置に応じて直接暗号化し
なくても、埋め込む電子透かしパターンが画素位置に応
じて暗号化されている手法を全て含むものとする。

【００７１】よって、検証画像Ｖ（i,j）が改竄されて
いない場合、埋め込み処理と抽出処理において生成され
る暗号化画像Ｂ（i,j）とＵ（i,j）は同じであるので、
改竄がないことが示される。また、検証画像Ｖ（i,j）
の位置（ｍ，ｎ）の画素値が改竄された場合は、Ｒ（m,
n）以外のＢ（m,n）、Ｕ（m,n）の要素が異なるので、
１／２の確率で従来手法と同様に改竄位置の検出が行わ
れる。

【００７２】次に従来手法において問題となった抽出ア
ルゴリズム及びスタンプ画像が知られた場合を以下に考
える。ここでは簡単のために、スタンプ画像はオール
“０”のパターンであるとする。本実施の形態に係る手
法では、鍵ｋ0，ｋを除く抽出アルゴリズム（埋め込み
位置も含む）及びスタンプ画像を公開しても、埋め込み
パターン自体が画素位置に依存する擬似乱数によって生
成されるために、鍵ｋ0，ｋを知らなければ、改竄画像
に対する埋め込みパターンを生成することができない。

【００７３】また攻撃者が、位置（ｍ，ｎ）と位置
（ｐ，ｑ）における画素を入れ替えた場合を考える。こ
の場合、位置（ｍ，ｎ）における検査画像Ｕ（m,n）
は、ＬＵＴR（ＶR（p,q））◎ＬＵＴG（ＶG（p,q））◎
ＬＵＴB（ＶB（p,q））◎Ｒ0（m,n）となり、埋め込み
処理で用いられた埋め込み画像は、Ｂ（m,n）＝ＬＵＴR
（ＶR（m,n））◎ＬＵＴG（ＶG（m,n））◎ＬＵＴB（Ｖ
B（m,n））◎Ｒ0（m,n）となり、Ｕ（m,n）はＢ（m,n）
と１／２の確率で異なる。よって、他の改竄の場合と同
様の確率で改竄位置が検出できることになる。

【００７４】尚、本実施の形態２では、処理４０２，５
０２はルックアップテーブルによる処理に限定されず、
画素毎に固定に暗号化できる手法であればなんでも良
い。例えば、同じ鍵を用いて画素毎にＤＥＳ暗号化など
の公知の暗号化を行うことも可能である。

【００７５】また、本実施の形態の埋め込み処理４０４
では、元の画像のＢ成分への埋め込み手法を説明した
が、本発明はこの手法に限定されない。例えば、Ｂ（i,
j）＝Ｓ（i,j）となるまで試行錯誤的に元の画像Ｉ（i,
j）の各色成分の画素値をＬＳＢから順にビットを反転
していく手法なども可能である。

【００７６】［実施の形態３］前述の実施の形態１，２
において、画像を例に取り安全性の高い改竄位置の検出
手法を説明したが、本発明は画像に限定されるものでは
なく、デジタルデータを暗号化し、それに対応する改竄
位置を検出する検査情報を付加する手法はすべて含まれ
る。

【００７７】その一例として、例えば図６に示すよう
に、複数のデータブロックによって１つのコンテンツが
表される場合を考える。通常の改竄検出であれば、誤り
検出符号などを用いて各データブロックに対する検査ビ
ットを付加すればよい。このとき、用いている誤り検出
符号が特殊でかつ秘密であれば、データブロックを改竄
してもそれに対応する検査ビットを攻撃者は生成できな
いので問題はないが、用いている誤り検出符号が公開で
あれば、攻撃者は改竄データに応じた検査ビットを生成
できるのでデータブロックの改竄を発見できない。ま
た、用いている誤り検出符号が特殊かつ秘密であって
も、検査ビットを含むデータブロックの入れ替え等は、
データブロック毎に、誤り検出を行うために検出できな
いという、前述の実施の形態１乃至３で取り上げた画像
に対する場合と同じ問題が発生する。

【００７８】よって、データブロックの順序に応じた暗
号化を行い、その暗号化ブロックに対応する検査ビット
を生成する下記のような手法により、この問題が解決さ
れる。

【００７９】図７は、本発明の実施の形態３に係るデー
タブロックに対する検査ビットの付加処理を説明する図
である。

【００８０】＜送信側（図７）＞処理７０１では、鍵ｋ
0を初期値として疑似乱数を生成し、コンテンツを構成
する各データブロックＤ（i）（ｉは順序を表す）と順
に排他的論理和をとることによって、データブロックの
順序に応じた暗号化ブロックＣ（i）を生成する。次に
処理７０２で、公知の誤り検出符号を用いて、暗号化さ
れたデータブロックＣ（i）に対応する検査ビットＰ
（i）を生成し、データブロックＤ（i）に付加する。

【００８１】図８は、本発明の実施の形態３に係る検査
ビットが付与されたデータブロックを受取ってデータブ
ロックの改竄を検出する処理を説明する図である。

【００８２】＜受信側（図８）＞まず処理８０１におい
て、鍵ｋ0を初期値として疑似乱数を生成し、各データ
ブロックＤ'（i）（ｉは順序を表す）と順に排他的論理
和をとることによって、受信したデータブロックＤ'
（i）の順序に応じた暗号化ブロックＣ'（i）を生成す
る。

【００８３】次に処理８０２において、送信側で用いら
れた公知の誤り検出符号を用いて、暗号化されたデータ
ブロックＣ'（i）と受信検査ビットＰ（i）から誤りを
検出する。そして処理８０３では、誤りが検出された
ら、そのデータブロックが相当するコンテンツの位置を
改竄位置とする。

【００８４】このような複数のデータブロックによって
１つのコンテンツが構成される適用例としては、近年イ
ンターネットなどで配信される音楽情報として盛んに用
いられているＭＩＤＩ（Music Instrument Digital Int
erface）や楽曲の演奏データファイルの標準フォーマッ
トであるＳＭＦ（Standard Midi File）などが考えられ
る。これらは音楽情報を複数のブロックに分割して送信
し、受信側では送信された複数のブロックを組み合わせ
て１つの音楽情報とする。よって、その改竄ブロック検
出に、この手法が適用可能であることは明らかである。

【００８５】また、ＪＰＥＧやＭＰＥＧなどは外見上一
つのデータストリームとして構成されているが、実質は
８×８の画素ブロックごと、またはフレームごとのデー
タブロックに分解でき、それらのブロックが連続して１
つのコンテンツを構成している。図６では簡単のため、
データブロックを分解して示したが、外見上１つのデー
タストリームであっても、実質的に複数のデータブロッ
クから構成されるコンテンツに対しても本発明は適用可
能であることも明らかである。

【００８６】また本実施の形態３では、検査ビットを誤
り訂正符号によって構成したが、前述したハッシュ関数
などによって構成することができるため、本発明はこれ
には限定されない。さらに、本実施の形態では、検査ビ
ットをデータブロックに添付する形で説明したが、その
コンテンツに適用可能な公知の電子透かしによってデー
タブロックの中に埋め込んだ形でもよい。

【００８７】尚、上述したハッシュ値とは、ハッシュ関
数ｈの出力値であり、このハッシュ関数とは、衝突を起
こしにくい圧縮関数をいう。ここで、衝突とは、異なる
ｘ1，ｘ2に対してｈ（x1）＝ｈ（x2）となることであ
る。また圧縮関数とは、任意のビット長のビット列を、
ある長さのビット列に変換する関数である。従って、ハ
ッシュ関数とは、任意のビット長のビット列をある長さ
のビット列に変換する関数で、ｈ（x1）＝ｈ（x2）の関
係を満たすｘ1，ｘ2を容易に見出せないものである。こ
のとき、任意のｙからｙ＝ｈ（ｘ）を満たすｘを容易に
見出せないので、必然的にハッシュ関数は一方向性関数
となる。このハッシュ関数の具体例としては、ＭＤ（Me
ssage Digest）５やＳＨＡ（Secure Hash Algorithm）
１等が知られている。

【００８８】［実施の形態４］この実施の形態４では、
原画像Ｉ（i,j）をＭ×Ｎの大きさの多値画像（ここで
は、１画素が８ビットの多値画像として説明する）と
し、原画像ＩをＲＧＢの各色成分に分解した画像を各々
ＩR（i,j），ＩG（i,j），ＩB（i,j）で表す。また、予
め定める２値画像をスタンプ画像と呼び、Ｓ（i,j）で
表す。また前述と同様に、◎はＥＸＯＲ（排他的論理
和）を表す。ただし、図９における処理９０３以下の処
理は、ｉ＝０，ｊ＝０からｉ＝Ｍ，ｊ＝Ｎまで、各画素
毎に行われる。

【００８９】図９は、本発明の実施の形態４に係る画像
埋め込み処理を説明するための図である。

【００９０】＜埋め込み処理（図９）＞まず処理９０１
で、鍵ｋ0を初期値として疑似乱数を生成し、元の画像
Ｉ（i,j）のＢ成分のＬＳＢを除く各ビットとの排他的
論理和をとることによって、画像Ｉ（i,j）の各画素デ
ータを、その画素位置に応じて暗号化する。こうして暗
号化された画像をＣ（i,j）とし、それをＲＧＢ成分に
分解した画像をそれぞれＣR（i,j），ＣG（i,j），ＣB
（i,j）で表す。

【００９１】次に処理９０２で、鍵ｋを初期値として擬
似乱数を生成し、入力８ビットで出力１ビットの３つの
ルックアップテーブルＬＵＴR（），ＬＵＴG（），ＬＵ
ＴB（）を作成する。これは各テーブルのアドレス順に
１ビットずつ生成した擬似乱数を割り当てていくことに
よって実現される。

【００９２】次に処理９０３で、埋め込み画像Ｂ（i,
j）＝ＬＵＴR（ＣR（i,j））◎ＬＵＴG（ＣG（i,j））
◎ＬＵＴB（ＣB（i,j））を計算する。

【００９３】次に処理９０４で、スタンプ画像Ｓ（i,
j）＝０であれば、ＬＳＢB＝Ｂ（i,j）とし、スタンプ
画像Ｓ（i,j）＝１であれば、ＬＳＢB＝Ｂ（i,j）◎１
とする。ここで、ＬＳＢBは、画像Ｉ（i,j）のＢ成分の
ＬＳＢを示す。

【００９４】この図９に示す埋め込み処理によって得ら
れる電子透かし画像Ｉ'（i,j）は、画像Ｉ（i,j）のＢ
成分のＬＳＢを、処理９０４で変化させた画像である。
ここで、Ｂ成分のＬＳＢのみを変化させて電子透かし画
像とする理由は、人間の視覚特性を考慮し、最も画質劣
化が少ない埋め込みを実現するためである。

【００９５】次に、図１０を参照して、この埋め込まれ
た画像を抽出する抽出手法について説明する。

【００９６】図１０は、本実施の形態４に係る埋め込み
画像の抽出処理を説明するための図である。

【００９７】ここで検証対象の画像をＶ（i,j）とし、
それをＲＧＢの成分に分解した画像を各々ＶR（i,j），
ＶG（i,j），ＶB（i,j）で表す。ここで検証者は、埋め
込み処理で用いた鍵ｋ0，ｋ及びスタンプ画像Ｓ（i,j）
を共有しているものとする。但し、図の１００３以下の
処理はｉ＝０，ｊ＝０からｉ＝Ｍ，ｊ＝Ｎまで、各画素
毎に行われる。

【００９８】＜抽出処理（図１０）＞まず処理１００１
で、鍵ｋ0を初期値として疑似乱数を生成し、検証対象
画像Ｖ（i,j）のＢ成分のＬＳＢを除く各ビットとの排
他的論理和をとることによって、検証対象画像Ｖ（i,
j）の画素データを各画素位置に応じて暗号化する。こ
うして暗号化された画像をＤ（i,j）とし、それをＲＧ
Ｂ成分に分解した画像をそれぞれＤR（i,j），ＤG（i,
j），ＤB（i,j）で表す。

【００９９】次に処理１００２において、鍵ｋを初期値
として擬似乱数を生成し、埋め込み処理と同様に、入力
が８ビットで出力が１ビットの３つのルックアップテー
ブルＬＵＴR（），ＬＵＴG（），ＬＵＴB（）を作成す
る。

【０１００】そして処理１００３において、検査画像Ｕ
（i,j）＝ＬＵＴR（ＤR（i,j））◎ＬＵＴG（ＤG（i,
j））◎ＬＵＴB（ＤB（i,j））を計算する。

【０１０１】次に処理１００４において、検査画像Ｕ
（i,j）＝ＬＳＢBならばＷ（i,j）＝０とし、検査画像
Ｕ（i,j）≠ＬＳＢBならばＷ（i,j）＝１とする。ここ
でＬＳＢBは、検証対象画像Ｖ（i,j）のＢ成分のＬＳＢ
である。

【０１０２】そして処理１００５で、Ｗ（i,j）＝Ｓ
（i,j）ならば改竄なし、Ｗ（i,j）≠Ｓ（i,j）ならば
改竄ありとして、位置（ｉ，ｊ）をその改竄位置とす
る。

