JP3919673B2 - 透かしを使用してデータ・セットの配布と認証を行う装置および方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一般には、サウンド・トラック、画像、またはビデオなど人間に知覚可能なデータ・セットをディジタル化した場合のデータ・セットの知覚不能な透かし（watermark）（透かし）に関する。
【０００２】
【従来の技術】
知覚不能な透かし（以下透かしと略す）は、人間にはほとんど知覚できないが、コンピュータなどの機械は認識可能なデータ・セットの変更である。たとえば、データ・セットが画像を表す場合、透かしは（ほとんど）目に見えない必要がある。データ・セットがサウンド・トラックを表す場合、透かしは（ほとんど）聞き取れないものでなければならない、といった具合である。このような透かし付けの一般原理は従来の技術で開示されている。
【０００３】
所有権の保護、すなわち、所有権が争われる状況で正当な権利を有する所有者が誰であるかを立証するために、いくつかの透かし付け方式が提案されている。それに対して、本明細書では、本発明人等は文書の所有者または作成日付あるいはその両方の同一性を識別することによって文書の真偽を検査するために使用される透かし付け技法に関心を持っている。画像の改変は、好ましくは画像上で改変の場所を突き止めることができるようにして、認証アルゴリズムによって検出可能でなければならない。さらに認証は、画像の一部についても可能でなければならない。このような透かしを壊れやすい透かし（fragile water mark）と呼ぶ。壊れやすい透かしは、画像を変更すると変更される（その変更は検出可能である）。
【０００４】
たとえば、Ｍ．Ｍ．ユン（Yeung）およびＦ．Ｃ．ミンツァー（Mintzer）の「An Invisible Watermarking Technique for Image Verification」（International Conference on Image Processing 1997年議事録「Proceedings」、Vol.II pp.680-683）を参照されたい。この論文には、データ・セットの所有者がデータ・セットに知覚不能な透かしを組み込む透かし付け方式が記載されている。図１の従来技術に示すように、「所有者」はソース・データ・セット１０１に透かし付け方式１０２を適用して、透かし付きデータ・セット１０３を実現する。この透かし付きデータ・セットは「顧客」１０４に配布される。所有者と顧客の両方が、透かしを使用してデータ・セットを認証１０５することができる。
【０００５】
関連発明は、「The Trustworthy Digital Camera: Restoring Credibility to the Photographic Image」Ｇ．Ｌ．フリードマン（Friedman）「IEEE Trans. on consumer Elec.」（Vol.39, No.4、1993年、pp.905-910）およびＧ．Ｌ．フリードマンの米国特許第５４９９２９４号であり、同特許明細書には、生成された画像を認証するための署名を暗号を使用して作成するディジタル・カメラが記載されている。
【０００６】
Ｇ．Ｌ．フリードマンのこの発明は、署名が画像中に埋め込まれるのではなく、画像に付加されるため、透かしではない。これにはつぎのようないくつかの欠点がある。
１）画像を認証するには、画像だけでなく画像と署名の両方が必要である。
２）画像の変更が加えられた場所を判別することができない。
３）署名は画像全体に依存しているため、画像の切り取られた版を認証することができない。
４）認証アルゴリズムは画像のうちの人間が読める部分にアクセスする必要がある。したがって、認証エージェントが「顧客」とは異なる場合、認証エージェントも画像の人間が読める内容を見ることになり、この状況は望ましくない場合がある。１〜３の欠点は、署名を付加する代わりに壊れやすい透かしを使用して容易に是正することができる。しかし、現況技術では、これによって以下の点が犠牲になる。
５）単に最下位ビットを変更するだけでなく画像を著しく変更する。
６）秘密鍵／公開鍵（ＳＫ／ＰＫと略す）暗号化の広く認められた利点が得られない署名である。利点の１つは、認証エージェントが所有者でない場合、認証エージェントは画像に透かしを入れることができないことである。
【０００７】
本発明は、上記の欠点をすべて是正する。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、透かしをソース・データ・セットＩ内に埋め込んで作成した透かし付きデータ・セットＩ^~について、その知覚可能性を維持するとともに、認証者には、Ｉの内容は秘密に保持しつつ、的確に認証させることのできる装置および方法を提供することである。
【０００９】
本発明の他の目的は、透かしをソース・データ・セットＩ内に埋め込んで作成した透かし付きデータ・セットＩ^~について、その知覚可能性を維持するとともに、認証者には的確に認証させつつ、認証者が透かしを作ることができないことを保障できる装置および方法を提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明では、ソース・データ・セットＩを構成するビットを最下位ビットとその他のビットしての上位ビットとに区分する。Ｉから上位ビットＩ_tを抽出し、Ｉ_tに基づき透かしＩ_lを作成し、Ｉ_lをＩの最下位ビットに挿入して透かし付きデータ・セットＩ^~を得る。こうして、Ｉ^~は人に知覚可能なものとなる。
【００１１】
Ｉ_lは、Ｉ_tの暗号版又はハッシュ版としてのＩ_s＝ｆ₂（Ｉ_t）から作成することにし、認証は、Ｉ_sとＩ_lを受けて、Ｉ_l’＝Ｖ（Ｉ_s）を計算し、Ｉ_l’とＩ_lとに基づいて行う。
【００１２】
または、透かしＩ_lはＩ_s＝Ｖ（Ｉ_s）とする。ただしＶ＝Ｖ₁・Ｖ₂である。Ｖ₁及びＶ₁ ^-1はそれぞれ公開鍵暗号法の秘密鍵及び公開鍵の関係にある。認証はＩ_sと透かしＩ_lを受けて、Ｖ₂（Ｉ_s）とＶ₁ ^-1（Ｉ_l）との比較に基づいて行う。
【００１３】
本発明は、場合により独立した認証エージェントが、人間可読データを読むことができないようにして、データ・セットを認証することができる、データ・セット配布方式に関する。さらに、任意選択により、認証エージェントＡは所有者Ｏの透かし付け方式を使用して画像に透かしを入れることができない。全般的な枠組みを図２に示す。ソース・データ２０１の所有者は、以下のステップによってソース・データ２０１を透かし付きデータ・セット２０６に変換する。まず、ソース・データにプライバシー制御２０２を付加する。これによって、認証が可能になると同時に、データ・セットの内容のプライバシーが保護される。次に、透かし付けアルゴリズムを適用する２０３。これによって、プライバシー強化された透かし付きデータ２０４ができる。透かしは画像に依存するため、画像の最下位ビットにしか影響を与えず、それによって最大限の画質保護が可能になる。プライバシー強化された透かし付きデータからはソース・データの人間可読内容を取り出すことができないが、データ２１２を認証することはできる。この透かし付きプライバシー強化データを、所有者から認証エージェントまたは顧客に配布することができる。さらに、認証エージェントと顧客との間でも配布可能である。
【００１４】
透かし付き人間可読内容を復元するには、所有者２０５または顧客２０９がプライバシー解除アルゴリズムを適用する。その結果の透かし付きデータ２０６は、所有者から顧客に配布することができる。次に顧客はプライバシー制御２１０を適用して、透かし付きプライバシー強化データ２０８を入手することができる。この事例では所有者と認証エージェントと顧客とは、用途に応じて異なる当事者でも同一の当事者でもよい。したがって、この枠組みは図１に示した従来技術よりもはるかに一般的である。この枠組みの汎用性は、いくつかのステップを容易に修正したり省いたりすることができることによりさらに向上する。たとえば、プライバシーが不要な場合は、プライバシー保護に関するすべてのステップを回避することができる。たとえば、新聞雑誌や個人に画像を販売する画像配布業者はこれらのステップを必要としないのに対して、ファイル上でデータを維持する政府機関は、ファイルの真正性を管理すると同時にファイルの内容を秘密にしておく必要がある。
【００１５】
（たとえばフリードマンの論文で開示されている）従来技術のように、本発明は認証のために暗号技法を使用する。しかし、フリードマンの開示では、画像全体のために署名が作成され、その署名が画像に付加される。本発明では、暗号を使用して、データ・セットの人間可読内容を知る必要なしに検証することができる埋込み透かしを作成する。この技法は、認証エージェントが画像に透かしを入れることができないようにする機能を果たすこともできる。
【００１６】
本発明の透かし付け技法の使用は、データ・セット全体を符号化することによるデータ・セットの認証を含み、それによって改変を検出することができるだけでなく、その場所を突き止めることができる。さらに、切り取られた画像の場合、そのほとんどを認証することができる。また、認証アルゴリズムは、認証する画像が透かし付き画像をコピーすることによって得られたものであるかどうかを検出することができる。
【００１７】
データ・セットの各部分の検証と、変更が加えられた場所の特定ができれば、意図的に変更されたのではなく、送信によって、または、たとえば磁気記録装置への記憶中または取り出し中に局所的に影響を受けたに過ぎない画像の情報内容の保持が可能になることに留意されたい。通信回線と記憶装置には両方とも、通常、ある程度の割合の障害がある。フリードマンの論文のように、画像全体に依存する署名が作成された場合、送信または記憶によって生じた変更の結果、画像が真正でなくなるが、これは望ましくない場合がある。本発明では、画像に加えられた変更が、本質的でない人間可読内容の領域に局所化されている場合、その画像は用途によっては依然として真正であると見なせる場合がある。