【０１０３】本実施の形態４では、画像Ｉ（i,j）又は
検証対象画像Ｖ（i,j）と、鍵ｋ0を初期値とする疑似乱
数との排他的論理和を取って改竄位置の検出を行ってい
る。よって、検証対象画像Ｖ（i,j）が改竄されていな
い場合、埋め込み処理と抽出処理において生成される各
暗号化画像Ｃ（i,j）とＤ（i,j）は同じであるので、改
竄がないことが示される。また、検証対象画像Ｖ（i,
j）の位置（ｍ，ｎ）の画素値が改竄された場合は、抽
出処理と埋め込み処理における各暗号化画像Ｄ（m,n）
とＣ（m,n）とは異なり、Ｄ（m,n）から生成される検査
画像Ｕ（m,n）は、暗号化画像Ｃ（m,n）から生成される
埋め込み画像Ｂ（m,n）と異なる確率は１／２であるの
で、従来手法と同様に改竄位置が検出できることも明ら
かである。

【０１０４】そこで、従来手法において問題となった抽
出アルゴリズム及びスタンプ画像が知られた場合を以下
に考える。本手法では、鍵ｋ0，ｋを除く抽出アルゴリ
ズム（埋め込み位置も含む）及びスタンプ画像を公開し
ても、埋め込みパターン自体が画素位置に依存する擬似
乱数によって生成されるために、鍵ｋ0，ｋを知らなけ
れば改竄画像に対する埋め込みパターンを生成すること
ができない。

【０１０５】また攻撃者が、位置（ｍ，ｎ）と位置
（ｐ，ｑ）における画素を入れ替えた場合を考える。こ
こで、位置（ｉ，ｊ）における疑似乱数をＲ（i,j）で
表す（但し、疑似乱数Ｒ（i,j）は、Ｉ（i,j）と同じ多
値の値である）。この場合、位置（ｍ，ｎ）における暗
号化画像は、Ｄ（m,n）＝Ｉ（p,q）◎Ｒ（m,n）とな
り、埋め込み処理で用いられた暗号化画像Ｃ（m,n）＝
Ｉ（m,n）◎Ｒ（m,n）となる。また、Ｉ（p,q）≠Ｉ
（m,n）の場合は、Ｄ（m,n）とＣ（m,n）とは異なるた
め、Ｄ（m,n）から生成されるＵ（m,n）が、埋め込み時
の暗号化画像Ｃ（m,n）から生成されるＢ（m,n）と異な
る確率は１／２であり、他の改竄の場合と同様の確率で
改竄位置が検出される。

【０１０６】尚、本実施の形態４では、図９及び図１０
の処理９０１，１００１において疑似乱数を発生させ、
元の画像と排他的論理和をとる暗号化手法を用いて説明
したが、本発明はこれに限らず、画素毎に独立に暗号化
できる手法であればなんでも良い。例えば、発生させた
疑似乱数を鍵として画素毎にＤＥＳ暗号化などの公知の
暗号化を行うことも可能である。

【０１０７】また、本実施の形態４では、図９及び図１
０における処理９０２，１００２における、鍵ｋを初期
値とする疑似乱数から生成されるルックアップテーブル
を公開することもできる。これら処理９０２，１００２
における、多値から２値への変換関数は、後述するハッ
シュ関数のように一方向性と故意に出力を制御できない
耐衝突性をもつものであれば秘密にしておく必要はな
い。これは、改竄が行われていない電子透かし画像Ｉ'
（i,j）を手に入れて、図１０の抽出処理１００５乃至
１００３を逆に行えば、スタンプ画像Ｓ（i,j）とＩ'
（i,j）のＢ成分のＬＳＢからＵ（i,j）を知ることがで
きる。図１０の処理１００１の暗号化画像Ｄ（i,j）を
知ることはできないが、処理１００２において上記の性
質がない変換を用いている場合、Ｄ（i,j）を構成する
Ｉ'（i,j）を操作することによって、スタンプ画像に対
応する埋め込み画像Ｂ（i,j）の操作を防ぐためであ
る。これによって、ルックアップテーブルという制限の
ない手法も実現できる。

【０１０８】さらに、本実施の形態４の埋め込み処理９
０４において、画像のＢ成分への埋め込み手法を説明し
たが、本発明はこの手法に限定されるものでなく、例え
ば、Ｂ（i,j）＝Ｓ（i,j）となるまで試行錯誤的にＩ
（i,j）の各色成分の画素値をＬＳＢから順にビットを
反転していく手法なども可能である。

【０１０９】以上説明した画像の埋め込み処理、及び抽
出処理は、上述の図３に示す画像処理装置を用いること
によって実現できることはもちろんである。

【０１１０】以上説明したように本実施の形態４によれ
ば、鍵を初期値として生成した疑似乱数が安全であるな
らば、鍵を除く抽出アルゴリズムや埋め込みアルゴリズ
ム、及びスタンプ画像が知られても安全な画像の埋め込
み及び抽出手法が実現できる。これにより、鍵を初期値
とする疑似乱数発生手法が安全であるならば、鍵を除く
全てのアルゴリズムを公開しても安全な手法と言うこと
ができる。

【０１１１】［実施の形態５］前述の実施の形態４で
は、元の画像の画像データを直接、各画素の位置に応じ
て暗号化したが、本実施の形態５では、元の画像を直接
暗号化せず、埋め込むビットを画素位置に応じて暗号化
する手法を示す。その他の前提は前述の実施の形態と同
様である。但し、図１１及び図１２における１１０３，
１２０３以下の処理は、ｉ＝０，ｊ＝０からｉ＝Ｍ，ｊ
＝Ｎまで、各画素毎に行われる。

【０１１２】＜埋め込み処理（図１１）＞図１１は、本
発明の実施の形態５に係る画像埋め込み処理を説明する
ための図である。

【０１１３】まず処理１１０１において、鍵ｋ0を初期
値として疑似乱数を生成し、各々Ｍ×Ｎの２値疑似乱数
画像Ｒ0（i,j）を生成する。

【０１１４】次に処理１１０２において、鍵ｋを初期値
として擬似乱数を生成し、入力が８ビットで出力が１ビ
ットの３つのルックアップテーブルＬＵＴR（），ＬＵ
ＴG（），ＬＵＴB（）を作成する。これは各テーブルの
アドレス順に１ビットずつ生成した擬似乱数を割り当て
ていくことによって実現される。

【０１１５】そして処理１１０３において、Ｂ（i,j）
＝ＬＵＴR（ＩR（i,j））◎ＬＵＴG（ＩG（i,j））◎Ｌ
ＵＴB（ＩB（i,j））◎Ｒ0（i,j）を計算する。

【０１１６】そして処理１１０４において、スタンプ画
像Ｓ（i,j）＝０ならば、元の画像Ｉ（i,j）のＢ成分の
ＬＳＢであるＬＳＢB＝Ｂ（i,j）とし、Ｓ（i,j）＝１
ならばＬＳＢB＝Ｂ（i,j）◎１とする。

【０１１７】＜抽出処理（図１２）＞図１２は、本発明
の実施の形態５に係る埋め込み画像の抽出処理を説明す
るための図である。

【０１１８】まず処理１２０１で、鍵ｋ0を初期値とし
て疑似乱数を生成し、各々Ｍ×Ｎの２値疑似乱数画像Ｒ
0（i,j）を生成する。

【０１１９】次に処理１２０２で、鍵ｋを初期値として
擬似乱数を生成し、埋め込み処理と同様に、８ビット入
力で１ビット出力の３つのルックアップテーブルＬＵＴ
R（），ＬＵＴG（），ＬＵＴB（）を作成する。

【０１２０】そして処理１２０３で、Ｕ（i,j）＝ＬＵ
ＴR（ＶR（i,j））◎ＬＵＴG（ＶG（i,j））◎ＬＵＴB
（ＶB（i,j））◎Ｒ0（i,j）を計算する。

【０１２１】次に処理１２０４で、Ｕ（i,j）＝ＬＳＢB
ならばＷ（i,j）＝０とし、Ｕ（i,j）≠ＬＳＢBならば
Ｗ（i,j）＝１とする。ここで、ＬＳＢBは画像Ｖ（i,
j）のＢ成分のＬＳＢを表す。そして処理１２０５で、
Ｗ（i,j）＝Ｓ（i,j）ならば改竄なし、Ｗ（i,j）≠Ｓ
（i,j）ならば改竄ありとし、位置（ｉ，ｊ）を改竄位
置とする。

【０１２２】本実施の形態５は、前述の実施の形態４と
比べて、処理１１０１，１２０１で生成する擬似乱数の
数が少なく、しかも画像を暗号化する処理がないので、
実施の形態４よりも簡単である。しかし、元の画像Ｉ
（i,j）又は検証画像Ｖ（i,j）を画素毎に暗号化する代
わりに、処理１１０３，１２０３におけるＢ（i,j），
Ｕ（i,j）の演算に、直接、画素位置に対応する擬似乱
数を加えることによって、従来の手法の問題点を解決し
ている。即ち、本願発明は、画像を画素位置に応じて直
接暗号化しなくても、埋め込む電子透かしパターンが画
素位置に応じて暗号化されている手法を全て含むものと
する。

【０１２３】よって、検証画像Ｖ（i,j）が改竄されて
いない場合、埋め込み処理と抽出処理において生成され
る暗号化画像Ｂ（i,j）とＵ（i,j）とは同じであるの
で、改竄がないことが示される。また、検証画像Ｖ（i,
j）の位置（ｍ，ｎ）の画素値が改竄された場合は、Ｒ
（m,n）以外のＢ（m,n）、Ｕ（m,n）の要素が異なるの
で、１／２の確率で従来手法と同様に改竄位置の検出が
行われる。

【０１２４】次に従来手法において問題となった抽出ア
ルゴリズム及びスタンプ画像が知られた場合を以下に考
える。ここでは簡単のために、スタンプ画像はオール
“０”のパターンであるとする。本実施の形態に係る手
法では、鍵ｋ0，ｋを除く抽出アルゴリズム（埋め込み
位置も含む）及びスタンプ画像を公開しても、埋め込み
パターン自体が画素位置に依存する擬似乱数によって生
成されるために、鍵ｋ0，ｋを知らなければ改竄画像に
対する埋め込みパターンを生成することができない。

【０１２５】また攻撃者が、位置（ｍ，ｎ）と位置
（ｐ，ｑ）における画素を入れ替えた場合を考える。こ
の場合、位置（ｍ，ｎ）における検査画像Ｕ（m,n）
は、ＬＵＴR（ＶR（p,q））◎ＬＵＴG（ＶG（p,q））◎
ＬＵＴB（ＶB（p,q））◎Ｒ0（m,n）となり、埋め込み
処理で用いられた埋め込み画像は、Ｂ（m,n）＝ＬＵＴR
（ＶR（m,n））◎ＬＵＴG（ＶG（m,n））◎ＬＵＴB（Ｖ
B（m,n））◎Ｒ0（m,n）となり、Ｕ（m,n）はＢ（m,n）
と１／２の確率で異なる。よって、他の改竄の場合と同
様の確率で改竄位置が検出できることになる。

【０１２６】尚、本実施の形態５では、処理１１０２，
１２０２はルックアップテーブルによる処理に限定され
ず、画素毎に固定に暗号化できる手法であればなんでも
良い。例えば、同じ鍵を用いて画素毎にＤＥＳ暗号化な
どの公知の暗号化を行うことも可能である。

【０１２７】また、本実施の形態の埋め込み処理１１０
４では、元の画像のＢ成分への埋め込み手法を説明した
が、本発明はこの手法に限定されない。例えば、Ｂ（i,
j）＝Ｓ（i,j）となるまで試行錯誤的に元の画像Ｉ（i,
j）の各色成分の画素値をＬＳＢから順にビットを反転
していく手法なども可能である。

【０１２８】［実施の形態６］本実施の形態６では、ス
タンプ画像を画素位置に応じて暗号化する手法について
説明する。この前提は、前述の実施の形態４と同様であ
る。但し、図１３及び図１４の１３０３，１４０３以下
の処理は、ｉ＝０，ｊ＝０からｉ＝Ｍ，ｊ＝Ｎまで、各
画素毎に行われる。

【０１２９】＜埋め込み処理（図１３）＞図１３は、本
発明の実施の形態６に係る画像埋め込み処理を説明する
ための図である。

【０１３０】まず処理１３０１において、鍵ｋ0、ｋ1を
初期値として疑似乱数を生成し、各々Ｍ×Ｎの２値疑似
乱数画像Ｒ0（i,j），Ｒ1（i,j）を生成する。

【０１３１】次に処理１３０２において、鍵ｋを初期値
として擬似乱数を生成し、入力が８ビットで出力が１ビ
ットの３つのルックアップテーブルＬＵＴR（），ＬＵ
ＴG（），ＬＵＴB（）を作成する。これは各テーブルの
アドレス順に１ビットずつ生成した擬似乱数を割り当て
ていくことによって実現される。

【０１３２】そして処理１３０３において、Ｂ（i,j）
＝ＬＵＴR（ＩR（i,j））◎ＬＵＴG（ＩG（i,j））◎Ｌ
ＵＴB（ＩB（i,j））◎Ｒ0（i,j）を計算する。

【０１３３】そして処理１３０４において、スタンプ画
像Ｓ（i,j）と擬似乱数Ｒ1（i,j）から、暗号化スタン
プ画像Ｔ（i,j）を求める。これはＴ（i,j）＝Ｓ（i,
j）◎Ｒ1（i,j）で得られる。

【０１３４】そして処理１３０５において、暗号化スタ
ンプ画像Ｔ（i,j）＝０ならば、元の画像Ｉ（i,j）のＢ
成分のＬＳＢであるＬＳＢB＝Ｂ（i,j）とし、Ｔ（i,
j）＝１ならばＬＳＢB＝Ｂ（i,j）◎１とする。

【０１３５】この処理の概要を図２９（Ａ）乃至（Ｃ）
に示す。

【０１３６】図２９（Ａ）において、２９０１は鍵ｋ0
を初期値として擬似乱数Ｒ0（i,j）２９０２を発生する
擬似乱数発生部、２９０３は鍵ｋ1を初期値として擬似
乱数Ｒ1（i,j）２９０４を発生する擬似乱数発生部であ
る。図２９（Ｂ）において、２９０５はルックアップテ
ーブル（ＬＵＴR（），ＬＵＴG（），ＬＵＴB（））を
示し、各色成分ごとに、８ビットデータを入力して１ビ
ットデータ（ＬＵＴR（ＩR（i,j）），ＬＵＴG（ＩG
（i,j）），ＬＵＴB（ＩB（i,j）））を出力している。
図２９（Ｃ）は、原画像Ｉ（i,j）のＢ成分のＬＳＢに
検査ビットを組込む場合を説明する図で、夫々画素位置
に対応する擬似乱数Ｒ1（i,j）２９０４とスタンプ画像
Ｓ（i,j）との排他的論理和の結果が０であれば、原画
像Ｉ（i,j）のＢ成分のＬＳＢに、上述のＢ（i,j）を挿
入し、擬似乱数Ｒ1（i,j）２９０４とスタンプ画像Ｓ
（i,j）との排他的論理和の結果が１であれば、原画像
Ｉ（i,j）のＢ成分のＬＳＢに、上述のＢ（i,j）の補数
（反転値）を挿入する。

【０１３７】＜抽出処理（図１４）＞図１４は、本発明
の実施の形態６に係る埋め込み画像の抽出処理を説明す
るための図である。

【０１３８】まず処理１４０１で、鍵ｋ0，ｋ1を初期値
として疑似乱数を生成し、各々Ｍ×Ｎの２値疑似乱数画
像Ｒ0（i,j）、Ｒ1（i,j）を生成する。

【０１３９】次に処理１４０２で、鍵ｋを初期値として
擬似乱数を生成し、埋め込み処理と同様に、８ビット入
力で１ビット出力の３つのルックアップテーブルＬＵＴ
R（），ＬＵＴG（），ＬＵＴB（）を作成する。

【０１４０】そして処理１４０３で、Ｕ（i,j）＝ＬＵ
ＴR（ＶR（i,j））◎ＬＵＴG（ＶG（i,j））◎ＬＵＴB
（ＶB（i,j））◎Ｒ0（i,j）を計算する。

【０１４１】次に処理１４０４で、Ｕ（i,j）＝ＬＳＢB
ならばＷ（i,j）＝０とし、Ｕ（i,j）≠ＬＳＢBならば
Ｗ（i,j）＝１とする。ここで、ＬＳＢBは画像Ｖ（i,
j）のＢ成分のＬＳＢを表す。そして処理１４０５で、
暗号化スタンプ画像Ｔ（i,j）を求める。これはＴ（i,
j）＝Ｓ（i,j）◎Ｒ1（i,j）で得られる。

【０１４２】そして処理１４０６では、Ｗ（i,j）＝Ｔ
（i,j）ならば改竄なし、Ｗ（i,j）≠Ｔ（i,j）ならば
改竄ありとし、位置（ｉ，ｊ）を改竄位置とする。

【０１４３】本実施の形態６は、前述の実施の形態５と
比べて、処理１３０１，１４０１で、ｋ1を初期値とす
る擬似乱数を生成し、１３０４，１４０５において、ス
タンプ画像を暗号化している。その他の処理は前述の実
施の形態５と同様であるが、鍵ｋ1を初期値とする擬似
乱数によってルックアップテーブルを公開できる。これ
は実施の形態６では、処理１２０４，１２０５によって
電子透かし画像Ｉ（i,j）からＵ（i,j）が知られ、ルッ
クアップテーブルを公開した場合、処理１２０１，１２
０２から、ＬＵＴR（Ｉ'R（i,j））◎ＬＵＴG（Ｉ'G
（i,j））◎ＬＵＴB（Ｉ'B（i,j））が解析できる。次
に、Ｕ（i,j）と、ＬＵＴR（ＶR（i,j））◎ＬＵＴG
（ＶG（i,j））◎ＬＵＴB（ＶB（i,j））から、鍵ｋ0を
初期値とする擬似乱数Ｒ（i,j）が知られるので、画像
の偽造が可能になる。よって、この実施の形態５では、
ルックアップテーブルを公開できないが、スタンプ画像
を暗号化することによって、この問題を解決している。
これにより、ルックアップテーブルの参照という手法に
とらわれない種々の変換方法を採用できる。

【０１４４】この実施の形態６に係る手法は、暗号化さ
れたスタンプ画像を初めからスタンプ画像と考えれば、
実施の形態５と同様である事は明らかである。但し、暗
号化されたスタンプ画像は、スタンプ画像の位置関係を
変更する暗号手法は用いられず、スタンプ画像の位置関
係を変えない実施の形態６に示すような擬似乱数との排
他的論理和によるストリーム暗号のような暗号系を用い
る必要がある。

【０１４５】［実施の形態７］図１５は、本発明の実施
の形態７に係る電子透かしの埋め込み処理を説明するた
めの図である。

【０１４６】図において、原画像Ｉ（i,j）をＭ×Ｎの
大きさの多値画像（ここでは、１画素が８ビットの多値
画像として説明する）とする、◎はＥＸＯＲ（排他的論
理和）を表す。但し、図１５における処理１５０３以下
の処理は、ｉ＝０，ｊ＝０からｉ＝Ｍ，ｊ＝Ｎまで、各
画素毎に行われる。

【０１４７】＜埋め込み処理（図１５）＞まず処理１５
０１で、鍵ｋ0を初期値として（Ｍ＋１）×（Ｎ＋１）
の大きさの疑似乱数画像Ｒ0（i,j）を生成し、画像Ｉ
（i,j）のＬＳＢを除く各ビットとの排他的論理和をと
ることによって、画像Ｉ（i,j）の各画素データを、そ
の画素位置に応じて暗号化する。但し、画像Ｉ（i,j）
の(M+1),(N+1)の部分は“０”とし、暗号化された画像
をＣ（i,j）とする。

【０１４８】次に処理１５０２で、ＩＣ（i,j）＝Ｃ
（i,j）｜Ｃ（i+1,j）｜Ｃ（i,j+1）｜Ｃ（i+1,j+1）を
生成する。Ａ｜Ｂは、Ａのビット系列の後にＢのビット
系列を連続させることを意味する。

【０１４９】次に処理１５０３で、鍵ｋを用いて、ＩＣ
（i,j）を暗号化したＣＣ（i,j）＝Ｅ＿ｋ（ＩＣ（i,
j））を計算し、そのＬＳＢをＢ（i,j）とする。ここ
で、Ｅ＿ｋ（）は、ｋを鍵とする暗号化関数を意味して
いる。

【０１５０】次に処理１５０４で、画像Ｉ（i,j）のＬ
ＳＢをＢ（i,j）とすることにより、電子透かしを埋め
込む。

【０１５１】この図１５に示す埋め込み処理によって得
られる電子透かし画像Ｉ'（i,j）は、画像Ｉ（i,j）の
ＬＳＢを、処理１５０４で変化させた画像である。ここ
で、ＬＳＢのみを変化させて電子透かし画像とする理由
は、人間の視覚特性を考慮し、最も画質劣化が少ない埋
め込みを実現するためである。

【０１５２】図３０（Ａ）（Ｂ）は、この実施の形態７
に係る画像の埋め込み処理を説明する図である。

【０１５３】図３０（Ａ）において、３００１は鍵ｋ0
を初期値として擬似乱数Ｒ0（i,j）３００２を発生する
擬似乱数発生部である。この擬似乱数Ｒ0（i,j）３００
２は、原画像Ｉ（i,j）の各画素データからＬＳＢを差
し引いた画像データ３００３の各画素データと排他的論
理和が取られ、その結果が、暗号化された画像データＣ
（i,j）３００４となる。

【０１５４】図３０（Ｂ）において、ＩＣ（i,j）＝Ｃ
（i,j）｜Ｃ（i+1,j）｜Ｃ（i,j+1）｜Ｃ（i+1,j+1）が
生成され、更に、鍵ｋを用いて、このＩＣ（i,j）が暗
号化されてＣＣ（i,j）となる。このＣＣ（i,j）のそれ
ぞれのＬＳＢがＢ（i,j）で表され、これが原画像Ｉ
（i,j）の各画素データのＬＳＢに挿入される。

【０１５５】次に、図１６を参照して、この電子透かし
が埋め込まれた画像から透かしを抽出する抽出手法につ
いて説明する。

【０１５６】図１６は、本実施の形態７に係る電子透か
しの抽出処理を説明するための図である。

【０１５７】ここで検証対象の画像をＶ（i,j）とす
る。ここで検証者は、埋め込み処理で用いた鍵ｋ0，ｋ
を共有しているものとする。但し、図の１６０３以下の
処理はｉ＝０，ｊ＝０からｉ＝Ｍ，ｊ＝Ｎまで、各画素
毎に行われる。

【０１５８】＜抽出処理（図１６）＞まず処理１６０１
で、鍵ｋ0を初期値として、（Ｍ＋１）×（Ｎ＋１）の
大きさの疑似乱数画像Ｒ0（i,j）を生成し、検証対象画
像Ｖ（i,j）のＬＳＢを除く各ビットとの排他的論理和
をとることによって、検証対象画像Ｖ（i,j）の画素デ
ータを各画素位置に応じて暗号化する。但し、画像Ｖ
（i,j）の(M+1),(N+1)の部分は“０”とし、暗号化され
た画像をＤ（i,j）で表す。

【０１５９】次に処理１６０２において、ＶＤ（i,j）
＝Ｄ（i,j）｜Ｄ（i+1,j）｜Ｄ（i,j+1）｜Ｄ（i+1,j+
1）を生成する。Ａ｜Ｂは、Ａのビット系列の後にＢの
ビット系列を連続させることを意味する。

【０１６０】次に処理１６０３で、鍵ｋを用いて、ＶＤ
（i,j）を暗号化したＤＤ（i,j）＝Ｅ＿ｋ（ＶＤ（i,
j））を計算し、そのＬＳＢをＵ（i,j）とする。ここ
で、Ｅ＿ｋ（）は、ｋを鍵とする暗号化関数を意味して
いる。

【０１６１】次に処理１６０４で、Ｕ（i,j）＝ＬＳＢV
ならば改竄なし、Ｕ（i,j）≠ＬＳＢVならば改竄ありと
して、その改竄位置を（ｉ，ｊ）とする。ここで、ＬＳ
ＢVは、検証対象画像Ｖ（i,j）のＬＳＢである。

【０１６２】本実施の形態７では、画像Ｉ（i,j）又は
検証対象画像Ｖ（i,j）と、鍵ｋ0を初期値とする疑似乱
数との排他的論理和を取って、ストリーム暗号化された
画像を生成することにより改竄位置の検出を行ってい
る。よって、検証対象画像Ｖ（i,j）が改竄されていな
い場合、埋め込み処理と抽出処理において生成される各
暗号化画像Ｃ（i,j）とＤ（i,j）は同じであるので、改
竄がないことが示される。また、検証対象画像Ｖ（i,
j）の位置（m,n）の画素値が改竄された場合は、抽出処
理と埋め込み処理における各暗号化画像Ｄ（m,n）とＣ
（m,n）とは異なり、Ｄ（m,n）から生成される検査画像
Ｕ（m,n）は、暗号化画像Ｃ（m,n）から生成される埋め
込みビットＢ（m,n）と異なる確率は１／２であるの
で、従来手法と同様に改竄位置が検出できることも明ら
かである。

【０１６３】そこで、従来手法において問題となった抽
出アルゴリズムが知られた場合を以下に考える。本手法
では、鍵ｋ0，ｋを除く抽出アルゴリズム（埋め込み位
置も含む）を公開しても、埋め込みパターン自体が画素
位置に依存する擬似乱数によって生成されるために、鍵
ｋ0，ｋを知らなければ改竄画像に対する埋め込みパタ
ーンを生成することができない。