【００１８】
本発明には３つの主な態様がある。第１の態様は、認証エージェントがデータ・セットの人間可読内容を読み取ることができないようにして、透かしデータ・セットを認証することができるようにする機能である。これは、本発明のプライバシー制御態様を形成する。
【００１９】
第２の態様は、データ・セット依存透かしを生成し、それをデータ・セットの最下位ビットに埋め込むことができる機能である。これは、透かしが可能な限りわからなくなることを意味する。
【００２０】
第３の態様は、透かし付きデータ・セットのコピー版を認証することができる機能と、透かし付きデータ・セットがコピーされたかどうかを検出することができる機能である。これによって、透かし付け方式に対する「カット・アンド・ペースト」攻撃、すなわち透かし付きデータ・セットの各部分を配置し直すことによって真正でないデータ・セットにされることも防止される。
【００２１】
【発明の実施の形態】
一般に、ディジタル化された人間に知覚可能なデータ・セットは、Ｎビット数値またはその集合のｎ₁×ｎ₂×．．．ｎ_M配列Ｉとして示される。たとえば、標準サウンド・トラックの場合はＭ＝１、グレー・スケール画像の場合はＭ＝２である。ステレオまたはより一般的にｍトラック（ただしｍ≧２）のサウンド・トラックの場合、これは、ｎ₂＝ｍでＭ＝２、またはＭ＝１でｍ≧２配列と見なすことができる。同様に、カラー画像は、Ｍ≧３の単一の配列、またはＭ＝２の３個以上の配列とみなすことができる（ただし、３はカラー画像の成分の最小数である）。したがって、オーディオ・ビデオ文書は、ビデオのＭ＝４の配列と（ステレオ）音声のＭ＝２の配列とによって表すことができる。
【００２２】
本明細書では様々な事例を扱う。まず、後の各項で使用する用語について説明するために用語法を示す必要がある。画像Ｉには、その所有者Ｏによって透かしが付けられる。所有者Ｏはその画像を透かし付き画像Ｉ^~に変換する（Ｉが破棄される場合もあれば、Ｉがまったく存在しておらず、その画像が直接透かし付き形態で作成される場合もある）。この透かし付き画像には、顧客Ｃがアクセスすることができ、顧客Ｃは自分が所有者Ｏの真正の透かし付き画像にアクセスすることを確認したい。この認証は、認証エージェントＡが行うことができる。したがって、最大３人の当事者がいるが、場合によってはそのうちの２人は同一である。本発明で扱う事例のいくつかは、以下のように説明することができる。
事例１． Ｏが、自分の古い画像がまだ真正であることを確認したいと考え、しかもそれらを外部の支援なしで認証したいとする。この場合は、Ｏ＝Ｃ＝Ａ。
事例２． Ｏが、唯一の認証エージェントになりたいと思う（この場合、Ａ＝Ｏ）。
事例３． Ｏが、任意の顧客が外部の支援を必要とせずに認証できるようにしたいとする（この場合、Ａ＝Ｃ）。その場合、秘密鍵／公開鍵（以下ＳＫ／ＰＫと呼ぶ）の対を使用して透かし付けを行う必要がある。
事例４． 画像が、銀行口座記録、社会保障書類などの機密文書である。Ａは、その画像の人間可読内容にアクセスすることはできず、その画像に透かしを付けることもできない。ただし、次式の記号をＩ^~で表す。~はティルドと呼ぶ。
【００２３】
【数１】

【００２４】
いくつかの事例に配慮して本発明の一般的な仕組みをいくつかのステップに分解するが、場合によっては、これらのステップのうちの１つまたは複数のステップは何も行わないことに相当することもある。
【００２５】
次に図３を参照しながら、透かし付けの仕組みについて説明する。データ・セットＩの所有者が、以下のようにして透かし付きデータ・セットＩ^~を構築する。初期データ・セットＩ３０１から初めて、（マップｆ₁を介して）データ・セットＩ_t＝ｆ₁（Ｉ）３０２を抽出する。Ｉ_tには、人間可読内容を含めて、データ・セットの内容のほとんどが含まれている。Ｉ_tの一例は、データ・セットの上位ビットであろう（画像または音声データの場合）。次に、マップｆ₂を介してデータ・セットＩ_tをデータ・セットＩ_s＝ｆ₂（Ｉ_t）３０３に変換する。応用分野によっては、Ｉ_sはＩ_tと同じ場合や（すなわち、ｆ₂は恒等関数である）、Ｉ_sがＩ_tの暗号化版またはハッシュ版の場合がある。本発明のこの部分（Ｉ_s３０３）は、プライバシー制御を構成する。
【００２６】
次に、認証エージェントが知っている関数Ｖを使用してＩ_sを透かしＩ_l＝Ｖ（Ｉ_s）３０４に変換する。関数Ｖは、Ｉの所有者に依存することができる。次に、以下のようにＩ_lとＩ_tを組み合わせることによって、透かし付き画像Ｉ^~３０５を構築する。
Ｉ^~＝ｇ（Ｉ_t，Ｉ_l）
あるいは、Ｉ^~は以下のように暗黙的に定義することもできる。
ｇ（Ｉ_t，Ｉ_l，Ｉ^~）＝０
この場合、反復アルゴリズムを使用して、Ｉ_tとＩ_lからＩ^~を構築する。いずれの場合も、関数ｇをＩ（またはＩ_t）がＩ^~と知覚的に類似するように使用する。たとえば、画像信号または音声信号の場合、Ｉ_tは、最下位ビットを除くＩのすべてのデータ・ビットとすることができ、Ｉ^~は、Ｉ_tを上位ビットとして使用し、Ｉ_lを最下位ビットとして使用することによって構築される。
【００２７】
関数ｇは、Ｉ^~からＩ_tおよびＩ_lを抽出する抽出関数ｈ_tおよびｈ₁が存在するという特性も有する。すなわちＩ_t＝ｈ_t（Ｉ）およびＩ_l＝ｈ₁（Ｉ^~）である。たとえば、Ｉ_tがＩ^~の上位ビットであり、Ｉ_lがＩ^~の最下位ビットである場合、ｈ_tおよびｈ₁がどのように定義されるかが明らかである。
【００２８】
図２および図３を参照しながら上述したＩからＩ^~への変換によって、原画像のプライバシー・コード化された透かし付き版ができる。
【００２９】
次に、図４を参照すると、検証プロセスが図示されている。顧客が、透かし付き画像Ｉ^~３１１を認証してもらいたいと考えている。顧客は、（ｈ_ｔおよびｈ_１を使用して）Ｉ_ｔ３１２およびＩ_ｌ３１３を抽出し、Ｉ_ｔからＩ_ｓ＝ｆ_２（Ｉ_ｔ）３１４を構築し、認証エージェントにデータ・セットＩ_ｓ３１５およびＩ_ｌ３１６を渡す。認証エージェントは、関数Ｖを使用してＩ_ｓからＩ_ｌ'＝Ｖ（Ｉ_ｓ）３１７を構築し、Ｉ_ｌ'をＩ_ｌ３１８と比較する。この２つが同じ場合３１９、透かし付き画像Ｉ^~は真正である。同じでない場合は真正ではない３２０。
【００３０】
所有者以外の誰も画像に透かしを付けることができないようにするために、公開鍵暗号を使用し、ＶをＶ＝Ｖ₁・Ｖ₂に分解する。ここでＶ₁ ^-1は既知の公開鍵であるが、Ｖ₁は秘密であり、所有者のみが知っている。さらに、Ｖ₁ ^-1が与えられてもＶ₁を計算によって求めることは不可能であると考えられる。その場合、認証エージェントは、Ｖ₂（Ｉ_s）を構築し、それをＶ₁ ^-1（Ｉ_l）と比較する。この２つが同じ場合、透かし付き画像Ｉは真正である。多くの応用分野で、Ｖ₂は恒等関数とすることができる。
【００３１】
図５を使用して、公開鍵暗号を使用する場合の検証プロセスを例示する。所有者のステップは図４に示すものと同じである。しかし、認証エージェントは、Ｖ_２（Ｉ_ｓ）３２７およびＶ_１ ^−１（Ｉ_ｌ）３２９を構築する。次に、決定ブロック３２８でＶ_２（Ｉ_ｓ）とＶ_１ ^−１（Ｉ_ｌ）を比較する。答えが肯定の場合、透かし付きデータ・セットＩ^~は真正である３３０。否定の場合は真正でない３３１。
【００３２】
図４および図５で、Ｉ_sがＩ_tの暗号化版またはハッシュ版の場合、認証エージェントはデータ・セットの人間可読内容が入ったＩ_tの内容を読み取ることができない。さらにＩ_lがデータ・セットの人間可読内容を露呈しない場合（Ｉ_lは最下位ビットであるため、通常は露呈しない）、認証エージェントはデータ・セットの人間可読内容を読み取ることができずに、データ・セットを認証することができる。これによって、本発明のプライバシー制御態様が実現される。
【００３３】
好ましい実施形態では、２つのレベルで暗号化技法を使用する。第１に、暗号化技法をプライバシー制御、すなわちｆ₂の定義に使用する。第２に、暗号化を認証、すなわちＶの定義に使用する。
【００３４】
図６に、好ましい実施形態において、データ・セットＩの所有者が透かし付き画像Ｉ^~を構築する様子を示す。使用するこの特定の暗号化技法の説明は、Handbook of Applied Cryptography（Alfred J.Menezes, Paul C. van Oorschot、およびScott A. Vanstone、CRC Press, 1997年）に記載されている。初期データ・セットＩ４０１から始めて、切捨てデータ・セット４０３Ｉ_t＝ｆ₁（Ｉ）をマップｆ₁４０２を介して引き出す。Ｉ_tは、人間可読内容を含めて、データ・セットの内容のほとんどを含む。たとえば、Ｉ_tは原データ・セットＩの上位ビットのみを保持することによって構成することができる。
【００３５】
次に、マップｆ_e４０４を使用してデータ・セットＩ_tを第２のデータ・セット４０５Ｉ₂＝ｆ_e（Ｉ_t）に変換する。応用分野によっては、Ｉ₂がＩ_tと同じであったり（その場合ｆ_eは恒等関数である）、Ｉ₂がＩ_tの暗号化版とすることができる場合もある。場合によっては、Ｉ₂は冗長情報を含み、Ｉ_tよりも大きくなることがある。たとえば、好ましい実施形態では、Ｉ_tは各領域がＩ₂にマップされるいくつかの重なり合う領域によって被われることになる。
【００３６】
次に第２のデータ・セットＩ₂を使用し、マップｆ₃４０６を介して縮小データ・セット４０７Ｉ_s＝ｆ₃（Ｉ₂）を計算する。Ｉ_s＝Ｉ₂とすることもできるが、いくつかの応用分野ではｆ₃は（データのサイズを縮小するために）ハッシュ関数として選定される。前掲の事例３または４の場合、ｆ₃は周知の公開鍵である暗号ハッシュ関数Ｈとしてより精密に構築されることになる。その場合、Ｉ₂などの任意のメッセージＭがあれば、Ｍの場合のＩ_s＝Ｈ（Ｍ）を誰でも容易に求めることができるが、同じハッシュ値Ｈ（Ｍ）＝Ｈ（Ｍ'）を持つ２つの異なるメッセージＭおよびＭ'を見つけ出すのは計算上不可能であると考えられる。また、ハッシュ値Ｙが与えられた場合に、Ｈ（Ｍ）＝Ｙを満たすメッセージＭを求めるのは計算上不可能であると考えられる。このようなハッシュ関数の１つはセキュア・ハッシュ・アルゴリズム（ＳＨＡ−１）である。図３のｆ₂では、ｆ₂＝ｆ₃ｏｆ_eである。
【００３７】
次に、Ｉ_sを使用して、関数透かしｆ_w４０８を計算する。この関数透かしは、実効透かしＩ_w４０９をＩに関連づけ、Ｉ_w＝ｆ_w（Ｉ_s）として計算される。ただし、Ｉ_wは適切なサイズの配列である。場合によっては、Ｉ_wは透かし付き画像のすべての最下位ビット（Ｉ_l）の集合となることがあり、その場合、これをＩ_w＝Ｉ_lと表すが、これが（ビデオのように）高速のコーディングを必要とする場合や、実効透かしをできるだけ目に付かないようにする必要がある場合は、Ｉ_lのサブセットのみとすることもできる。
【００３８】
関数ｆ_wは縮小画像と所有者Ｏに依存するが、場合によっては透かし付けが行われる時間Ｔまたは場所Ｐあるいはその両方にも依存する。記号中ｆｗ＝Ｆ（Ｉ_s，Ｏ，Ｔ，Ｐ）。応用分野によっては、ｆ_wはＳＫ／ＰＫ対のＳＫ部分（または切り取りを考慮してその集合）を使用して構築することができる。この対の公開部分はｆ_pで示される。その場合、認証エージェントＡは、Ｉ_wがＦ（Ｉ_s，Ｏ，Ｔ，Ｐ）（Ｉ_s）＝ｆ_w（Ｉ_s）として計算すべきものであることを確認することができるが、Ｉ_s、Ｏ、Ｔ、およびＰからＩ_wを計算することはできない。一般に、ｆ_pはｆ_wが透かし付けに使用されていることを検証するために必要な関数を表す（事例１のような場合には、ｆ_wとしてｆ_pが選定されることもある）。
【００３９】
Ｉ_wを計算した後は、それを使用して下位ビットＩ_l４１０を生成する。前述のようにＩ_w４０９はＩ_lと等しくすることもＩ_lのサブセットとすることもでき、サブセットの場合はＩ_lの他のビットはＩ内のビットまたは恣意的なビットとして選定される。次に、Ｉ_tおよびＩ_lから透かし付き画像Ｉ^~４１２を構成する。たとえば、Ｉ^~を、Ｉ_lと連結４１１されたＩ_tとすることもできる。しかし、より複雑なプロトコルが好ましい場合もある。
【００４０】
次に、Ｉ^~を作成するために選定された厳密なプロトコルに従って、暗号化技術の業者には明らかな方式で、画像の認証を実施することができる。Ｏ、Ｔ、およびＰ（必要に応じて）に関するすべての情報をＩ_wの非秘密部分に埋め込むことが実際的である（切り取られた画像の認証を考慮する場合には画像全体にわたって何回も繰り返す）。このようなデータを入れるＩ^~内の場所を標準化し、認証プロセスを容易にするためのロケータとして機能させることもできる。その場合、Ａ（ｆ_pにアクセスできる人）には、認証を行うのにＩ_sおよびＩ_wのみを伝えるだけで済み、ｆ₃として暗号ハッシュ関数を使用した場合にはＩ_tが何であるかを推測することはできなくなる。ＳＫ／ＰＫ対を使用した場合、ＡはＩ_tの透かしを偽造することもできなくなる。
【００４１】
画像の透かし付けとその認証のプロセスの実施例の概略図を図７から図８に示す。図７を参照すると、ソース画像５０１が人間により知覚可能な内容保持部分５０２と残余部分５０４とに分割される５０３。この残余部分は、透かし付き画像で透かしに置き換えられることになる。内容保持部分はプライバシー制御のためにブロック５０５で暗号化される。次に、ブロック５０７で、暗号化されたデータ５０６を使用して透かし５０８が構築される。
【００４２】
次に、図８を参照すると、ブロック５２３で内容保持部分５２１に透かし５２２が挿入され、透かし付き画像５２４が生成される。認証のために、ブロック５２５で透かし付きデータから透かしが抽出され、ブロック５２７で透かし付きデータから暗号化データが生成され、この２つの情報が認証プロトコル５２６で使用される。
【００４３】
次に、特定のタイプのデータ・セットに関する好ましい実施形態について説明する。ここでは一般にデータ・セットの非圧縮版を扱うことに留意されたい。
【００４４】
グレースケール画像
この絵はｍ×ｎ画素であり、各画素は８ビットの情報によって表される。ここでは、上位７ビットを「上位ビット」と呼び、８番目のビット（最下位ビット）を「下位ビット」と呼ぶ。透かし付けプロセスは、上位ビットを扱うが、下位ビットが変更される。各画素は８ビットの情報で表されるものと仮定するが、当業者ならこの実施態様を、各画素がＮビットの情報で表される場合に合わせて容易に適応化することができる。これと同じことは、後述のように他のタイプのデータ・セットにも言える。
【００４５】
各小さい正方形が３２×３２画素の大きさの大きい正方形の中央に埋め込まれるように、絵の大半（恐らくは境界線を除く）を２４×２４画素の小さい正方形に分解する。図９に示すように、大きい正方形は重なり合うが、小さい正方形は重なり合わない。図１０に示すように、大きい正方形を決定する際には周期的な境界条件を使用することができる。言い換えると、画像の境界線の外部にある部分を有する大きい正方形は、反対側の境界線に「ラップ」アラウンドされる。
【００４６】
通例、周期的境界条件の使用によって、他に調整を必要とせずにこの方法を画像の境界地点と内部の地点に全く同じように使用することが可能になる。この場合、周期的境界条件によって、さらに、画像が切り取られたかどうかを判断する検証も可能になる。
【００４７】
次に図１１を参照すると、周期的境界条件を使用して重なり合わない小さい正方形と重なり合う大きい正方形に分割されたソース画像Ｉ（７０１）から始めて、各大きい正方形についてすべての１０２４＝３２×３２画素（すなわち７×１０２４＝７１６８ビット）の上位ビットを集めて７１６８ビットのメッセージＭ１にする（７０２）。これらのメッセージＭ１すべての集合がＩ₂を形成する。このメッセージの１６０ビット・ハッシュとしてのＭ２＝Ｈ（Ｍ１）を計算する（ただし、ＨはＳＨＡ−１とする。）（７０３）。１６０ビットのＭ２に所有者の名前と時刻を付加して５１２ビットのメッセージＭ３を生成する（７０４）。Ｍ２は１６０ビットであるので、５１２ビットのＭ３における所有者の名前と時刻についての付加部分は３５２（＝５１２−１６０）ビットとなる。ここでは、所有者の名前には、画像の名前、画像の作成日付または作成場所など他のデータを含めることができる。
【００４８】
ここでは、公開認証を可能にするために、生成方法として米国特許第４４０５８２９号に記載されているＲＳＡプロトコルを選定し、ＳＫ／ＰＫ対を使用する。他のいくつかの方法も使用可能である。ＲＳＡプロトコルの署名関数をＳＩＧＮで表し、ＲＳＡプロトコルの検証（認証）関数をＶＥＲＩＦＹで表す。
【００４９】
次に、５１２ビットのＲＳＡ署名Ｍ４＝ＳＩＧＮ（ＳＫ，Ｍ３）を計算する７０５。この５１２ビットを小さい正方形内の５７６＝２４×２４画素の下位部分に入れて、既存の下位ビットを削除する。５７６の下位ビットがあるため、各小さい正方形内で５７６−５１２＝６４ビットが他のデータのために残される。この６４ビットを予備下位ビットと呼ぶ（７０６）。
【００５０】
ここでは、常に予備下位ビットを標準化された方法で小さい正方形に分散させて、ロケータとして使用されるようにする。ＳＫ／ＰＫ対を使用する場合は常に、所有者の名前、時刻、および公開鍵ＰＫは、それを入手したい人は誰でも入手可能であるものとみなす。ここでは、（おそらくは複数の正方形の）予備下位ビット中に所有者の名前および時刻（またはその一部）を埋め込むことにする。（複数の正方形の予備下位ビットを使用して）ＰＫもそこに記憶することができるが、他の手段によって公にアクセス可能でなければならない。
【００５１】
顧客が、データ・セット（またはその一部）が改変されたかどうかを検証したいとする。その顧客は、データの一部にアクセスすることができる。データは切り取られている可能性があるが、それでも顧客にとって入手可能な部分が元の未変更版であることを検証したいとする。
【００５２】
そのデータ・セットが切り取られている場合、絵の中の大きい正方形の位置合わせを決定する必要がある。予備下位ビットに所有者の名前が埋め込まれている場合、データ・セット内でそれを探索して正しい位置合わせを見つけることができる。もう一つの可能性は、予備下位ビットに埋め込まれた小さい固定した同期パターンを使用して正しい位置合わせを決定することである。
【００５３】
あるいは、試行錯誤方式を使用して、検証手続きを可能性のある位置合わせごとに１回ずつ５７６＝２４×２４回繰り返すことによって正しい位置合わせを決定することもできる。
【００５４】
切り取りの結果、画像の境界画素が検証不能になっている可能性がある。このような検証不能境界画素の量を使用して、画像が切り取られたか否か（または画像が切り取られたことを隠すために改変されたか否か）を判断することができる。
【００５５】
顧客は以下のように処理を進める。図１２を参照すると、透かし付き画像Ｉ^~７３１から始まり、データ・セットの各大きい正方形について、上位ビットを集めてメッセージＭ１'７３２にする。それに対応する小さい正方形の下位ビットを集めて５１２ビットのメッセージＭ４'７３３を生成する。次に顧客には以下の２つの選択肢がある。
１．Ｍ１'とＭ４'を認証エージェントに渡す（図１２）か、
２．ハッシュＭ２'＝Ｈ（Ｍ１'）を計算し、Ｍ２'とＭ４'を認証エージェントに渡す（図１３）。
【００５６】
いずれの場合も、認証エージェントはＭ２'を計算または取り出すことができる（図１２の７３４または図１３の７５４）。（Ｍ１'ではなく）Ｍ２'が認証エージェントに渡される場合、認証エージェントはＭ１'にアクセスすることができず、したがってそのデータ・セットの人間可読内容を読み取ることができない。その場合、認証エージェントは、以下のように認証を行う。まず、所有者の名前と、時刻とＰＫを収集する。あるいは、たとえば透かし付きデータ・セットの予備下位ビットに埋め込まれている場合、所有者の「名前」、「時刻」、またはＰＫを、顧客が収集して認証エージェントに渡すこともできる。次に、その名前と時刻をＭ２'に付加してＭ３'７３５を得る。次に、決定ブロック７３７に示すように、ＶＥＲＩＦＹ（ＰＫ，Ｍ４'）を計算し、Ｍ３'がＶＥＲＩＦＹ（ＰＫ，Ｍ４'）と等しいかどうか調べる。これはすべて公に入手可能な情報を使用して行うことができる。Ｍ３'＝ＶＥＲＩＦＹ（ＰＫ，Ｍ４'）の場合、これはＭ４'＝ＳＩＧＮ（ＳＫ，Ｍ３'）であることを意味する。