【０１６４】また、画像Ｉ1（i,j）と画像Ｉ2（i,j）の
電子透かし画像をそれぞれＶ1（i,j），Ｖ2（i,j）と
し、画像Ｉ1（i,j）と画像Ｉ2（i,j）を暗号化した画像
をそれぞれＤ1（i,j），Ｄ2（i,j）で表す。ここで従来
問題となった、攻撃者がＶ1（i,j）の位置（ｍ，ｎ）に
ある画素を、同じ位置の画像Ｖ2（i,j）の画素と入れ替
えた場合を考える。この場合、位置（ｍ，ｎ）における
ＶＤ（m,n）は、Ｄ2（m,n）｜Ｄ1（m+1,n）｜Ｄ1（m,n+
1）｜Ｄ1（m+1,n+1）となり、埋め込み位置におけるＩ
Ｃ（m,n）＝Ｃ1（m,n）｜Ｃ1（m+1,n）｜Ｃ1（m,n+1）
｜Ｃ1（m+1,n+1）と異なる。よって、ＶＤ（m,n）から
生成されるＤＤ（m,n）のＬＳＢと、ＩＣ（m,n）から生
成されるＣＣ（m,n）が異なる確率は１／２になり、そ
の改竄位置を検出することができる。

【０１６５】尚、本実施の形態７では、図１５及び図１
６の処理１５０１，１６０１において疑似乱数を発生さ
せ、元の画像と排他的論理和をとる暗号化手法を用いて
説明したが、本発明はこれに限らず、画素毎に独立に暗
号化できる手法であればなんでも良い。例えば、発生さ
せた疑似乱数を鍵として画素毎にＤＥＳ暗号化などの公
知の暗号化を行うことも可能である。

【０１６６】また、本実施の形態７では、図１５及び図
１６における処理１５０２乃至１５０３、１６０２乃至
１６０３において四方の画素をつなげ、ｋを鍵として暗
号化して、そのＬＳＢを埋め込みビットとしているが、
本発明は四方の画素の影響を受ける１ビット（数ビット
でもよい）への変形であれば全てを含み、四方の画素の
連続や、暗号化手法、及びＬＳＢに限定されない。例え
ば、予め画素変換のための８ビット入力で１ビット出力
のルックアップテーブルを、鍵ｋを初期値として発生さ
せた擬似乱数等によって定め、各画素ごとにそのテーブ
ルを用いて変換した値の排他的論理和を取るなどによっ
ても実現できる。また、暗号化もルックアップテーブル
や公知のＤＥＳやＡＥＳのような手法に限定されず、前
述のハッシュ関数のように、一方向性と故意に出力を制
御できない耐衝突性をもつものであれば、秘密にする必
要はない。

【０１６７】更に、本実施の形態７の埋め込み処理１５
０４において、画像のＬＳＢへの埋め込み手法を説明し
たが、本発明はこの手法に限定されるものでない。また
画像Ｉ（i,j）が、ＲＧＢ成分から構成されるカラー画
像であっても、本発明は制限されず、前述のように、Ｒ
ＧＢ成分に分解し、その分解した各成分ごとに処理して
も良い。

【０１６８】以上説明した電子透かしの埋め込み処理、
及び抽出処理は、前述の図３に示す画像処理装置を用い
ることによって実現できる。

【０１６９】以上説明したように本実施の形態７によれ
ば、鍵を初期値として生成した疑似乱数が安全であるな
らば、鍵を除く抽出アルゴリズムや埋め込みアルゴリズ
ムが知られても安全な画像の埋め込み及び抽出手法が実
現できる。これにより、鍵を初期値とする疑似乱数発生
手法が安全であるならば、鍵を除く全てのアルゴリズム
を公開しても安全な手法と言うことができる。また、こ
の手法はスタンプ画像を必要とせず、鍵のみを秘密に保
持していれば良いので、大容量のメモリを使用する必要
がない。更に、四方の画素の影響を受けるように埋め込
みビットを生成することによって、同じ鍵を用いた異な
る画像間の入替えなども検出できる。

【０１７０】［実施の形態８］前述の実施の形態７で
は、元の画像の画像データを直接、各画素の位置に応じ
て暗号化したが、本実施の形態８では、元の画像を直接
暗号化せず、埋め込むビットを画素位置に応じて暗号化
する手法を示す。その他の前提は前述の実施の形態７と
同様である。但し、図１７及び図１８における処理１７
０３，１８０３以下の処理は、ｉ＝０，ｊ＝０からｉ＝
Ｍ，ｊ＝Ｎまで、各画素毎に行われる。

【０１７１】＜埋め込み処理（図１７）＞図１７は、本
発明の実施の形態８に係る画像埋め込み処理を説明する
ための図である。

【０１７２】まず処理１７０１において、鍵ｋ0を初期
値として疑似乱数を生成し、その擬似乱数を適当な大き
さで区切ることによってＭ×Ｎ個の鍵ｋ（i,j）を生成
する。

【０１７３】次に処理１７０２において、ＩＣ（i,j）
＝Ｉ（i,j）｜Ｉ（i+1,j）｜Ｉ（i,j+1）｜Ｉ（i+1,j+
1）を生成する。ここで、Ａ｜Ｂは、Ａのビット系列の
後にＢのビット系列を連続させることを意味する。

【０１７４】次に処理１７０３において、鍵ｋ（i,j）
を用いてＩＣ（i,j）を暗号化したＣＣ（i,j）＝Ｅ＿ｋ
（i,j）｛ＩＣ（i,j）｝を計算し、そのＬＳＢをＢ（i,
j）とする。ここで、Ｅ＿ｋ（）は、ｋを鍵とする暗号
化関数を意味している。

【０１７５】そして処理１７０４において、元の画像Ｉ
（i,j）のＬＳＢをＢ（i,j）とすることにより、電子透
かしを埋め込む。

【０１７６】＜抽出処理（図１８）＞図１８は、本発明
の実施の形態７に係る埋め込み画像の抽出処理を説明す
るための図である。

【０１７７】まず処理１８０１で、鍵ｋ0を初期値とし
て疑似乱数を生成し、その擬似乱数を適当な大きさで区
切ることにより、Ｍ×Ｎ個の鍵ｋ（i,j）を生成する。

【０１７８】次に処理１８０２で、ＶＤ（i,j）＝Ｖ
（i,j）｜Ｖ（i+1,j）｜Ｖ（i,j+1）｜Ｖ（i+1,j+1）を
生成する。ここで、Ａ｜Ｂは、Ａのビット系列の後にＢ
のビット系列を連続させることを意味する。

【０１７９】そして処理１８０３で、鍵ｋ（i,j）を用
いてＶＤ（i,j）を暗号化したＤＤ（i,j）＝Ｅ＿ｋ（i,
j）｛ＩＣ（i,j）｝を計算し、そのＬＳＢをＵ（i,j）
とする。ここで、Ｅ＿ｋ（）は、ｋを鍵とする暗号化関
数を意味している。

【０１８０】次に処理１８０４で、Ｕ（i,j）＝ＬＳＢV
ならば改竄なし、Ｕ（i,j）≠ＬＳＢVならば改竄ありと
して、位置（ｉ，ｊ）を改竄位置とする。ここで、ＬＳ
ＢVは画像Ｖ（i,j）のＬＳＢを表す。

【０１８１】本実施の形態７は、前述の実施の形態６と
比べて、処理１７０１，１８０１で生成する擬似乱数の
数が少なく、しかも画像を暗号化する処理がないので、
実施の形態６よりも簡単である。しかし、元の画像Ｉ
（i,j）又は検証画像Ｖ（i,j）を画素毎に暗号化する代
わりに、処理１７０３，１８０３におけるＩＣ（i,
j），ＶＤ（i,j）の演算を、画素位置に対応する鍵を用
いて行うことにより、従来の手法の問題点を解決してい
る。即ち、本願発明は、画像を画素位置に応じて直接暗
号化しなくても、埋め込む電子透かしパターンが画素位
置に応じて暗号化されている手法を全て含むものとす
る。

【０１８２】よって、検証画像Ｖ（i,j）が改竄されて
いない場合、埋め込み処理と抽出処理において生成され
る暗号化画像ＣＣ（i,j）とＤＤ（i,j）は同じであるの
で、改竄がないことが示される。また、検証画像Ｖ（i,
j）の位置（ｍ，ｎ）の画素値が改竄された場合は、Ｃ
Ｃ（m,n）とＤＤ（m,n）の要素が異なるので、１／２の
確率で従来手法と同様に、改竄位置の検出が行われる。

【０１８３】次に従来手法において問題となった、抽出
アルゴリズム及びスタンプ画像が知られた場合を以下に
考える。ここでは簡単のために、スタンプ画像はオール
“０”のパターンであるとする。本実施の形態に係る手
法では、鍵ｋ0，ｋを除く抽出アルゴリズム（埋め込み
位置も含む）及びスタンプ画像を公開しても、埋め込み
パターン自体が画素位置に依存する擬似乱数によって生
成されるために、鍵ｋ0，ｋを知らなければ改竄画像に
対する埋め込みパターンを生成することができない。

【０１８４】また、画像Ｉ1（i,j）と画像Ｉ2（i,j）の
電子透かし画像をそれぞれＶ1（i,j），Ｖ2（i,j）と
し、画像Ｉ1（i,j）と画像Ｉ2（i,j）を暗号化した画像
をそれぞれＣ1（i,j），Ｃ2（i,j）とし、Ｖ1（i,j）と
Ｖ2（i,j）を暗号化した画像をそれぞれＤ1（i,j），Ｄ
2（i,j）で表す。ここで従来問題となった、攻撃者がＶ
1（i,j）の位置（ｍ，ｎ）にある画素を、同じ位置の画
像Ｖ2（i,j）の画素と入れ替えた場合を考える。この場
合、位置（ｍ，ｎ）におけるＶＤ（m,n）は、Ｖ2（m,
n）｜Ｖ1（m+1,n）｜Ｖ1（m,n+1）｜Ｖ1（m+1,n+1）と
なり、埋め込み処理におけるＩＣ（m,n）＝Ｉ1（m,n）
｜Ｉ1（m+1,n）｜Ｉ1（m,n+1）｜Ｉ1（m+1,n+1）と異な
る。よって、ＶＤ（m,n）から生成されるＤＤ（m,n）の
ＬＳＢと、ＩＣ（m,n）から生成されるＣＣ（m,n）が異
なる確率は１／２になり、その改竄位置を検出すること
ができる。

【０１８５】尚、本実施の形態７では、処理１７０２，
１８０２の処理は、画素位置に応じた暗号化ができる手
法であればなんでも良い。例えば、同じ鍵を用いて画素
毎にＤＥＳ暗号化などの公知の暗号化を行うことも可能
である。

【０１８６】また、本実施の形態７の埋め込み処理１７
０４では、元の画像のＢ成分への埋め込み手法を説明し
たが、本発明はこの手法に限定されない。例えば、Ｂ
（i,j）＝Ｓ（i,j）となるまで試行錯誤的に元の画像Ｉ
（i,j）の各色成分の画素値をＬＳＢから順にビットを
反転していく手法なども可能である。

【０１８７】また、（M+1,N+1）に対応する位置の画素
値を、ここでは簡単のために“０”としたが、ｋ0を初
期値とする擬似乱数から生成した値でもよい。

【０１８８】［実施の形態９］前述の実施の形態におい
て、画像を例に取り安全性の高い改竄位置の検出手法を
説明したが、本発明は画像に限定されるものではなく、
デジタルデータを暗号化し、それに対応する改竄位置を
検出する検査情報を付加する手法はすべて含まれる。

【０１８９】その一例として、例えば前述の図６に示す
ように、複数のデータブロックによって１つのコンテン
ツが表される場合を考える。通常の改竄検出であれば、
誤り検出符号などを用いて各データブロックに対する検
査ビットを付加すればよい。このとき、用いている誤り
検出符号が特殊でかつ秘密であれば、データブロックを
改竄してもそれに対応する検査ビットを攻撃者は生成で
きないので問題はないが、用いている誤り検出符号が公
開であれば、攻撃者は改竄データに応じた検査ビットを
生成できるのでデータブロックの改竄を発見できない。
また、用いている誤り検出符号が特殊かつ秘密であって
も、検査ビットを含むデータブロックの入れ替え等は、
データブロック毎に、誤り検出を行うために検出できな
いという、前述の実施の形態で取り上げた画像に対する
場合と同じ問題が発生する。よって、データブロックの
順序に応じた暗号化を行い、その暗号化ブロックに対応
する検査ビットを生成する下記のような手法により、こ
の問題は解決される。

【０１９０】しかし、複数のコンテンツが存在して、同
じ鍵を用いた暗号化をそれらのコンテンツに対して同時
に行った場合、その異なるコンテンツを構成するデータ
ブロック同士を入れ替えれば、その改竄はやはり検出さ
れない。よって、下記のように前後のデータブロックを
関係させた暗号化を行い、その暗号化ブロックに対応す
る検査ビットを生成する下記のような手法によって解決
する。