【００５７】
各大きい正方形が検証式を満たす場合（７３８）、顧客はデータが（切り取り以外には）改変されていないことを確信することができる。
【００５８】
Ｍ１'ではなくＭ２'が認証エージェントに送られる場合、認証フローチャートは図１３に示す通りである。Ｍ２'の計算が認証エージェントではなく顧客によって行われる点を除けば、これらのステップはすべて図１２と同じである。
【００５９】
本発明の実施形態の以上の説明では、グレースケール画像に焦点を絞ったが、本発明はより一般的な意味で他のデータ・セットにも容易に適用可能であり、それによって「画像」という語は、以下に述べるように、カラー画像、ビデオ、音声のような人間によって知覚可能な他のどのようなデータ・セットにでも置き換えることができる。
【００６０】
カラー画像
カラー画像では、各画素が三原色の各色について８ビットずつ２４ビットを有する。ここでは各画素の３ビット（三原色の各色の最下位ビット）を「下位ビット」として使用し、他の２１ビットを「上位ビット」とする。小さい正方形は１４×１４画素になり、大きい正方形は２２×２２である。したがって、下位ビット数は５８８＝３×１４×１４であり、上位ビット数は１０１６４＝２１×２２×２２になる。これで予備下位ビットの数は５８８−５１２＝７６である。この方式のこの他の部分は上記と同じである。
【００６１】
音声波形
音声波形では、データ・セットは、各サンプルが１６ビット数であるサンプルの一次元配列であるものとする。その場合、この事例に適応させるのは比較的簡単である。たとえば、大小の正方形の代わりに、大きい窓の中央に小さい窓のあるデータの大小の窓を使用する。６００サンプルの小さい窓と、１０００サンプルの大きい窓を使用する。大きい窓は重なり合うが、小さい窓は重なり合わない。この方式のこの他の部分はグレースケール画像の場合と同様であり、本発明を理解する者なら誰でも推し量ることができる。
【００６２】
ビデオ
ビデオ・データは一般に高速で処理されるため、この応用分野は迅速な実施を必要とする。アルゴリズムの速度を上げる一つの方法は、透かしを持つものとして画像全体に散在した下位ビットのサブセットのみを使用することである。このような地点の場所は、最初の画像上のＰＫまたは可読データあるいはその両方から入手可能であり、フレームごとに変化する。可能な切り取りを行う場合は、そのようなデータを周期的に繰り返すことができる。望ましくない切り取りやカット・アンド・ペースト攻撃は防止するが、検出可能な切り取りは可能にするために、各フレーム上の透かしはそのフレームの画像とその前後のフレーム上の画像とに依存する。できるだけ見えない透かしを望む場合、散在した点のみに透かしを付ける方法は静止画像でも使用可能である。
【００６３】
本発明の好ましい実施形態は、特に以下の利点を示す。
・ 小さい正方形を大きい正方形の中に埋め込んで、カット・アンド・ペースト攻撃を防止する。すなわち、真正な画像の断片を並べ替えることによって構成された画像は真正ではなくなる。
・ 第三者が認証エージェントにＭ２'およびＭ４'を検証のために渡す場合、認証エージェントは透かし付きデータ・セットの人間可読内容を読み取ることができない。したがって、これによって、データ・セットの人間可読内容の一定水準のプライバシーが得られる。
・ 公開鍵暗号化手段の使用は、認証エージェントがデータ・セットを認証することはできるがデータ・セットに透かしを付けることはできないことを意味する。
・ 透かしはデータ・セットの最下位ビットに埋め込まれるため、知覚できなくなる。
・ 原画像の透かし付けが周期的境界条件を使用する場合、認証エージェントは、境界が認証されているか否かを検査することによって、画像が切り取られたか否かを判断することができる。
・ 透かし付き画像が改変されている場合、認証エージェントはその改変の場所をほぼ突き止めることができる。
【００６４】
まとめとして、本発明の構成に関して以下の事項を開示する。
【００６５】
（１）透かしを使用して、人間に知覚可能なソース・データ・セットの配布と認証を行う方法であって、
プライバシー符号化方法の識別子を入手するステップと、
前記ソース・データ・セットの透かし付き版を作成するステップと、
識別された前記プライバシー符号化方法を使用して前記透かし付き版を変換するステップと、
前記ソース・データ・セットの前記プライバシー符号化透かし付き版から透かしを抽出するステップと、
前記透かしを認証するステップとを含む方法。
（２）前記入手ステップが、前記識別子を生成することによって行われる、上記（１）に記載の方法。
（３）前記入手ステップが、データ要求者から前記識別子を受け取ることによって行われる、上記（１）に記載の方法。
（４）前記変換ステップが、
プライバシー符号化方法の前記識別子と共に前記ソース・データ・セットの前記透かし付き版を配布するステップと、
前記透かし付き版に識別された前記プライバシー符号化方法を適用してプライバシー符号化透かし付き版を作成するステップとをさらに含む、上記（２）に記載の方法。
（５）前記変換ステップが、
前記ソース・データ・セットの前記透かし付き版を前記データ要求者に配布するステップと、
前記透かし付き版に識別された前記プライバシー符号化方法を適用してプライバシー符号化透かし付き版を作成するステップとをさらに含む、上記（３）に記載の方法。
（６）前記変換ステップが、
前記透かし付き版に識別された前記プライバシー符号化方法を適用してプライバシー符号化透かし付き版を作成するステップと、
前記ソース・データ・セットの前記プライバシー符号化透かし付き版をプライバシー符号化方法の前記識別子と共に配布するステップとをさらに含む、上記（２）に記載の方法。
（７）前記識別子を使用して前記透かし付き版を再作成することによって前記プライバシー符号化を除去するステップをさらに含む、上記（６）に記載の方法。
（８）前記変換ステップが、
前記透かし付き版に識別された前記プライバシー符号化方法を適用してプライバシー符号化透かし付き版を作成するステップと、
前記ソース・データ・セットの前記プライバシー符号化透かし付き版を配布するステップとをさらに含む、上記（３）に記載の方法。
（９）前記識別子を使用して前記透かし付き版を再作成することによって前記プライバシー符号化を除去するステップをさらに含む、上記（８）に記載の方法。
【００６６】
（１０）透かしを使用して、人間に知覚可能なソース・データ・セットの配布と認証を行う方法であって、
前記ソース・データ・セットから上位ビットを抽出するステップと、
前記上位ビットに基づいて透かしを生成するステップと、
前記透かしを前記ソース・データ・セットの最下位ビットに挿入し、それによって前記ソース・データ・セットの透かし付き版を作成するステップと、
前記ソース・データ・セットの前記透かし付き版を配布するステップと、
前記ソース・データ・セットの前記透かし付き版を認証するステップとを含む方法。
（１１）前記認証ステップが、
前記透かし付き版から上位ビットを抽出し、前記上位ビットから抽出された透かしを計算するステップと、
前記抽出された透かしを前記透かし付き版の最下位ビットと比較するステップとをさらに含む、上記（１０）に記載の方法。
（１２）前記透かしが生成される前および前記抽出された透かしが計算される前に、前記上位ビットが暗号化される、上記（１１）に記載の方法。
（１３）前記透かしが、前記ソース・データ・セットの前記最下位ビットに挿入される前に暗号化され、前記透かし付き版の前記最下位ビットが、前記抽出された透かしと比較される前に暗号解除される、上記（１１）に記載の方法。
（１４）前記透かしが、前記ソース・データ・セットの前記最下位ビットに挿入される前に暗号化され、前記透かし付き版の前記最下位ビットが、前記抽出された透かしと比較される前に暗号解除される、上記（１２）に記載の方法。
【００６７】
（１５）透かしを生成し、前記透かしを使用して人間に知覚可能なソース・データ・セットを認証する方法であって、
前記ソース・データ・セットから上位ビットを抽出するステップと、
前記上位ビットに依存し、任意選択により追加の情報にも依存する、透かしを生成するステップと、
前記透かしを前記ソース・データ・セットの最下位ビットに挿入し、それによって前記ソース・データ・セットの透かし付き版を作成するステップと、
前記透かしが人間に知覚可能なソース・データ・セットに対応することを認証するか、または他の当事者が認証することができるようにするか、あるいはその両方を行うステップと、
前記透かしを作成するために使用された前記追加情報の一部または全部を抽出するか、または他の当事者が抽出することができるようにするか、あるいはその両方を行うステップとを含む方法。
（１６）前記認証ステップが前記透かし付き版の切り取られた版に対して行われる、上記（１５）に記載の方法。
（１７）前記切り取りが前記認証ステップによって検出される、上記（１６）に記載の方法。
（１８）前記認証ステップによって前記ソース・データ・セット内の改変のおおよその場所を判断することができる、上記（１５）に記載の方法。
（１９）前記認証ステップが前記透かし付き版のみを使用して行うことができる、上記（１５）に記載の方法。
（２０）前記透かし付き版のみを有する第三者が前記透かしを抽出して前記透かしを追加のソース・データ・セットに加えることが現実的にできない、上記（１５）に記載の方法。
【００６８】
（２１）透かしを使用して人間に知覚可能なソース・データ・セットの配布と認証を行う方法であって、
人間に知覚可能なソース・データ・セットのディジタル化とセグメント化を行って複数の重なり合わないディジタル化セグメントと、それに対応する複数の重なり合うディジタル化セグメントにするステップと、
前記ソース・データ・セットの透かし付き版を作成するステップと、
前記透かし付きデータ・セットを配布するステップと、
前記透かし付きデータ・セットにプライバシー解除アルゴリズムを適用するステップと、
前記透かし付きデータ・セットを認証するステップとを含む方法。
（２２）重なり合わない各セグメントがそれに対応する重なり合うセグメント内に同じ方式で埋め込まれ、前記ディジタル化が人間に知覚可能なソース・データ・セットのディジタル表現を含み、前記ディジタル表現がディジタル要素を含み、各前記要素が上位ビットと下位ビットとに分割され、前記上位ビットが前記ソース・データ・セットの人間知覚可能性を保持するのに十分である、上記（２１）に記載の方法。
（２３）前記ソース・データ・セットの透かし付き版を作成する前記ステップが、前記複数の対応するセグメントの各セグメントについて、
前記重なり合うセグメントの前記上位ビットにプライバシー制御を付加し、その結果として暗号化された上位ビットを有するデータ・セットができるステップと、
前記プライバシー強化され切り取られたセグメントに透かし付けアルゴリズムを適用し、前記アルゴリズムの結果としてサイズが縮小されたデータ・セットができるステップと、
前記縮小データ・セットを前記重なり合わないセグメントの下位ビットにマップし、それによって前記下位ビットを置き換えるステップとを含み、前記サイズの縮小が、前記マッピングの結果として予備下位ビットが残されるのに十分であり、前記予備下位ビットの一部が透かし属性を示すために使用される、上記（２２）に記載の方法。
（２４）前記マッピングによって前記下位ビットの一部が変更され、前記部分がより高い忠実度を達成するために下方に調整可能であり、より高いセキュリティを達成するために上方に調整可能である、上記（２３）に記載の方法。
（２５）前記透かし属性が、すべての前記セグメントについて同じであり、前記透かし属性を含む予備下位ビットがロケータとして使用可能なように標準化された方法で前記セグメント内に散在される、上記（２３）に記載の方法。
（２６）前記認証ステップが前記透かし付きデータ・セットの切り取られた部分に対して行われ、前記透かし属性を使用して前記重なり合うセグメントが位置合わせされる、上記（２５）に記載の方法。
（２７）前記認証ステップが、前記透かし付きデータ・セットの切り取られた部分に対して行われ、前記重なり合うセグメントの位置合わせの際に使用されるように前記予備下位ビット内に小さい固定した同期パターンが埋め込まれる、上記（２３）に記載の方法。
【００６９】
（２８）透かしを使用して、人間に知覚可能なソース・データ・セットの配布と認証を行う装置であって、
プライバシー符号化方法の識別子を入手する手段と、
前記ソース・データ・セットの透かし付き版を作成する手段と、
識別された前記プライバシー符号化方法を使用して前記透かし付き版を変換する手段と、
前記ソース・データ・セットの前記プライバシー符号化透かし付き版から透かしを抽出する手段と、
前記透かしを認証する手段とを含む装置。
（２９）前記入手手段が、前記識別子を生成することによって行われる、上記（２８）に記載の装置。
（３０）前記入手手段が、データ要求者から前記識別子を受け取る、上記（２８）に記載の装置。
（３１）前記変換手段が、
プライバシー符号化方法の前記識別子と共に前記ソース・データ・セットの前記透かし付き版を配布する手段と、
前記透かし付き版に識別された前記プライバシー符号化方法を適用してプライバシー符号化透かし付き版を作成する手段とをさらに含む、上記（２９）に記載の装置。
（３２）前記変換手段が、
前記ソース・データ・セットの前記透かし付き版を前記データ要求者に配布する手段と、
前記透かし付き版に識別された前記プライバシー符号化方法を適用してプライバシー符号化透かし付き版を作成する手段とをさらに含む、上記（３０）に記載の装置。
（３３）前記変換手段が、
前記透かし付き版に識別された前記プライバシー符号化方法を適用してプライバシー符号化透かし付き版を作成する手段と、
前記ソース・データ・セットの前記プライバシー符号化透かし付き版をプライバシー符号化方法の前記識別子と共に配布する手段とをさらに含む、上記（２９）に記載の装置。
（３４）前記識別子を使用して前記透かし付き版を再作成することによって前記プライバシー符号化を除去する手段をさらに含む、上記（３３）に記載の装置。
（３５）前記変換手段が、
前記透かし付き版に識別された前記プライバシー符号化方法を適用してプライバシー符号化透かし付き版を作成する手段と、
前記ソース・データ・セットの前記プライバシー符号化透かし付き版を配布する手段とをさらに含む、上記（３０）に記載の装置。
（３６）前記識別子を使用して前記透かし付き版を再作成することによって前記プライバシー符号化を除去する手段をさらに含む、上記（３５）に記載の装置。
【００７０】
（３７）透かしを使用して、人間に知覚可能なソース・データ・セットの配布と認証を行う装置であって、
前記ソース・データ・セットから上位ビットを抽出する手段と、
前記上位ビットに基づいて透かしを生成する手段と、
前記透かしを前記ソース・データ・セットの最下位ビットに挿入し、それによって前記ソース・データ・セットの透かし付き版を作成する手段と、
前記ソース・データ・セットの前記透かし付き版を配布する手段と、
前記ソース・データ・セットの前記透かし付き版を認証する手段とを含む装置。
（３８）前記認証手段が、
前記透かし付き版から上位ビットを抽出し、前記上位ビットから抽出された透かしを計算する手段と、
前記抽出された透かしを前記透かし付き版の最下位ビットと比較する手段とをさらに含む、上記（３７）に記載の装置。
（３９）前記透かしが生成される前および前記抽出された透かしが計算される前に、前記上位ビットが暗号化される、上記（３８）に記載の装置。
（４０）前記透かしが、前記ソース・データ・セットの前記最下位ビットに挿入される前に暗号化され、前記透かし付き版の前記最下位ビットが、前記抽出された透かしと比較される前に暗号解除される、上記（３８）に記載の装置。
（４１）前記透かしが、前記ソース・データ・セットの前記最下位ビットに挿入される前に暗号化され、前記透かし付き版の前記最下位ビットが、前記抽出された透かしと比較される前に暗号解除される、上記（３９）に記載の装置。
【００７１】
（４２）透かしを生成し、前記透かしを使用して人間に知覚可能なソース・データ・セットを認証する装置であって、
前記ソース・データ・セットから上位ビットを抽出する手段と、
前記上位ビットに依存し、任意選択により追加の情報にも依存する、透かしを生成する手段と、
前記透かしを前記ソース・データ・セットの最下位ビットに挿入し、それによって前記ソース・データ・セットの透かし付き版を作成する手段と、
前記透かしが人間に知覚可能なソース・データ・セットに対応することを認証するか、または他の当事者が認証することができるようにするか、あるいはその両方を行う手段と、
前記透かしを作成するために使用された前記追加情報の一部または全部を抽出するか、または他の当事者が抽出することができるようにするか、あるいはその両方を行う手段とを含む装置。
（４３）前記認証手段が前記透かし付き版の切り取られた版に対して作用する、上記（４２）に記載の装置。
（４４）前記切り取りが前記認証手段によって検出される、上記（４３）に記載の装置。
（４５）前記認証手段によって前記ソース・データ・セット内の改変のおおよその場所を判断することができる、上記（４２）に記載の装置。
（４６）前記認証手段が前記透かし付き版のみを使用して行うことができる、上記（４２）に記載の装置。
（４７）前記透かし付き版のみを有する第三者が前記透かしを抽出して前記透かしを追加のソース・データ・セットに加えることが現実的にできない、上記（４２）に記載の装置。
【００７２】
（４８）透かしを使用して人間に知覚可能なソース・データ・セットの配布と認証を行う装置であって、
人間に知覚可能なソース・データ・セットのディジタル化とセグメント化を行って複数の重なり合わないディジタル化セグメントと、それに対応する複数の重なり合うディジタル化セグメントにする手段と、
前記ソース・データ・セットの透かし付き版を作成する手段と、
前記透かし付きデータ・セットを配布する手段と、
前記透かし付きデータ・セットにプライバシー解除アルゴリズムを適用する手段と、
前記透かし付きデータ・セットを認証する手段とを含む装置。
（４９）重なり合わない各セグメントがそれに対応する重なり合うセグメント内に同じ方式で埋め込まれ、前記ディジタル化手段が人間に知覚可能なソース・データ・セットのディジタル表現を含み、前記ディジタル表現がディジタル要素を含み、各前記要素が上位ビットと下位ビットとに分割され、前記上位ビットが前記ソース・データ・セットの人間知覚可能性を保持するのに十分である、上記（４８）に記載の装置。
（５０）前記ソース・データ・セットの透かし付き版を作成する前記手段が、前記複数の対応するセグメントの各セグメントについて、
前記重なり合うセグメントの前記上位ビットにプライバシー制御を付加し、その結果として暗号化された上位ビットを有するデータ・セットができる手段と、
前記プライバシー強化され切り取られたセグメントに透かし付けアルゴリズムを適用し、前記アルゴリズムの結果としてサイズが縮小されたデータ・セットができる手段と、
前記縮小データ・セットを前記重なり合わないセグメントの下位ビットにマップし、それによって前記下位ビットを置き換える手段とを含み、前記サイズの縮小が、前記マッピングの結果として予備下位ビットが残されるのに十分であり、前記予備下位ビットの一部が透かし属性を示すために使用される、上記（４９）に記載の装置。
（５１）前記マッピング手段によって前記下位ビットの一部が変更され、前記部分がより高い忠実度を達成するために下方に調整可能であり、より高いセキュリティを達成するために上方に調整可能である、上記（５０）に記載の装置。
（５２）前記透かし属性が、すべての前記セグメントについて同じであり、前記透かし属性を含む予備下位ビットがロケータとして使用可能なように標準化された装置で前記セグメント内に散在される、上記（５０）に記載の装置。