【０１９１】図１９は、本発明の実施の形態９に係るデ
ータブロックに対する検査ビットの付加処理を説明する
図である。

【０１９２】＜送信側（図１９）＞処理１９０１では、
鍵ｋ0を初期値として疑似乱数を生成し、コンテンツを
構成する各データブロックＤ（i）（ｉは順序を表す）
と順に排他的論理和をとることによって、データブロッ
クの順序に応じた暗号化ブロックＣ（i）を生成する。
但し、最終データＤ（M）に対しては、Ｄ（M+1）＝０と
して擬似乱数のみのデータブロックをＣ（M+1）とす
る。

【０１９３】次に処理１９０２で、公知の誤り検出符号
を用いて、暗号化されたデータブロックＣ（i）｜Ｃ（i
+1）に対応する検査ビットＰ（i）を生成し、Ｄ（i）に
付加する。

【０１９４】図２０は、本発明の実施の形態９に係る検
査ビットが付与されたデータブロックを受取ってデータ
ブロックの改竄を検出する処理を説明する図である。

【０１９５】＜受信側（図２０）＞まず処理２００１に
おいて、鍵ｋ0を初期値として疑似乱数を生成し、各デ
ータブロックＤ'（i）（ｉは順序を表す）と順に排他的
論理和をとることによって、受信したデータブロック
Ｄ'（i）の順序に応じた暗号化ブロックＣ'（i）を生成
する。但し、最終データＤ'（M）に対しては、Ｄ'（M+
1）＝０として擬似乱数のみのデータブロックをＣ'（M+
1）とする。

【０１９６】次に処理２００２において、送信側で用い
られた公知の誤り検出符号を用いて、暗号化されたデー
タブロックＣ'（i）｜Ｃ'（i+1）と受信検査ビットＰ'
（i）から誤りを検出する。そして処理８０３では、誤
りが検出されたら、そのデータブロックが相当するコン
テンツの位置を改竄位置とする。

【０１９７】このような複数のデータブロックによって
１つのコンテンツが構成される適用例としては、上述し
たＭＩＤＩやＳＭＦなどが考えられる。

【０１９８】また、ＪＰＥＧやＭＰＥＧにおけるよう
に、複数のデータブロックから構成されるコンテンツに
対しても本発明は適用可能であることも明らかである。

【０１９９】また、本実施の形態９では、検査ビットを
誤り訂正符号によって構成したが、前述したハッシュ関
数などによって構成することができるため、本発明はこ
れには限定されない。さらに、本実施の形態では、検査
ビットをデータブロックに添付する形で説明したが、そ
のコンテンツに適用可能な公知の電子透かしによってデ
ータブロックの中に埋め込んだ形でもよい。

【０２００】［実施の形態１０］原画像Ｉ（i,j）をＭ
×Ｎの大きさの多値画像（ここでは、１画素８ビットの
多値画像とする）とする。また上述と同様に、◎はＥＸ
ＯＲを表す。但し、図２１の処理１２０２以下の処理
は、ｉ＝０，ｊ＝０からｉ＝Ｍ，ｊ＝Ｎまで各画素毎に
行われる。

【０２０１】＜埋め込み処理（図２１）＞図２１は本発
明の実施の形態１０に係る画像の埋め込み処理を説明す
る図である。

【０２０２】図において、まず処理２１０１では、入力
が８ビットで、出力が１ビットの変換関数Ｆ（）を作成
する。次に処理２１０２で、位置（ｉ，ｊ）の画素にお
けるＬＳＢを除いた画素値をＩ0（i,j）で表し、その位
置以外の（ａ−１）個の画素をランダムに選択する。こ
うして選択された画素をＩ1（i,j），Ｉ2（i,j），...
Ｉa-1（i,j）で表す。

【０２０３】次に処理２１０３で、Ｂ（i,j）＝Ｆ（Ｉ0
（i,j））◎Ｆ（Ｉ1（i,j））◎...◎Ｆ（Ｉa-1（i,
j））を計算する。そして処理２１０４で、位置（ｉ，
ｊ）の画素のＬＳＢをＢ（i,j）とする。

【０２０４】この埋め込み処理によって得られる電子透
かし画像Ｉ'（i,j）は、画像Ｉ（i,j）のＬＳＢを、処
理２１０４によって変化させた画像である。ここで、Ｌ
ＳＢのみを変化させ電子透かし画像とする理由は、人間
の視覚特性を考慮し、最も画質劣化が少ない埋め込みを
実現するためである。

【０２０５】次に、こうして埋め込まれた画像を抽出す
る抽出手法について説明する。ここでは、検証画像をＶ
（i,j）で表す。また、検証者は埋め込み処理の各位置
で選択された（ａ−１）個の画素位置またはその選択方
法を共有しているとする。ただし、処理２２０２乃至２
２０４は、ｉ＝０，ｊ＝０からｉ＝Ｍ，ｊ＝Ｎまで、各
画素毎に行われる。

【０２０６】図２２は、本発明の実施の形態１０に係る
埋め込み画像から画像を抽出する処理を説明する図であ
る。

【０２０７】＜抽出処理（図２２）＞まず処理２２０１
において、埋め込み側と同様に、８ビット入力で１ビッ
ト出力の変換関数Ｆ（）を作成する。次に処理２２０２
で、位置（ｉ，ｊ）の画素におけるＬＳＢを除いた画素
値をＶ0（i,j）で表し、埋め込み処理と同じ位置の（ａ
−１）個の画素をランダムに選択する。こうして選択さ
れた画素をＶ1（i,j），Ｖ2（i,j），...,Ｖa-1（i,j）
で表す。

【０２０８】次に処理２２２０３では、Ｕ（i,j）＝Ｆ
（Ｖ0（i,j））◎Ｆ（Ｖ1（i,j））◎...◎Ｆ（Ｖa-1
（i,j））を計算する。

【０２０９】そして処理２２０４で、位置（ｉ，ｊ）の
画素のＬＳＢがＵ（i,j）と等しければ改竄なし、等し
くなければ×印を各位置の画素につける。

【０２１０】そして処理２２０５では、全画素について
処理２２０２乃至２２０４が終了するまで繰り返し、各
位置にある×印がａ／２以上あれば、その位置を改竄位
置とする。

【０２１１】本実施の形態１０では、検証画像Ｖ（i,
j）が改竄されていない場合、埋め込み処理と抽出処理
において計算されるＢ（i,j）とＵ（i,j）は全ての位置
で同じであるので、改竄がないことが示される。

【０２１２】次に、Ｖ（i,j）の位置（ｍ，ｎ）の画素
値のみが改竄された場合を考える。各位置では自らを含
めａ個の画素を選ぶので、各位置の画素は平均ａ回選択
される。位置（ｍ，ｎ）を含む抽出処理において、ａ個
の各画素に×印が付与される確率は１／２である。但
し、位置（ｍ，ｎ）の画素は、選択される度に１／２の
確率で×印が付与されるので、位置（ｍ，ｎ）の画素に
ａ／２以上の×印が付かない、即ち、改竄なしと判定さ
れる確率は（２−ａ／２）である。他の（ａ−１）個の
画素は位置（ｍ，ｎ）を含んだ場合のみ×印が付与され
るが、前述の処理２１０２、２２０２における画素選択
がランダムであり、全画素数であるＭ×Ｎがａより十分
大きければ、ａ／２以上に×印が付与される確率は非常
に低いことは明らかである。

【０２１３】次に、抽出アルゴリズムが知られた場合を
以下に考える。本実施の形態に係る手法では、ランダム
に選択した画素位置、又はその定め方を除く抽出アルゴ
リズム（埋め込み位置も含む）を公開しても、埋め込み
パターンを構成するランダムな画素位置が知らなければ
改竄画像に対する埋め込みパターンを生成することがで
きない。

【０２１４】尚、本実施の形態１０では、処理２１０
１，２２０１において、８ビット入力１ビット出力の変
換関数Ｆ（）を作成するが、これは鍵ｋ0を初期値とし
て疑似乱数生成器によって生成した疑似乱数を１ビット
毎に出力値に対応させた８ビット入力で１ビット出力の
ルックアップテーブルなどによって容易に実現できる。
また、８ビット入力で１ビット出力に限らず、多ビット
から多ビットへの任意の関数を準備して、その関数出力
のＬＳＢをとったり、排他的論理和を取るなどしても良
い。

【０２１５】また、処理２１０３、２２０３において、
変換関数の出力の排他的論理和をとっているが、本発明
はこれに限らず、１ビット、又は数ビット出力の変換関
数であってもよい。更に、前述の処理２１０１，２２０
１の変換関数は、１ビット出力としているが、処理２１
０１，２２０１の変換関数は１ビット出力に限らず、処
理２１０３，２２０３の計算時に、１ビット又は数ビッ
トになれば良い。

【０２１６】また、画像Ｉ（i,j）,Ｖ（i,j）がカラー
画像である場合は、画像をＲＧＢの各色成分に分解し、
各色成分毎に処理２１０２，２２０２以降の処理を行う
ことができる。また処理２１０３，２２０３において、
各色成分の変換成分を全て用いて１つにすることも可能
である。また処理２１０１，２２０１の変換手段を、２
４ビット入力で１ビット出力のようなカラー成分対応に
して１つにすることも可能である。

【０２１７】更に、処理２１０２，２２０２におけるラ
ンダムな画素位置の選択方法としては、鍵ｋを初期値と
して疑似乱数を生成し、例えばＭ，Ｎの値を“５１２”
とした場合、９ビット毎に区切って順に画素位置（ｍ，
ｎ）に対応させるようにもすることができる。または、
この画素位置の定め方は秘密であるので、予め位置毎に
特定の画素位置を定めておいてもよい。

【０２１８】また、本実施の形態１０の埋め込み処理２
１０４において、画像のＬＳＢへの埋め込み手法を説明
したが、本発明はこの手法に限定されない。また、画像
Ｉ（i,j）がＲＧＢ成分から構成されるカラー画像であ
っても本発明は適用可能である。その場合には、画像を
ＲＧＢ成分に分解し、分解した各色成分ごとに本発明を
適用したり、分解した各画素値を処理２１０２，２２０
２の処理において繋げるなどして、処理２１０４で生成
されるビットをどれかの成分に埋め込むこともできる。

【０２１９】最後に、処理２２０５では、簡単のためａ
／２以上を改竄としたが、所定の閾値であればなんでも
良い。改竄位置検出の精度に応じてこの閾値は変化させ
ることができる。

【０２２０】尚、本実施の形態１０に係る画像の埋め込
み処理、及び抽出処理も、前述の図３に示す画像処理装
置を用いることによって実現できる事はもちろんであ
る。

【０２２１】以上説明したように、選択した画素位置を
除く抽出アルゴリズムや埋め込みアルゴリズムが知られ
ても安全な手法が実現できる。これは、画素の選択を鍵
を用いて行うならその鍵を除く全てのアルゴリズムを公
開しても安全な手法と言うことができる。また、この手
法はスタンプ画像を必要とせず、鍵のみを秘密に保持し
ていれば良い。

【０２２２】［実施の形態１１］前述の実施の形態１０
では、ａ個の画素を組み合わせて、改竄を検出するため
の電子透かし情報を生成し、それを用いて改竄位置を検
出する手法を示した。しかし、前述の実施の形態１０に
示した手法は、複数の画素から１つの画素の改竄を調べ
るために、改竄検出の精度が良くない。例えば、ａが２
程度であっても画像の１／２程度が改竄されると画像全
体の改竄とされ、ａが大きくなれば、その精度はさらに
悪くなる。よって、本実施の形態１１では、精度は高い
が、同じ鍵を複数の画像に適用できない手法と組み合わ
せて互いを補助する手法を説明する。

【０２２３】図２３は、本発明の実施の形態１１に係る
画像の埋め込み処理を説明する図である。

【０２２４】＜埋め込み処理（図２３）＞まず処理２３
０１において、鍵ｋ0を初期値として疑似乱数を生成
し、画像Ｉ（i,j）の下位２ビットを除く各ビットとの
排他的論理和をとることによって、画像Ｉ（i,j）を画
素位置に応じて暗号化する。こうして暗号化された画像
をＣ（i,j）で表す。

【０２２５】次に処理２３０２において、鍵ｋを初期値
として擬似乱数を生成し、８ビット入力で１ビット出力
の３つのルックアップテーブルＬＵＴ（）を作成する。
これは、各テーブルのアドレス順に１ビットずつ生成し
た擬似乱数を割り当てていくことによって実現される。

【０２２６】次に処理２３０３で、Ｂ0（i,j）＝ＬＵＴ
（Ｃ（i,j））を計算する。そして処理２３０４で、画
像Ｉ（i,j）のＢ成分のＬＳＢにＢ0（i,j）を埋め込
む。そして、処理２３０５で、画像Ｉ（i,j）の下位２
ビットを除いた画素値をＩ0（i,j）で表し、その位置以
外の（ａ−１）個の画素を鍵ｋ1を初期値とする疑似乱
数によってランダムに選択する。こうして選択された画
素をＩ1（i,j），Ｉ2（i,j），...，Ｉa-1（i,j）で表
す。