（５３）前記認証手段が前記透かし付きデータ・セットの切り取られた部分に対して作用し、前記透かし属性を使用して前記重なり合うセグメントが位置合わせされる、上記（５２）に記載の装置。
（５４）前記認証手段が、前記透かし付きデータ・セットの切り取られた部分に対して作用し、前記重なり合うセグメントの位置合わせの際に使用されるように前記予備下位ビット内に小さい固定した同期パターンが埋め込まれる、上記（５０）に記載の装置。
【００７３】
（６１）：第１、第２および第３の装置を含み、
前記第１の装置が、
ソース・データ・セットＩを構成するビットを最下位ビットとその他のビットしての上位ビットとに区分しソース・データ・セットＩから上位ビットＩ_tを抽出する手段と、
該抽出した上位ビットＩ_tの暗号版又はハッシュ版としてのＩ_s＝ｆ₂（Ｉ_t）を生成する手段と、
関数Ｖにより前記Ｉ_sを透かしＩ_l＝Ｖ（Ｉ_s）へ変換する手段と、
前記Ｉ_lを前記ソース・データ・セットＩの最下位ビットに挿入して前記ソース・データ・セットＩの透かし付きデータ・セットＩ^~を作成する手段と、
を含み、
前記第２の装置が、
透かし付きデータ・セットＩ^~から上位ビットＩ_tと透かしＩ_lとを抽出する手段と、
該抽出した上位ビットＩ_tの暗号版又はハッシュ版としてのＩ_s＝ｆ₂（Ｉ_t）を生成する手段と、
を含み、
前記第３の装置が、
関数Ｖにより前記第２の装置からのＩ_sから透かしＩ_l’＝Ｖ（Ｉ_s）を構築する手段と、
透かしＩ_l’と前記第２の装置からの透かしＩ_lとの比較に基づいて第２の装置における透かし付きデータ・セットＩ^~を認証する手段と、
を含む、
ことを特徴とする装置。
【００７４】
（６２）：第１、第２および第３の装置を含み、
前記第１の装置が、
ソース・データ・セットＩを構成するビットを最下位ビットとその他のビットしての上位ビットとに区分しソース・データ・セットＩから上位ビットＩ_tを抽出する手段と、
Ｉ_s＝ｆ₂（Ｉ_t）に基づきＩ^~からＩ_sを生成する手段と、
関数Ｖ（ただしＶ＝Ｖ₁・Ｖ₂である。Ｖ₁およびＶ₁ ^-1はそれぞれ公開鍵暗号法の秘密鍵および公開鍵の関係にある。）により前記Ｉ_sを透かしＩ_l＝Ｖ（Ｉ_s）へ変換する手段と、
前記Ｉ_lを前記ソース・データ・セットＩの最下位ビットに挿入して前記ソース・データ・セットＩの透かし付きデータ・セットＩ^~を作成する手段と、
を含み、
前記第２の装置が、
透かし付きデータ・セットＩ^~から上位ビットＩ_tと透かしＩ_lとを抽出する手段と、
Ｉ_s＝ｆ₂（Ｉ_t）に基づきＩ^~からＩ_sを生成する手段と、
を含み、
前記第３の装置が、
関数Ｖ₂により前記第２の装置からのＩ_sからＶ₂（Ｉ_s）を計算する手段と、
Ｖ₁ ^-1により前記第２の装置からの透かしＩ_lからＶ₁ ^-1（Ｉ_l）を計算する手段と、
Ｖ₂（Ｉ_s）とＶ₁ ^-1（Ｉ_l）との比較に基づいて第２の装置における透かし付きデータ・セットＩ^~を認証する手段と、
を含む、
ことを特徴とする装置。
【００７５】
（６３）：ソース画像Ｉに対して、相互に重なり合わずに該ソース画像Ｉを分割する正方形（以下、「小さい正方形」と言う。）と、該小さい正方形を内側に含み周期的境界条件に従ってかつ前記小さい正方形からはみ出た部分において隣接同士が相互に重なり合って前記ソース画像Ｉを分割する正方形（以下、「大きい正方形」と言う。）とを定義し、
ソース画像Ｉの各画素のデータのビットについて最下位ビットとその他のビットしての上位ビットとを定義し、
第１の装置が、
ソース画像Ｉの各大きい正方形について、すべての画素の上位ビットを集めてＭ１を作成する手段と、
ハッシュ関数ＨによりＭ１のハッシュとしてのＭ２＝Ｈ（Ｍ１）を計算する手段と、
Ｍ２に所有者の名前と時刻を付加してＭ３を生成する手段と、
ＲＳＡプロトコルの秘密鍵ＳＫを使用してＭ３に署名して、署名Ｍ４を生成する手段と、
小さい正方形の各画素のデータの最下位ビットがＭ４および予備下位ビットとなるように小さい正方形の各画素のデータの最下位ビットにＭ４および予備下位ビットを挿入して、透かし付き画像Ｉ^~を生成しする手段と、
を含み、
第２の装置が、
透かし付き画像Ｉ^~の各大きい正方形について、該大きい正方形を構成するすべての画素の上位ビットを集めてＭ１’を生成する手段と、
対応する小さい正方形の下位ビットであって予備下位ビットを含まない下位ビットを集めてＭ４’を生成する手段と、
を含み、
第３の装置が、
前記第２の装置からのＭ１’に対して関数ＨによりＭ１’のハッシュとしてのＭ２’＝（Ｍ１’）を計算する手段と、
Ｍ２’に名前と時刻を付加してＭ３’を得る手段と、
前記第２の装置からのＭ４’とＲＳＡプロトコルの前記秘密鍵ＳＫと対になっている公開鍵ＰＫとＲＳＡプロトコルの検証関数ＶＥＲＩＦＹとから算出したＶＥＲＩＦＹ（ＰＫ，Ｍ４’）と、Ｍ３’との比較に基づいて第２の装置における透かし付き画像Ｉ^~を認証する手段と、
を含む、
ことを特徴とする装置。
【００７６】
（６４）：ソース画像Ｉに対して、相互に重なり合わずに該ソース画像Ｉを分割する正方形（以下、「小さい正方形」と言う。）と、該小さい正方形を内側に含み周期的境界条件に従ってかつ前記小さい正方形からはみ出た部分において隣接同士が相互に重なり合って前記ソース画像Ｉを分割する正方形（以下、「大きい正方形」と言う。）とを定義し、
ソース画像Ｉの各画素のデータのビットについて最下位ビットとその他のビットしての上位ビットとを定義し、
第１の装置が、
ソース画像Ｉの各大きい正方形について、すべての画素の上位ビットを集めてＭ１を作成する手段と、
ハッシュ関数ＨによりＭ１のハッシュとしてのＭ２＝Ｈ（Ｍ１）を計算する手段と、
Ｍ２に所有者の名前と時刻を付加してＭ３を生成する手段と、
ＲＳＡプロトコルの秘密鍵ＳＫを使用してＭ３に署名して、署名Ｍ４を生成する手段と、
小さい正方形の各画素のデータの最下位ビットがＭ４および予備下位ビットとなるように小さい正方形の各画素のデータの最下位ビットにＭ４および予備下位ビットを挿入して、透かし付き画像Ｉ^~を生成しする手段と、
を含み、
第２の装置が、
透かし付き画像Ｉ^~の各大きい正方形について、該大きい正方形を構成するすべての画素の上位ビットを集めてＭ１’を生成する手段と、
対応する小さい正方形の下位ビットであって予備下位ビットを含まない下位ビットを集めてＭ４’を生成する手段と、
Ｍ１’に対して関数ＨによりＭ１’のハッシュとしてのＭ２’＝（Ｍ１’）を計算する手段と、
を含み、
第３の装置が、
前記第２の装置からのＭ２’に名前と時刻を付加してＭ３’を得る手段と、
前記第２の装置からのＭ４’とＲＳＡプロトコルの前記秘密鍵ＳＫと対になっている公開鍵ＰＫとＲＳＡプロトコルの検証関数ＶＥＲＩＦＹとから算出したＶＥＲＩＦＹ（ＰＫ，Ｍ４’）と、Ｍ３’との比較に基づいて第２の装置における透かし付き画像Ｉ^~を認証する手段と、
を含む、
ことを特徴とする装置。
（６５）：前記予備下位ビットはソース画像Ｉにおける各大きい正方形のロケータとして用いることを特徴とする（６３）又は（６４）記載の装置。
【００７７】
（６６）：第１、第２および第３の方法を含み、
前記第１の方法が、
ソース・データ・セットＩを構成するビットを最下位ビットとその他のビットしての上位ビットとに区分しソース・データ・セットＩから上位ビットＩ_tを抽出するステップと、
該抽出した上位ビットＩ_tの暗号版又はハッシュ版としてのＩ_s＝ｆ₂（Ｉ_t）を生成するステップと、
関数Ｖにより前記Ｉ_sを透かしＩ_l＝Ｖ（Ｉ_s）へ変換するステップと、
前記Ｉ_lを前記ソース・データ・セットＩの最下位ビットに挿入して前記ソース・データ・セットＩの透かし付きデータ・セットＩ^~を作成するステップと、
を含み、
前記第２の方法が、
透かし付きデータ・セットＩ^~から上位ビットＩ_tと透かしＩ_lとを抽出するステップと、
該抽出した上位ビットＩ_tの暗号版又はハッシュ版としてのＩ_s＝ｆ₂（Ｉ_t）を生成するステップと、
を含み、
前記第３の方法が、
関数Ｖにより前記第２の方法からのＩ_sから透かしＩ_l’＝Ｖ（Ｉ_s）を構築するステップと、
透かしＩ_l’と前記第２の方法からの透かしＩ_lとの比較に基づいて第２の方法における透かし付きデータ・セットＩ^~を認証するステップと、
を含む、
ことを特徴とする方法。
【００７８】
（６７）：第１、第２および第３の方法を含み、
前記第１の方法が、
ソース・データ・セットＩを構成するビットを最下位ビットとその他のビットしての上位ビットとに区分しソース・データ・セットＩから上位ビットＩ_tを抽出するステップと、
Ｉ_s＝ｆ₂（Ｉ_t）に基づきＩ^~からＩ_sを生成するステップと、
関数Ｖ（ただしＶ＝Ｖ₁・Ｖ₂である。Ｖ₁およびＶ₁ ^-1はそれぞれ公開鍵暗号法の秘密鍵および公開鍵の関係にある。）により前記Ｉ_sを透かしＩ_l＝Ｖ（Ｉ_s）へ変換するステップと、
前記Ｉ_lを前記ソース・データ・セットＩの最下位ビットに挿入して前記ソース・データ・セットＩの透かし付きデータ・セットＩ^~を作成するステップと、
を含み、
前記第２の方法が、
透かし付きデータ・セットＩ^~から上位ビットＩ_tと透かしＩ_lとを抽出するステップと、
Ｉ_s＝ｆ₂（Ｉ_t）に基づきＩ^~からＩ_sを生成するステップと、
を含み、
前記第３の方法が、
関数Ｖ₂により前記第２の方法からのＩ_sからＶ₂（Ｉ_s）を計算するステップと、
Ｖ₁ ^-1により前記第２の方法からの透かしＩ_lからＶ₁ ^-1（Ｉ_l）を計算するステップと、
Ｖ₂（Ｉ_s）とＶ₁ ^-1（Ｉ_l）との比較に基づいて第２の方法における透かし付きデータ・セットＩ^~を認証するステップと、
を含む、
ことを特徴とする方法。
【００７９】
（６８）：ソース画像Ｉに対して、相互に重なり合わずに該ソース画像Ｉを分割する正方形（以下、「小さい正方形」と言う。）と、該小さい正方形を内側に含み周期的境界条件に従ってかつ前記小さい正方形からはみ出た部分において隣接同士が相互に重なり合って前記ソース画像Ｉを分割する正方形（以下、「大きい正方形」と言う。）とを定義し、
ソース画像Ｉの各画素のデータのビットについて最下位ビットとその他のビットしての上位ビットとを定義し、
第１の方法が、
ソース画像Ｉの各大きい正方形について、すべての画素の上位ビットを集めてＭ１を作成するステップと、
ハッシュ関数ＨによりＭ１のハッシュとしてのＭ２＝Ｈ（Ｍ１）を計算するステップと、
Ｍ２に所有者の名前と時刻を付加してＭ３を生成するステップと、
ＲＳＡプロトコルの秘密鍵ＳＫを使用してＭ３に署名して、署名Ｍ４を生成するステップと、
小さい正方形の各画素のデータの最下位ビットがＭ４および予備下位ビットとなるように小さい正方形の各画素のデータの最下位ビットにＭ４および予備下位ビットを挿入して、透かし付き画像Ｉ^~を生成しするステップと、
を含み、
第２の方法が、
透かし付き画像Ｉ^~の各大きい正方形について、該大きい正方形を構成するすべての画素の上位ビットを集めてＭ１’を生成するステップと、
対応する小さい正方形の下位ビットであって予備下位ビットを含まない下位ビットを集めてＭ４’を生成するステップと、
を含み、
第３の方法が、
前記第２の方法からのＭ１’に対して関数ＨによりＭ１’のハッシュとしてのＭ２’＝（Ｍ１’）を計算するステップと、
Ｍ２’に名前と時刻を付加してＭ３’を得るステップと、
前記第２の方法からのＭ４’とＲＳＡプロトコルの前記秘密鍵ＳＫと対になっている公開鍵ＰＫとＲＳＡプロトコルの検証関数ＶＥＲＩＦＹとから算出したＶＥＲＩＦＹ（ＰＫ，Ｍ４’）と、Ｍ３’との比較に基づいて第２の方法における透かし付き画像Ｉ^~を認証するステップと、
を含む、
ことを特徴とする方法。
【００８０】
（６９）：ソース画像Ｉに対して、相互に重なり合わずに該ソース画像Ｉを分割する正方形（以下、「小さい正方形」と言う。）と、該小さい正方形を内側に含み周期的境界条件に従ってかつ前記小さい正方形からはみ出た部分において隣接同士が相互に重なり合って前記ソース画像Ｉを分割する正方形（以下、「大きい正方形」と言う。）とを定義し、
ソース画像Ｉの各画素のデータのビットについて最下位ビットとその他のビットしての上位ビットとを定義し、
第１の方法が、
ソース画像Ｉの各大きい正方形について、すべての画素の上位ビットを集めてＭ１を作成するステップと、
ハッシュ関数ＨによりＭ１のハッシュとしてのＭ２＝Ｈ（Ｍ１）を計算するステップと、
Ｍ２に所有者の名前と時刻を付加してＭ３を生成するステップと、
ＲＳＡプロトコルの秘密鍵ＳＫを使用してＭ３に署名して、署名Ｍ４を生成するステップと、
小さい正方形の各画素のデータの最下位ビットがＭ４および予備下位ビットとなるように小さい正方形の各画素のデータの最下位ビットにＭ４および予備下位ビットを挿入して、透かし付き画像Ｉ^~を生成しするステップと、
を含み、
第２の方法が、
透かし付き画像Ｉ^~の各大きい正方形について、該大きい正方形を構成するすべての画素の上位ビットを集めてＭ１’を生成するステップと、
対応する小さい正方形の下位ビットであって予備下位ビットを含まない下位ビットを集めてＭ４’を生成するステップと、
Ｍ１’に対して関数ＨによりＭ１’のハッシュとしてのＭ２’＝（Ｍ１’）を計算するステップと、
を含み、
第３の方法が、
前記第２の方法からのＭ２’に名前と時刻を付加してＭ３’を得るステップと、
前記第２の方法からのＭ４’とＲＳＡプロトコルの前記秘密鍵ＳＫと対になっている公開鍵ＰＫとＲＳＡプロトコルの検証関数ＶＥＲＩＦＹとから算出したＶＥＲＩＦＹ（ＰＫ，Ｍ４’）と、Ｍ３’との比較に基づいて第２の方法における透かし付き画像Ｉ^~を認証するステップと、
を含む、
ことを特徴とする方法。
（７０）：前記予備下位ビットはソース画像Ｉにおける各大きい正方形のロケータとして用いることを特徴とする（６８）又は（６９）記載の方法。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の技術の透かし付けおよび認証方式を示す図である。
【図２】プライバシー制御機能を備えた本提案の透かし付けおよび認証方式を示す図である。
【図３】データ・セットに透かしを付けるために本発明において所有者が行うステップを示す図である。
【図４】透かし付きデータ・セットを認証するために認証エージェントと所有者が行うステップを示す図である。
【図５】認証エージェントが所有者の透かしを使用してデータ・セットに透かしを付けることができないようにするために公開鍵暗号を使用する点を除けば、図４と同じ図である。
【図６】本発明の好ましい実施形態におけるデータ・セットに透かしを付けるステップを示す図である。
【図７】画像への透かし付けとその認証のプロセスの実施例を示す図である。
【図８】画像への透かし付けとその認証のプロセスの実施例を示す図である。
【図９】画像に透かしを付ける好ましい実施形態において使用される大小の正方形を示す図である。
【図１０】大きい正方形が画像の縁を包むことができる様子を示す図である。
【図１１】画像に透かしを付ける好ましい実施形態におけるステップを示す図である。
【図１２】プライバシー制御を使用しない場合の透かし付き画像を認証する好ましい実施形態におけるステップを示す図である。
【図１３】プライバシー制御を使用する場合の透かし付き画像を認証する好ましい実施形態におけるステップを示す図である。
【符号の説明】
４０１ 下位ビット
４０２ マップ
４０４ マップ
４０５ 第２のデータ・セット
４０６ マップ
４０７ 縮小データ・セット
４０８ 関数透かし
４０９ 実効透かし
４１０ 下位ビット
４１１ 連結データ
４１２ 透かし付き画像
５０１ ソース画像
５０２ 人間知覚可能内容保持データ
５０４ 残余データ
５０６ 暗号化データ
５０８ 透かし
５２１ 内容保持データ
５２２ 透かし
５２４ 透かし付きデータ

Claims (10)

1. 第１、第２および第３の装置を含み、
   前記第１の装置が、
   ソース・データ・セットＩを構成するビットを最下位ビットとその他のビットとしての上位ビットとに区分しソース・データ・セットＩから上位ビットＩ_ｔを抽出する手段と、
   該抽出した上位ビットＩ_ｔの暗号版又はハッシュ版としてのＩ_ｓ＝ｆ_２（Ｉ_ｔ）を生成する手段と、
   関数Ｖにより前記Ｉ_ｓを透かしＩ_ｌ＝Ｖ（Ｉ_ｓ）へ変換する手段と、
   前記Ｉ_ｌを前記ソース・データ・セットＩの最下位ビットに挿入して前記ソース・データ・セットＩの透かし付きデータ・セットＩ^〜を作成する手段と、
   を含み、
   前記第２の装置が、
   透かし付きデータ・セットＩ^〜から上位ビットＩ_ｔと透かしＩ_ｌとを抽出する手段と、
   該抽出した上位ビットＩ_ｔの暗号版又はハッシュ版としてのＩ_ｓ＝ｆ_２（Ｉ_ｔ）を生成する手段と、
   を含み、
   前記第３の装置が、
   関数Ｖにより前記第２の装置からのＩ_ｓから透かしＩ_ｌ’＝Ｖ（Ｉ_ｓ）を構築する手段と、
   透かしＩ_ｌ’と前記第２の装置からの透かしＩ_ｌとの比較に基づいて第２の装置における透かし付きデータ・セットＩ^〜を認証する手段と、
   を含む、
   ことを特徴とする装置。
2. 第１、第２および第３の装置を含み、
   前記第１の装置が、
   ソース・データ・セットＩを構成するビットを最下位ビットとその他のビットとしての上位ビットとに区分しソース・データ・セットＩから上位ビットＩ_ｔを抽出する手段と、
   Ｉ_ｓ＝ｆ_２（Ｉ_ｔ）に基づきＩ _ｔ からＩ_ｓを生成する手段と、
   関数Ｖ（ただしＶ＝Ｖ_１・Ｖ_２である。Ｖ _２ は恒等関数ではない。また、Ｖ_１およびＶ_１ ^−１はそれぞれ公開鍵暗号法の秘密鍵および公開鍵の関係にある。）により前記Ｉ_ｓを透かしＩ_ｌ＝Ｖ（Ｉ_ｓ）へ変換する手段と、
   前記Ｉ_ｌを前記ソース・データ・セットＩの最下位ビットに挿入して前記ソース・データ・セットＩの透かし付きデータ・セットＩ^〜を作成する手段と、
   を含み、
   前記第２の装置が、
   透かし付きデータ・セットＩ^〜から上位ビットＩ_ｔと透かしＩ_ｌとを抽出する手段と、
   Ｉ_ｓ＝ｆ_２（Ｉ_ｔ）に基づきＩ^〜からＩ_ｓを生成する手段と、
   を含み、
   前記第３の装置が、
   関数Ｖ_２により前記第２の装置からのＩ_ｓからＶ_２（Ｉ_ｓ）を計算する手段と、
   Ｖ_１ ^−１により前記第２の装置からの透かしＩ_ｌからＶ_１ ^−１（Ｉ_ｌ）を計算する手段と、
   Ｖ_２（Ｉ_ｓ）とＶ_１ ^−１（Ｉ_ｌ）との比較に基づいて第２の装置における透かし付きデータ・セットＩ^〜を認証する手段と、
   を含む、
   ことを特徴とする装置。
3. ソース画像Ｉに対して、相互に重なり合わずに該ソース画像Ｉを分割する正方形（以下、「小さい正方形」と言う。）と、該小さい正方形を内側に含み周期的境界条件に従ってかつ前記小さい正方形からはみ出た部分において隣接同士が相互に重なり合って前記ソース画像Ｉを分割する正方形（以下、「大きい正方形」と言う。）とを定義し、
   ソース画像Ｉの各画素のデータのビットについて最下位ビットとその他のビットしての上位ビットとを定義し、
   第１の装置が、
   ソース画像Ｉの各大きい正方形について、すべての画素の上位ビットを集めてＭ１を作成する手段と、
   ハッシュ関数ＨによりＭ１のハッシュとしてのＭ２＝Ｈ（Ｍ１）を計算する手段と、
   Ｍ２に所有者の名前と時刻を付加してＭ３を生成する手段と、
   ＲＳＡプロトコルの秘密鍵ＳＫを使用してＭ３に署名して、署名Ｍ４を生成する手段と、
   小さい正方形の各画素のデータの最下位ビットがＭ４および予備下位ビットとなるように小さい正方形の各画素のデータの最下位ビットにＭ４および予備下位ビットを挿入して、透かし付き画像Ｉ^〜を生成しする手段と、
   を含み、
   第２の装置が、
   透かし付き画像Ｉ^〜の各大きい正方形について、該大きい正方形を構成するすべての画素の上位ビットを集めてＭ１’を生成する手段と、
   対応する小さい正方形の下位ビットであって予備下位ビットを含まない下位ビットを集めてＭ４’を生成する手段と、
   を含み、