【０２２７】次の処理２３０６では、Ｂ1（i,j）＝ＬＵ
Ｔ（Ｉ0（i,j））◎ＬＵＴ（Ｉ1（i,j））◎...◎ＬＵ
Ｔ（Ｉa-1（i,j））を計算する。そして処理２３０７
で、画像Ｉ（i,j）の下位から２ビット目にＢ1（i,j）
を埋め込む。

【０２２８】次に、抽出手法について説明する。ここで
検証画像をＶ（i,j）で表し、また、検証者は埋め込み
処理で用いた鍵ｋ0，ｋ，ｋ1を共有しているものとす
る。但し、処理２４０３以下の処理は、ｉ＝０，ｊ＝０
からｉ＝Ｍ，ｊ＝Ｎまで、各画素毎に行われる。

【０２２９】図２４は、実施の形態１１に係る画像抽出
処理を説明する図である。

【０２３０】＜抽出処理（図２４）＞まず処理２４０１
で、鍵ｋ0を初期値として疑似乱数を生成し、画像Ｖ
（i,j）の下位２ビットを除く各ビットとの排他的論理
和をとることによって、画像Ｖ（i,j）を画素位置に応
じて暗号化する。こうして暗号化された画像をＤ（i,
j）で表す。

【０２３１】次に処理２４０２において、鍵ｋを初期値
として擬似乱数を生成し、埋め込み処理と同様に、８ビ
ット入力で１ビット出力の３つのルックアップテーブル
ＬＵＴ（）を作成する。そして処理２４０３で、Ｕ0
（i,j）＝ＬＵＴ（Ｄ（i,j））を計算する。

【０２３２】次に処理２４０４で、Ｕ0（i,j）＝ＬＳＢ
BVならば改竄なし、Ｕ0（i,j）≠ＬＳＢBVならば改竄あ
りとして、位置（ｉ，ｊ）を改竄位置とする。ここで、
ＬＳＢBVは、Ｖ（i,j）のＢ成分のＬＳＢである。

【０２３３】次の処理２４０５では、画像Ｉ（i,j）の
下位２ビットを除いた画素値をＶ0（i,j）で表し、埋め
込み処理と同じ位置の（ａ−１）個の画素をランダムに
選択する。こうして選択された画素をＶ1（i,j），Ｖ2
（i,j），...，Ｖa-1（i,j）で表す。

【０２３４】次に処理２４０６では、Ｕ1（i,j）＝ＬＵ
Ｔ（Ｖ0（i,j））◎ＬＵＴ（Ｖ1（i,j））◎...◎ＬＵ
Ｔ（Ｖa-1（i,j））を計算する。そして処理２４０７で
は、位置（ｉ，ｊ）の画素の下位２ビット目がＵ1（i,
j）と等しければ改竄なし、等しくなければ×印を各位
置の画素に付与する。そして処理２４０８で、全画素に
ついて、処理２４０５乃至２４０７が終了した後、各位
置にある×印がａ／２以上あれば、その位置を改竄位置
とする。

【０２３５】上記の処理では、１画素毎の改竄検出用の
電子透かし埋め込み／抽出処理の後に画素の組み合わせ
による改竄検出用の電子透かし埋め込み／抽出処理が行
われているが、逆でも良い。また、前の処理によって確
定したＬＳＢを含んで後の処理が改竄検出の対象とする
こともできる。また、この抽出処理では、１画素毎又は
画素の組み合わせによる改竄検出のどちらかの処理だけ
を行っても良い。

【０２３６】本実施の形態１１では、画素を鍵ｋ0を初
期値とする疑似乱数によって暗号化し、１画素毎の改竄
位置を検出する処理を例として組み合わせて互いを補完
させたが、本発明はその組み合わせに限らず、特開２０
０１乃至２４８７６号公報を初めとする、他の公知の手
法と組み合わせることも可能であることは明らかであ
る。

【０２３７】［実施の形態１２］前述の実施の形態１
０，１１において、画像を例に取り安全性の高い改竄位
置検出手法を説明したが、本発明は画像に限定されるも
のではなく、デジタルデータを暗号化し、それに対応す
る改竄位置を検出する検査情報を付加する手法はすべて
含まれる。その一例として、上述の図６に示すように複
数のデータブロックによって１つのコンテンツが表され
る場合を考える。通常の改竄検出であれば、誤り検出符
号などを用いて各データブロックに対する検査ビットを
付加すればよい。用いている誤り検出符号が特殊でかつ
秘密であれば、データブロックを改竄してもそれに対応
する検査ビットを攻撃者は生成できないので問題はない
が、用いている誤り検出符号が公開であれば攻撃者は改
竄データに応じた検査ビットを生成できるのでデータブ
ロックの改竄を発見できない。また、用いている誤り検
出符号が特殊かつ秘密であっても、検査ビットを含むデ
ータブロックの入れ替えなどはデータブロックごとに誤
り検出を行うために検出できないという第１の実施の形
態で取り上げた画像に対する場合と同じ問題が発生す
る。

【０２３８】また、複数の異なるコンテンツが存在し
て、同じ鍵を用いた暗号化をそれらのコンテンツに対し
て同様に行った場合、その異なるコンテンツを構成する
データブロック同士を入れ替えれば、その改竄はやはり
検出されない。よって、検査ビットを生成するデータブ
ロックをランダムに選択する下記のような手法によって
今問題は解決される。

【０２３９】図２５は、本発明の実施の形態１２に係る
送信データの生成処理を説明する図である。

【０２４０】＜送信側（図２５）＞処理２５０１におい
て、ｉ番目のデータブロックＤ（i）において、その位
置以外の（ａ−１）個のデータブロックをランダムに選
択する。次に処理２５０２において、公知の誤り検出符
号を用いて、ｉ番目のデータブロックを含む、選択され
た（ａ−１）個のデータブロックに対応する検査ビット
Ｐ（i）を生成し、データブロックＤ（i）に付加する。

【０２４１】＜受信側（図２６）＞まず処理２６０１に
おいて、ｉ番目のデータブロックＤ（i）において、そ
の位置以外の（ａ−１）個のデータブロックを送信側と
同様にランダムに選択する。

【０２４２】次に処理２６０２において、公知の誤り検
出符号を用いて受信されたＤ'（i）と選択された（ａ−
１）個の受信データブロックに対応する検査ビットＰ'
（i）から誤りを検出する。

【０２４３】そして処理２６０３において、誤りが検出
されたら、そのデータブロックを含む選択されたデータ
ブロックに×印をつける。そして処理２６０４におい
て、全てのデータブロックの処理が終了した後、各位置
にある×印がａ／２以上あればそのデータブロックが相
当するコンテンツの位置を改竄位置とする。

【０２４４】このような複数のデータブロックによって
１つのコンテンツが構成される適用例としては、ＭＩＤ
ＩやＳＭＦなどが考えられる。また、ＪＰＥＧやＭＰＥ
Ｇなどデータストリームであっても、実質的に複数のデ
ータブロックから構成されるコンテンツに対しても本発
明は適用可能であることも明らかである。

【０２４５】また、本実施の形態１２では、検査ビット
を誤り訂正符号によって構成したが、前述したハッシュ
関数などによって構成することができる。更に、本発明
では検査ビットはデータブロックに添付する形で説明し
たが、そのコンテンツに適用可能な公知の電子透かしに
よってデータブロックの中に埋め込んだ形でもよく、限
定されない。

【０２４６】また本実施の形態１２は、複数のデータブ
ロックをランダムに組み合わせて検査ビットを生成する
例を説明したが、前述の実施の形態１１に示したよう
に、各データブロック毎に生成した検査ビットと組み合
わせて精度を上げることも可能である。

【０２４７】［実施の形態１３］図３１は、本発明の実
施の形態１３に係る画像埋め込み処理を説明するための
概念図である。

【０２４８】図において、原画像Ｉ（i,j）をＭ×Ｎの
大きさの多値画像（ここでは、１画素が８ビットの多値
画像として説明する）とし、原画像ＩをＲＧＢの成分に
分解した画像を各々ＩR（i,j），ＩG（i,j），ＩB（i,
j）で表す。また、下記において、◎はＥＸＯＲ（排他
的論理和）を表す。但し、図３１における３１０３以下
の処理は、ｉ＝０，ｊ＝０からｉ＝Ｍ，ｊ＝Ｎまで、各
画素毎に行われる。

【０２４９】＜埋め込み処理（図３１）＞まず処理３１
０１で、鍵ｋを初期値として疑似乱数を生成し、原画像
Ｉ（i,j）の各画素位置に対応する鍵ｋijを生成する
（鍵長をｎビットとする場合、Ｍ×Ｎ×ｎビットの擬似
乱数が必要）。次に処理３１０２で、Ｉ（i,j）のＲＧ
Ｂ成分を連結して画素ごとに２３ビットの値（Ｂ成分の
ＬＳＢは除く）ＣＣ（i,j）を作成する。更に処理３１
０３で、画素位置ごとの鍵ｋijと暗号化関数を用いてＣ
Ｃ（i,j）を暗号化し、Ｂ（i,j）＝Ｅ_ｋij（ＣＣ(i,
j)）を計算する。但し、Ｅ_ｋij()は、ｋijを鍵とする
暗号化関数を表す。最後に処理３１０４で、画像Ｉ（i,
j）のＢ成分のＬＳＢにＢ（i,j）のＬＳＢを埋め込み、
電子透かし画像Ｉ'（i,j）を生成する。この図３１に示
す埋め込み処理によって得られる電子透かし画像Ｉ'
（i,j）は、画像Ｉ（i,j）のＢ成分のＬＳＢを、処理３
１０４で変化させた画像である。ここで、Ｂ成分のＬＳ
Ｂのみを変化させて電子透かし画像とする理由は、人間
の視覚特性を考慮し、最も画質劣化が少ない埋め込み処
理を実現するためである。

【０２５０】次に、この処理の概要を図３３及び図３４
を参照して説明する。

【０２５１】図３３において、３３００は擬似乱数発生
部で、鍵ｋを初期値としてＭ×Ｎ×ｎビット（ｎは暗号
化関数で用いる鍵長）の乱数３３０１を発生する。この
乱数３３０１の位置（i,j）にあるｎビットの乱数は、
原画像Ｉ（i,j）３３０２の位置（i,j）の画素と対応し
ており、暗号関数の鍵として用いられる。

【０２５２】図３４において、３４０２は原画像Ｉ（i,
j）の１つの画素を構成するＲＧＢの３色の色成分を連
接させたデータであり、ＣＣ（i,j）は、データ３４０
２からＢ成分のＬＳＢを除いたものである。３４０１
は、データ３４０２の画素の画素位置に対応する鍵ｋij
（乱数３３０１のうちの１つの乱数）を表す。３４０３
は、鍵ｋij３４０２によってＣＣ（i,j）を暗号化した
結果を示し、そのＬＳＢがデータ３４０２のＬＳＢに埋
め込まれる。このような処理を行うことによって原画像
３３０２（図３３）のＢ成分のＬＳＢを置き換えた電子
透かし画像Ｉ'（i,j）が得られる。

【０２５３】次に、図３２を参照して、こうして埋め込
まれた画像を抽出する抽出手法について説明する。

【０２５４】図３２は、本実施の形態１３に係る埋め込
まれた画像を抽出する処理を説明するための概念図であ
る。

【０２５５】ここで検証対象の画像をＶ（i,j）とし、
それをＲＧＢの成分に分解した画像を各々ＶR（i,j），
ＶG（i,j），ＶB（i,j）で表す。ここで検証者は、埋め
込み処理で用いた鍵ｋを共有しているものとする。但
し、図の３２０３以下の処理はｉ＝０，ｊ＝０からｉ＝
Ｍ，ｊ＝Ｎまで、各画素毎に行われる。

【０２５６】＜抽出処理（図３２）＞まず処理３２０１
で、鍵ｋを初期値として疑似乱数を生成し、検証画像Ｖ
（i,j）の各画素位置に対応する鍵ｋijを生成する（こ
こで鍵長をｎビットとする場合、Ｍ×Ｎ×ｎビットの擬
似乱数が必要）。次に処理３２０２で、検証画像Ｖ（i,
j）のＲＧＢ成分を連結して画素ごとに２３ビットの値
（Ｂ成分のＬＳＢを除く）ＤＤ（i,j）を作成する。そ
して処理３２０３で、画素位置ごとの鍵ｋijと暗号化関
数とを用いてＤＤ（i,j）を暗号化し、Ｕ（i,j）＝Ｅ_
ｋij（ＤＤ(i,j)）を計算する。但し、Ｅ_ｋij()は、ｋ
ijを鍵とする暗号化関数を表す。最後に、Ｕ（i,j）の
ＬＳＢがＶ（i,j）のＢ成分のＬＳＢに等しければ改ざ
んなし、等しくなければ改ざんありとして、その時の
（i,j）を改ざん位置とする。

【０２５７】尚、この抽出処理の概要は、前述の図３３
及び図３４の構成を参照しても理解できるので、その説
明図を省略する。

【０２５８】本実施の形態１３において、擬似乱数によ
って生成した鍵は各画素に対応するＭ×Ｎ×ｎビット生
成するとしたが、Ｍ×Ｎ×ｎビット以下のＬ×ｎビット
として、そのＬ個の鍵をランダム、又は数画素おきなど
所定の手法によって画像中の画素位置と対応付けておく
ことにより、擬似乱数生成処理を簡単かつ高速化するこ
とも可能である。ここで、ＬはＭ×Ｎより小さく、その
対応は１つの鍵を複数画素に対応づけてもよいし、１つ
の画素に対応付けてもよい。

【０２５９】また、用いる暗号化関数はここでは限定し
ないが、公知のＤＥＳやＭＩＳＴＹなどの種々の共通鍵
暗号方式の中から選択して用いることが可能である。

【０２６０】以上説明した画像の埋め込み処理、及び抽
出処理は、図３に示す画像処理装置を用いることによっ
て実現できる。

【０２６１】以上説明したように本実施の形態１３によ
れば、鍵を初期値として生成した疑似乱数と、用いる暗
号化関数が安全であるならば、鍵を除く抽出アルゴリズ
ムや埋め込みアルゴリズムが知られても安全な画像の埋
め込み及び抽出手法が実現できる。

【０２６２】本発明は上記実施の形態を実現するための
装置及び方法及び実施の形態で説明した方法を組み合わ
せて行う方法のみに限定されるものではなく、上記シス
テム又は装置内のコンピュータ（ＣＰＵあるいはＭＰ
Ｕ）に、上記実施の形態を実現するためのソフトウエア
のプログラムコードを供給し、このプログラムコードに
従って上記システムあるいは装置のコンピュータが上記
各種デバイスを動作させることにより上記実施の形態を
実現する場合も本発明の範疇に含まれる。

【０２６３】またこの場合、前記ソフトウエアのプログ
ラムコード自体が上記実施の形態の機能を実現すること
になり、そのプログラムコード自体、及びそのプログラ
ムコードをコンピュータに供給するための手段、具体的
には上記プログラムコードを格納した記憶媒体は本発明
の範疇に含まれる。

【０２６４】このようなプログラムコードを格納する記
憶媒体としては、例えばフロッピィディスク、ハードデ
ィスク、光ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、
磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ＲＯＭ等を用い
ることができる。

【０２６５】また、上記コンピュータが、供給されたプ
ログラムコードのみに従って各種デバイスを制御するこ
とにより、上記実施の形態の機能が実現される場合だけ
ではなく、上記プログラムコードがコンピュータ上で稼
働しているＯＳ（オペレーティングシステム）、あるい
は他のアプリケーションソフト等と共同して上記実施の
形態が実現される場合にも、係るプログラムコードは本
発明の範疇に含まれる。

【０２６６】更に、この供給されたプログラムコード
が、コンピュータの機能拡張ボードやコンピュータに接
続された機能拡張ユニットに備わるメモリに格納された
後、そのプログラムコードの指示に基づいてその機能拡
張ボードや機能格納ユニットに備わるＣＰＵ等が実際の
処理の一部または全部を行い、その処理によって上記実
施の形態が実現される場合も本発明の範疇に含まれる。

【０２６７】以上説明したように本実施の形態によれ
ば、従来はできなかった鍵を除く埋め込みアルゴリズム
や抽出アルゴリズムを知られても、または公開しても偽
造が困難な、すなわち安全な電子透かしによる改竄位置
検出手法が実現できる。さらに、本発明ではスタンプ画
像を必要とせず、鍵のみの秘匿でよく効率的である。

【０２６８】また本実施の形態によれば、従来はできな
かった鍵を除く埋め込みアルゴリズムや抽出アルゴリズ
ムを知られても、または公開しても偽造が困難な、すな
わち安全な電子透かしによる改ざん位置検出手法が実現
できる。さらに、本実施の形態では、スタンプ画像を必
要とせず、鍵のみの秘匿でよく効率的であり、同じ鍵を
用いて異なるコンテンツを処理しても、その入れ替えを
検出できる。

【０２６９】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、例
えば電子透かし手法のアルゴリズムや埋め込みパターン
が知られたとしても、確実に改竄位置を特定できる。

【０２７０】また本発明によれば、スタンプ画像を用い
る必要がなく、鍵情報の保存だけでデジタルデータにお
ける改竄位置が検出できるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１に係る画像の埋め込み処
理の概要を説明する概念図である。