   第３の装置が、
   前記第２の装置からのＭ１’に対して関数ＨによりＭ１’のハッシュとしてのＭ２’＝（Ｍ１’）を計算する手段と、
   Ｍ２’に名前と時刻を付加してＭ３’を得る手段と、
   前記第２の装置からのＭ４’とＲＳＡプロトコルの前記秘密鍵ＳＫと対になっている公開鍵ＰＫとＲＳＡプロトコルの検証関数ＶＥＲＩＦＹとから算出したＶＥＲＩＦＹ（ＰＫ，Ｍ４’）と、Ｍ３’との比較に基づいて第２の装置における透かし付き画像Ｉ^〜を認証する手段と、
   を含む、
   ことを特徴とする装置。
4. ソース画像Ｉに対して、相互に重なり合わずに該ソース画像Ｉを分割する正方形（以下、「小さい正方形」と言う。）と、該小さい正方形を内側に含み周期的境界条件に従ってかつ前記小さい正方形からはみ出た部分において隣接同士が相互に重なり合って前記ソース画像Ｉを分割する正方形（以下、「大きい正方形」と言う。）とを定義し、
   ソース画像Ｉの各画素のデータのビットについて最下位ビットとその他のビットしての上位ビットとを定義し、
   第１の装置が、
   ソース画像Ｉの各大きい正方形について、すべての画素の上位ビットを集めてＭ１を作成する手段と、
   ハッシュ関数ＨによりＭ１のハッシュとしてのＭ２＝Ｈ（Ｍ１）を計算する手段と、
   Ｍ２に所有者の名前と時刻を付加してＭ３を生成する手段と、
   ＲＳＡプロトコルの秘密鍵ＳＫを使用してＭ３に署名して、署名Ｍ４を生成する手段と、
   小さい正方形の各画素のデータの最下位ビットがＭ４および予備下位ビットとなるように小さい正方形の各画素のデータの最下位ビットにＭ４および予備下位ビットを挿入して、透かし付き画像Ｉ^〜を生成しする手段と、
   を含み、
   第２の装置が、
   透かし付き画像Ｉ^〜の各大きい正方形について、該大きい正方形を構成するすべての画素の上位ビットを集めてＭ１’を生成する手段と、
   対応する小さい正方形の下位ビットであって予備下位ビットを含まない下位ビットを集めてＭ４’を生成する手段と、
   Ｍ１’に対して関数ＨによりＭ１’のハッシュとしてのＭ２’＝（Ｍ１’）を計算する手段と、
   を含み、
   第３の装置が、
   前記第２の装置からのＭ２’に名前と時刻を付加してＭ３’を得る手段と、
   前記第２の装置からのＭ４’とＲＳＡプロトコルの前記秘密鍵ＳＫと対になっている公開鍵ＰＫとＲＳＡプロトコルの検証関数ＶＥＲＩＦＹとから算出したＶＥＲＩＦＹ（ＰＫ，Ｍ４’）と、Ｍ３’との比較に基づいて第２の装置における透かし付き画像Ｉ^〜を認証する手段と、
   を含む、
   ことを特徴とする装置。
5. 前記予備下位ビットはソース画像Ｉにおける各大きい正方形のロケータとして用いることを特徴とする請求項３又は４記載の装置。
6. 第１、第２および第３の方法を含み、
   前記第１の方法が、
   ソース・データ・セットＩを構成するビットを最下位ビットとその他のビットしての上位ビットとに区分しソース・データ・セットＩから上位ビットＩ_ｔを抽出するステップと、
   該抽出した上位ビットＩ_ｔの暗号版又はハッシュ版としてのＩ_ｓ＝ｆ_２（Ｉ_ｔ）を生成するステップと、
   関数Ｖにより前記Ｉ_ｓを透かしＩ_ｌ＝Ｖ（Ｉ_ｓ）へ変換するステップと、
   前記Ｉ_ｌを前記ソース・データ・セットＩの最下位ビットに挿入して前記ソース・データ・セットＩの透かし付きデータ・セットＩ^〜を作成するステップと、
   を含み、
   前記第２の方法が、
   透かし付きデータ・セットＩ^〜から上位ビットＩ_ｔと透かしＩ_ｌとを抽出するステップと、
   該抽出した上位ビットＩ_ｔの暗号版又はハッシュ版としてのＩ_ｓ＝ｆ_２（Ｉ_ｔ）を生成するステップと、
   を含み、
   前記第３の方法が、
   関数Ｖにより前記第２の方法からのＩ_ｓから透かしＩ_ｌ’＝Ｖ（Ｉ_ｓ）を構築するステップと、
   透かしＩ_ｌ’と前記第２の方法からの透かしＩ_ｌとの比較に基づいて第２の方法における透かし付きデータ・セットＩ^〜を認証するステップと、
   を含む、
   ことを特徴とする方法。
7. 第１、第２および第３の方法を含み、
   前記第１の方法が、
   ソース・データ・セットＩを構成するビットを最下位ビットとその他のビットしての上位ビットとに区分しソース・データ・セットＩから上位ビットＩ_ｔを抽出するステップと、
   Ｉ_ｓ＝ｆ_２（Ｉ_ｔ）に基づきＩ _ｔ からＩ_ｓを生成するステップと、
   関数Ｖ（ただしＶ＝Ｖ_１・Ｖ_２である。Ｖ _２ は恒等関数ではない。また、Ｖ_１およびＶ_１ ^−１はそれぞれ公開鍵暗号法の秘密鍵および公開鍵の関係にある。）により前記Ｉ_ｓを透かしＩ_ｌ＝Ｖ（Ｉ_ｓ）へ変換するステップと、
   前記Ｉ_ｌを前記ソース・データ・セットＩの最下位ビットに挿入して前記ソース・データ・セットＩの透かし付きデータ・セットＩ^〜を作成するステップと、
   を含み、
   前記第２の方法が、
   透かし付きデータ・セットＩ^〜から上位ビットＩ_ｔと透かしＩ_ｌとを抽出するステップと、
   Ｉ_ｓ＝ｆ_２（Ｉ_ｔ）に基づきＩ^〜からＩ_ｓを生成するステップと、
   を含み、
   前記第３の方法が、
   関数Ｖ_２により前記第２の方法からのＩ_ｓからＶ_２（Ｉ_ｓ）を計算するステップと、
   Ｖ_１ ^−１により前記第２の方法からの透かしＩ_ｌからＶ_１ ^−１（Ｉ_ｌ）を計算するステップと、
   Ｖ_２（Ｉ_ｓ）とＶ_１ ^−１（Ｉ_ｌ）との比較に基づいて第２の方法における透かし付きデータ・セットＩ^〜を認証するステップと、
   を含む、
   ことを特徴とする方法。
8. ソース画像Ｉに対して、相互に重なり合わずに該ソース画像Ｉを分割する正方形（以下、「小さい正方形」と言う。）と、該小さい正方形を内側に含み周期的境界条件に従ってかつ前記小さい正方形からはみ出た部分において隣接同士が相互に重なり合って前記ソース画像Ｉを分割する正方形（以下、「大きい正方形」と言う。）とを定義し、
   ソース画像Ｉの各画素のデータのビットについて最下位ビットとその他のビットしての上位ビットとを定義し、
   第１の方法が、
   ソース画像Ｉの各大きい正方形について、すべての画素の上位ビットを集めてＭ１を作成するステップと、
   ハッシュ関数ＨによりＭ１のハッシュとしてのＭ２＝Ｈ（Ｍ１）を計算するステップと、
   Ｍ２に所有者の名前と時刻を付加してＭ３を生成するステップと、
   ＲＳＡプロトコルの秘密鍵ＳＫを使用してＭ３に署名して、署名Ｍ４を生成するステップと、
   小さい正方形の各画素のデータの最下位ビットがＭ４および予備下位ビットとなるように小さい正方形の各画素のデータの最下位ビットにＭ４および予備下位ビットを挿入して、透かし付き画像Ｉ^〜を生成しするステップと、
   を含み、
   第２の方法が、
   透かし付き画像Ｉ^〜の各大きい正方形について、該大きい正方形を構成するすべての画素の上位ビットを集めてＭ１’を生成するステップと、
   対応する小さい正方形の下位ビットであって予備下位ビットを含まない下位ビットを集めてＭ４’を生成するステップと、
   を含み、
   第３の方法が、
   前記第２の方法からのＭ１’に対して関数ＨによりＭ１’のハッシュとしてのＭ２’＝（Ｍ１’）を計算するステップと、
   Ｍ２’に名前と時刻を付加してＭ３’を得るステップと、
   前記第２の方法からのＭ４’とＲＳＡプロトコルの前記秘密鍵ＳＫと対になっている公開鍵ＰＫとＲＳＡプロトコルの検証関数ＶＥＲＩＦＹとから算出したＶＥＲＩＦＹ（ＰＫ，Ｍ４’）と、Ｍ３’との比較に基づいて第２の方法における透かし付き画像Ｉ^〜を認証するステップと、
   を含む、
   ことを特徴とする方法。
9. ソース画像Ｉに対して、相互に重なり合わずに該ソース画像Ｉを分割する正方形（以下、「小さい正方形」と言う。）と、該小さい正方形を内側に含み周期的境界条件に従ってかつ前記小さい正方形からはみ出た部分において隣接同士が相互に重なり合って前記ソース画像Ｉを分割する正方形（以下、「大きい正方形」と言う。）とを定義し、
   ソース画像Ｉの各画素のデータのビットについて最下位ビットとその他のビットしての上位ビットとを定義し、
   第１の方法が、
   ソース画像Ｉの各大きい正方形について、すべての画素の上位ビットを集めてＭ１を作成するステップと、
   ハッシュ関数ＨによりＭ１のハッシュとしてのＭ２＝Ｈ（Ｍ１）を計算するステップと、
   Ｍ２に所有者の名前と時刻を付加してＭ３を生成するステップと、
   ＲＳＡプロトコルの秘密鍵ＳＫを使用してＭ３に署名して、署名Ｍ４を生成するステップと、
   小さい正方形の各画素のデータの最下位ビットがＭ４および予備下位ビットとなるように小さい正方形の各画素のデータの最下位ビットにＭ４および予備下位ビットを挿入して、透かし付き画像Ｉ^〜を生成しするステップと、
   を含み、
   第２の方法が、
   透かし付き画像Ｉ^〜の各大きい正方形について、該大きい正方形を構成するすべての画素の上位ビットを集めてＭ１’を生成するステップと、
   対応する小さい正方形の下位ビットであって予備下位ビットを含まない下位ビットを集めてＭ４’を生成するステップと、
   Ｍ１’に対して関数ＨによりＭ１’のハッシュとしてのＭ２’＝（Ｍ１’）を計算するステップと、
   を含み、
   第３の方法が、
   前記第２の方法からのＭ２’に名前と時刻を付加してＭ３’を得るステップと、
   前記第２の方法からのＭ４’とＲＳＡプロトコルの前記秘密鍵ＳＫと対になっている公開鍵ＰＫとＲＳＡプロトコルの検証関数ＶＥＲＩＦＹとから算出したＶＥＲＩＦＹ（ＰＫ，Ｍ４’）と、Ｍ３’との比較に基づいて第２の方法における透かし付き画像Ｉ^〜を認証するステップと、
   を含む、
   ことを特徴とする方法。
10. 前記予備下位ビットはソース画像Ｉにおける各大きい正方形のロケータとして用いることを特徴とする請求項８又は９記載の方法。

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