【図２】実施の形態１における埋め込み画像の抽出及び
改竄位置の特定処理を説明する概要図である。

【図３】本発明の実施の形態に係る画像処理装置の構成
を示すブロックである。

【図４】本発明の実施の形態２に係る画像の埋め込み処
理の概要を説明する概念図である。

【図５】実施の形態２における埋め込み画像の抽出及び
改竄位置の特定処理を説明する概要図である。

【図６】本発明の実施の形態３に係るデータブロックの
構成を説明する図である。

【図７】実施の形態３における検査ビットの埋め込み処
理を説明する図である。

【図８】実施の形態３における検査ビットの抽出及び改
竄位置の特定処理を説明する概要図である。

【図９】本発明の実施の形態４に係る画像の埋め込み処
理の概要を説明する概念図である。

【図１０】実施の形態４における埋め込み画像の抽出及
び改竄位置の特定処理を説明する概要図である。

【図１１】本発明の実施の形態５に係る画像の埋め込み
処理の概要を説明する概念図である。

【図１２】実施の形態５における埋め込み画像の抽出及
び改竄位置の特定処理を説明する概要図である。

【図１３】本発明の実施の形態６に係る画像の埋め込み
処理の概要を説明する概念図である。

【図１４】実施の形態６における埋め込み画像の抽出及
び改竄位置の特定処理を説明する概要図である。

【図１５】本発明の実施の形態７に係る画像の埋め込み
処理の概要を説明する概念図である。

【図１６】実施の形態７における埋め込み画像の抽出及
び改竄位置の特定処理を説明する概要図である。

【図１７】本発明の実施の形態８に係る画像の埋め込み
処理の概要を説明する概念図である。

【図１８】実施の形態８における埋め込み画像の抽出及
び改竄位置の特定処理を説明する概要図である。

【図１９】本発明の実施の形態９におけるデータブロッ
クへの検査ビットの埋め込み処理を説明する図である。

【図２０】実施の形態９における検査ビットの抽出及び
改竄位置の特定処理を説明する概要図である。

【図２１】本発明の実施の形態１０に係る画像の埋め込
み処理の概要を説明する概念図である。

【図２２】実施の形態１０における埋め込み画像の抽出
及び改竄位置の特定処理を説明する概要図である。

【図２３】本発明の実施の形態１１に係る画像の埋め込
み処理の概要を説明する概念図である。

【図２４】実施の形態１１における埋め込み画像の抽出
及び改竄位置の特定処理を説明する概要図である。

【図２５】本発明の実施の形態１２におけるデータブロ
ックへの検査ビットの埋め込み処理を説明する図であ
る。

【図２６】実施の形態１２における検査ビットの抽出及
び改竄位置の特定処理を説明する概要図である。

【図２７】本発明の実施の形態１に係る画像の埋め込み
処理を説明する概念図である。

【図２８】本発明の実施の形態２に係る画像の埋め込み
処理を説明する概念図である。

【図２９】本発明の実施の形態６に係る画像の埋め込み
処理を説明する概念図である。

【図３０】本発明の実施の形態７に係る画像の埋め込み
処理を説明する概念図である。

【図３１】本発明の実施の形態１３に係る画像の埋め込
み処理の概要を説明する概念図である。

【図３２】実施の形態１３における埋め込み画像の抽出
及び改竄位置の特定処理を説明する概要図である。

【図３３】本発明の実施の形態１３に係る画像の埋め込
み処理を説明するための概念図である。

【図３４】本発明の実施の形態１３に係る画像の埋め込
み処理を説明するための概念図である。

Claims (54)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 画素位置に応じた擬似乱数値と、デジタ
   ル画像データの各画素データとから、当該画素の画素位
   置に対応する第１検査ビットを生成する検査ビット生成
   手段と、 前記第１検査ビットを前記デジタル画像データの対応す
   る画素データに多重化する多重化手段と、を有すること
   を特徴とするデータ処理装置。
2. 【請求項２】 前記検査ビット生成手段は、前記デジタ
   ル画像データの所定の色成分の画素データから前記第１
   検査ビットを生成することを特徴とする請求項１に記載
   のデータ処理装置。
3. 【請求項３】 前記検査ビット生成手段は、前記各画素
   データの所定ビットと前記擬似乱数値との排他的論理和
   を取り、その結果を１ビットデータに変換して当該１ビ
   ットデータ同士の演算により前記第１検査ビットを生成
   することを特徴とする請求項１又は２に記載のデータ処
   理装置。
4. 【請求項４】 前記検査ビット生成手段は、前記擬似乱
   数値をもとに前記画像データの画素数に相当する鍵を生
   成し、前記鍵を各画素位置に対応づけて用いて前記画像
   データの各画素データを暗号化し、その暗号化したデー
   タのうちの数ビットを前記第１検査ビットとして生成す
   ることを特徴とする請求項１又は２に記載のデータ処理
   装置。
5. 【請求項５】 前記多重化手段は、前記第１検査ビット
   を前記デジタル画像データの対応する画素データの最小
   位のビットに挿入することを特徴とする請求項１乃至４
   のいずれか１項に記載のデータ処理装置。
6. 【請求項６】 前記多重化手段は、前記デジタル画像デ
   ータと同じサイズの２値画像データの前記画素データに
   対応する画素データに応じて、前記第１検査ビットの多
   重化の仕方を変更することを特徴とする請求項１乃至５
   のいずれか１項に記載のデータ処理装置。
7. 【請求項７】 前記検査ビット生成手段は、前記各画素
   データの所定ビットと前記擬似乱数値との排他的論理和
   を取って暗号化した暗号化画像を生成し、前記暗号化画
   像の隣接する複数画素データを更に暗号化して前記第１
   検査ビットを生成することを特徴とする請求項１又は２
   に記載のデータ処理装置。
8. 【請求項８】 前記検査ビット生成手段は、前記擬似乱
   数値をもとに複数の鍵を生成し、前記鍵と前記画像デー
   タの画素位置を所定の手法で対応付けて用いて、対応付
   けられた画素位置にある画素データを暗号化して前記第
   １検査ビットを生成することを特徴とする請求項１又は
   ２に記載のデータ処理装置。
9. 【請求項９】 前記鍵と画素位置とを対応づける前記所
   定の手法は、隣接する複数画素データと１つの鍵を対応
   づけることを特徴とする請求項８に記載のデータ処理装
   置。
10. 【請求項１０】 前記鍵と画素位置とを対応づける前記
    所定の手法は、ランダムに選択された複数画素データと
    １つの鍵を対応づけることを特徴とする請求項８に記載
    のデータ処理装置。
11. 【請求項１１】 前記鍵と画素位置とを対応づける前記
    所定の手法は、ランダムに選択された１つ画素データと
    １つの鍵を対応づけることを特徴とする請求項８に記載
    のデータ処理装置。
12. 【請求項１２】 前記検査ビット生成手段は、前記各画
    素データの所定ビットと前記擬似乱数値との排他的論理
    和を取って暗号化した暗号化画像を生成し、前記暗号化
    画像の各画素データと、前記画像データからランダムに
    選択した画素データとをそれぞれ変換して前記第１検査
    ビットを生成することを特徴とする請求項１又は２に記
    載のデータ処理装置。
13. 【請求項１３】 複数のデータブロックから構成される
    デジタルコンテンツの各データブロック位置に応じた疑
    似乱数値と、当該データブロックから第１検査ビットを
    生成する検査ビット生成手段と、 前記第１検査ビットを対応するデータブロックに多重化
    する手段と、を有することを特徴とするデータ処理装
    置。
14. 【請求項１４】 前記検査ビット生成手段は、前記擬似
    乱数値と前記データブロックとの排他的論理和を取って
    暗号化ブロックを生成する手段と、前記暗号化ブロック
    の誤り検出符号をもとに前記第１検査ビットを生成する
    手段とを備えることを特徴とする請求項１３に記載のデ
    ータ処理装置。
15. 【請求項１５】 順序付けられた複数のデータブロック
    を含むデジタルコンテンツに対して、１つのデータブロ
    ックと当該データブロックの前又は後ろのデータブロッ
    クとから第１検査ビットを生成する検査ビット生成手段
    と、 前記第１検査ビットを対応するデータブロックに多重化
    する手段と、を有することを特徴とするデータ処理装
    置。
16. 【請求項１６】 順序付けられた複数のデータブロック
    を含むデジタルコンテンツからランダムに選択した複数
    のデータブロックから第１検査ビットを生成する検査ビ
    ット生成手段と、 前記検査ビット生成手段により生成された前記第１検査
    ビットを対応するデータブロックに多重化する多重化手
    段と、を有することを特徴とするデータ処理装置。
17. 【請求項１７】 デジタル画像データに多重化されてい
    る第１検査ビットを分離する分離手段と、 画素位置に応じた擬似乱数値と、デジタル画像データの
    各画素データとから、当該画素の画素位置に対応する第
    ２検査ビットを生成する検査ビット生成手段と、 前記第１及び第２検査ビット同士を比較する比較手段
    と、を有することを特徴とするデータ処理装置。
18. 【請求項１８】 前記検査ビット生成手段は、前記デジ
    タル画像データの所定の色成分の画素データから前記第
    ２検査ビットを生成することを特徴とする請求項１７に
    記載のデータ処理装置。
19. 【請求項１９】 前記検査ビット生成手段は、前記各画
    素データの所定ビットと前記擬似乱数値との排他的論理
    和を取り、その結果を１ビットデータに変換して当該１
    ビットデータ同士の演算により前記第２検査ビットを生
    成することを特徴とする請求項１７又は１８に記載のデ
    ータ処理装置。
20. 【請求項２０】 前記検査ビット生成手段は、前記各画
    素データの所定ビットと前記擬似乱数値との排他的論理
    和を取って暗号化した暗号化画像を生成し、前記暗号化
    画像の隣接する複数画素データを更に暗号化して前記第
    ２検査ビットを生成することを特徴とする請求項１７又
    は１８に記載のデータ処理装置。
21. 【請求項２１】 前記検査ビット生成手段は、前記擬似
    乱数値をもとに前記画像データの画素数に相当する鍵を
    生成し、前記鍵を用いて、前記画像データの隣接する複
    数画素データを暗号化して前記第２検査ビットを生成す
    ることを特徴とする請求項１７又は１８に記載のデータ
    処理装置。
22. 【請求項２２】 前記検査ビット生成手段は、前記デジ
    タル画像データの任意の位置の画素の画素データと、当
    該画素以外のランダムに選択した複数画素の画素データ
    のそれぞれをビットデータに変換し、前記ビットデータ
    を基に前記第２検査ビットを生成することを特徴とする
    請求項１７又は１８に記載のデータ処理装置。
23. 【請求項２３】 前記検査ビット生成手段は、前記各画
    素データの所定ビットと前記擬似乱数値との排他的論理
    和を取って暗号化した暗号化画像を生成し、前記暗号化
    画像の各画素データと、前記画像データからランダムに
    選択した画素データとをそれぞれ変換して前記第２検査
    ビットを生成することを特徴とする請求項１７又は１８
    に記載のデータ処理装置。
24. 【請求項２４】 デジタルコンテンツに多重化された第
    １検査ビットを分離する分離手段と、 複数のデータブロックから構成されるデジタルコンテン
    ツの各データブロック位置に応じた疑似乱数値と、当該
    データブロックから第２検査ビットを生成する検査ビッ
    ト生成手段と、 前記第１及び第２検査ビット同士を比較する比較手段
    と、を有することを特徴とするデータ処理装置。
25. 【請求項２５】 前記検査ビット生成手段は、前記擬似
    乱数値と前記データブロックとの排他的論理和を取って
    暗号化ブロックを生成する手段と、前記暗号化ブロック
    の誤り検出符号をもとに前記第２検査ビットを生成する
    手段とを備えることを特徴とする請求項２４に記載のデ
    ータ処理装置。
26. 【請求項２６】 デジタルコンテンツに多重化された第
    １検査ビットを分離する分離手段と、 順序付けられた複数のデータブロックを含むデジタルコ
    ンテンツに対して、１つのデータブロックと当該データ
    ブロックの前又は後ろのデータブロックとから第２検査
    ビットを生成する検査ビット生成手段と、 前記第１及び第２検査ビット同士を比較する比較手段
    と、を有することを特徴とするデータ処理装置。
27. 【請求項２７】 デジタルコンテンツに多重化された第
    １検査ビットを分離する分離手段と、 順序付けられた複数のデータブロックを含むデジタルコ
    ンテンツからランダムに選択した１つ以上のデータブロ
    ックから第２検査ビットを生成する検査ビット生成手段
    と、 前記第１及び第２検査ビット同士を比較する比較手段
    と、を有することを特徴とするデータ処理装置。
28. 【請求項２８】 画素位置に応じた擬似乱数値と、デジ
    タル画像データの各画素データとから、当該画素の画素
    位置に対応する第１検査ビットを生成する検査ビット生
    成工程と、 前記第１検査ビットを前記デジタル画像データの対応す
    る画素データに多重化する多重化工程と、を有すること
    を特徴とするデータ処理方法。
29. 【請求項２９】 前記検査ビット生成工程では、前記デ
    ジタル画像データの所定の色成分の画素データから前記
    第１検査ビットを生成することを特徴とする請求項２８
    に記載のデータ処理方法。
30. 【請求項３０】 前記多重化工程では、前記第１検査ビ
    ットを前記デジタル画像データの対応する画素データの
    最小位のビットに挿入することを特徴とする請求項２８
    又は２９に記載のデータ処理方法。
31. 【請求項３１】 前記検査ビット生成工程では、前記各
    画素データを１ビットに変換したビットデータと前記擬
    似乱数値との排他的論理和を取り、その結果を前記第１
    検査ビットとすることを特徴とする請求項２８に記載の
    データ処理方法。
32. 【請求項３２】 前記多重化工程では、前記デジタル画
    像データと同じサイズの２値画像データの前記画素デー
    タに対応する画素データに応じて、前記第１検査ビット
    の多重化の仕方を変更することを特徴とする請求項２８
    乃至３１のいずれか１項に記載のデータ処理方法。
33. 【請求項３３】 前記検査ビット生成工程では、前記各
    画素データの所定ビットと前記擬似乱数値との排他的論
    理和を取って暗号化した暗号化画像を生成し、前記暗号
    化画像の隣接する複数画素データを更に暗号化して前記
    第１検査ビットを生成することを特徴とする請求項２８
    に記載のデータ処理方法。
34. 【請求項３４】 前記検査ビット生成工程では、前記擬
    似乱数値をもとに前記画像データの画素数に相当する鍵
    を生成し、前記鍵を用いて、前記画像データの隣接する
    複数画素データを暗号化して前記第１検査ビットを生成
    することを特徴とする請求項２８に記載のデータ処理方
    法。
35. 【請求項３５】 前記検査ビット生成工程では、前記擬
    似乱数値をもとに複数の鍵を生成し、前記鍵と前記画像
    データのランダムに選択した１つの画素データを１対１
    に対応付けて用いて、対応付けられた画素位置にある画
    素データを暗号化して前記第１検査ビットを生成するこ
    とを特徴とする請求項２８に記載のデータ処理方法。
36. 【請求項３６】 前記検査ビット生成工程では、前記画
    像データの任意の位置の画素の画素データと、当該画素
    以外のランダムに選択した複数画素の画素データのそれ
    ぞれをビットデータに変換し、前記ビットデータを基に
    前記第１検査ビットを生成することを特徴とする請求項
    ２８に記載のデータ処理方法。
37. 【請求項３７】 前記検査ビット生成工程では、前記各
    画素データの所定ビットと前記擬似乱数値との排他的論
    理和を取って暗号化した暗号化画像を生成し、前記暗号
    化画像の各画素データと、前記画像データからランダム
    に選択した画素データとをそれぞれ変換して前記第１検
    査ビットを生成することを特徴とする請求項２８に記載
    のデータ処理方法。
38. 【請求項３８】 複数のデータブロックから構成される
    デジタルコンテンツの各データブロック位置に応じた疑
    似乱数値と、当該データブロックから第１検査ビットを
    生成する検査ビット生成工程と、 前記第１検査ビットを対応するデータブロックに多重化
    する工程と、を有することを特徴とするデータ処理方
    法。
39. 【請求項３９】 前記検査ビット生成工程では、前記擬
    似乱数値と前記データブロックとの排他的論理和を取っ
    て暗号化ブロックを生成する工程と、前記暗号化ブロッ
    クの誤り検出符号をもとに前記第１検査ビットを生成す
    る工程とを備えることを特徴とする請求項３８に記載の
    データ処理方法。
40. 【請求項４０】 順序付けられた複数のデータブロック
    を含むデジタルコンテンツに対して、１つのデータブロ
    ックと当該データブロックの前又は後ろのデータブロッ
    クとから第１検査ビットを生成する検査ビット生成工程
    と、 前記第１検査ビットを対応するデータブロックに多重化
    する工程と、を有することを特徴とするデータ処理方
    法。
41. 【請求項４１】 順序付けられた複数のデータブロック
    を含むデジタルコンテンツからランダムに選択した複数
    のデータブロックから第１検査ビットを生成する検査ビ
    ット生成工程と、 前記検査ビット生成工程により生成された前記第１検査
    ビットを対応するデータブロックに多重化する多重化工
    程と、を有することを特徴とするデータ処理方法。
42. 【請求項４２】 デジタル画像データに多重化されてい
    る第１検査ビットを分離する分離工程と、 画素位置に応じた擬似乱数値と、デジタル画像データの
    各画素データとから、当該画素の画素位置に対応する第
    ２検査ビットを生成する検査ビット生成工程と、 前記第１及び第２検査ビット同士を比較する比較工程
    と、を有することを特徴とするデータ処理方法。
43. 【請求項４３】 前記検査ビット生成工程では、前記デ
    ジタル画像データの所定の色成分の画素データから前記
    第２検査ビットを生成することを特徴とする請求項４２
    に記載のデータ処理方法。
44. 【請求項４４】 前記検査ビット生成工程では、前記各
    画素データを１ビットに変換したビットデータと前記擬
    似乱数値との排他的論理和を取り、その結果を前記第１
    検査ビットとすることを特徴とする請求項４２又は４３
    に記載のデータ処理方法。
45. 【請求項４５】 前記検査ビット生成工程では、前記各
    画素データの所定ビットと前記擬似乱数値との排他的論
    理和を取って暗号化した暗号化画像を生成し、前記暗号
    化画像の隣接する複数画素データを更に暗号化して前記
    第２検査ビットを生成することを特徴とする請求項４２
    又は４３に記載のデータ処理方法。
46. 【請求項４６】 前記検査ビット生成工程では、前記擬
    似乱数値をもとに前記画像データの画素数に相当する鍵
    を生成し、前記鍵を用いて、前記画像データの隣接する
    複数画素データを暗号化して前記第２検査ビットを生成
    することを特徴とする請求項４２又は４３に記載のデー
    タ処理方法。
47. 【請求項４７】 前記検査ビット生成工程では、前記デ
    ジタル画像データの任意の位置の画素の画素データと、
    当該画素以外のランダムに選択した複数画素の画素デー
    タのそれぞれをビットデータに変換し、前記ビットデー
    タを基に前記第２検査ビットを生成することを特徴とす
    る請求項４２又は４３に記載のデータ処理方法。
48. 【請求項４８】 前記検査ビット生成工程では、前記各
    画素データの所定ビットと前記擬似乱数値との排他的論
    理和を取って暗号化した暗号化画像を生成し、前記暗号
    化画像の各画素データと、前記画像データからランダム
    に選択した画素データとをそれぞれ変換して前記第２検
    査ビットを生成することを特徴とする請求項４２又は４
    ３に記載のデータ処理方法。
49. 【請求項４９】 デジタルコンテンツに多重化された第
    １検査ビットを分離する分離工程と、 複数のデータブロックから構成されるデジタルコンテン
    ツの各データブロック位置に応じた疑似乱数値と、 当該データブロックから第２検査ビットを生成する検査
    ビット生成工程と、 前記第１及び第２検査ビット同士を比較する比較工程
    と、を有することを特徴とするデータ処理方法。
50. 【請求項５０】 前記検査ビット生成工程は、前記擬似
    乱数値と前記データブロックとの排他的論理和を取って
    暗号化ブロックを生成する工程と、前記暗号化ブロック
    の誤り検出符号をもとに前記第２検査ビットを生成する
    工程とを備えることを特徴とする請求項４９に記載のデ
    ータ処理方法。
51. 【請求項５１】 デジタルコンテンツに多重化された第
    １検査ビットを分離する分離工程と、 順序付けられた複数のデータブロックを含むデジタルコ
    ンテンツに対して、１つのデータブロックと当該データ
    ブロックの前又は後ろのデータブロックとから第２検査
    ビットを生成する検査ビット生成工程と、 前記第１及び第２検査ビット同士を比較する比較工程
    と、を有することを特徴とするデータ処理方法。
52. 【請求項５２】 デジタルコンテンツに多重化された第
    １検査ビットを分離する分離工程と、 順序付けられた複数のデータブロックを含むデジタルコ
    ンテンツからランダムに選択した１つ以上のデータブロ
    ックから第２検査ビットを生成する検査ビット生成工程
    と、 前記第１及び第２検査ビット同士を比較する比較工程
    と、を有することを特徴とするデータ処理方法。
53. 【請求項５３】 請求項２８乃至５２のいずれか１項に
    記載のデータ処理方法を実行することを特徴とするプロ
    グラム。
54. 【請求項５４】 請求項２８乃至５２のいずれか１項に
    記載のデータ処理方法を実行するプログラムを記憶した
    ことを特徴とする、コンピュータにより読み取り可能な
    記憶媒体。