下面是小编为大家整理的2023年度综合BIBD码与C-安全码抗合谋编码方案【通用文档】,供大家参考。
合 综合 BIBD 码与 C- 安全码的抗合谋编码方案 摘 要：在图像版权保护方面，嵌入指纹的图像存在着合谋攻击，为了有效地抗合谋攻击，本文给出了综合 C-安全码与 BIBD 码的抗合谋编码方案。在该混合编码方案中，不仅指纹生成容易，而且能够缩减指纹码字的长度；通过码字扩展后，对于常见的几种合谋攻击，该混合编码能有效地跟踪到合谋用户。
关键词：数字指纹 版权保护 合谋攻击 混合编码 1.引言 近些年来，数字指纹技术不断应用到数字作品的版权保护中，以跟踪参与非法分发作品拷贝的用户。在嵌入指纹的图像中存在着合谋攻击，为了准确地跟踪到非法用户，并且不诬陷合法的用户，需要进一步研究，设计有效的指纹编码算法。
2. 编码方案 2.1 C-安全码 C-安全码[1]是 C.Boneh 和 H.shaw 提出的一种编码方案，全称为对数长度C-安全码（logarithmic length c-secure code）。
在码字设计 Γ（n，d）中， n 为用户数量，d 为每个用户码字的长度。而在C-安全码中，码字的长度为 l=（n-1）d。
虽然，C-安全码的生成比较容易，但是，C-安全码的码字长度随着用户数呈线性增加，这样的合谋安全指纹太长，在现实的大多数数字信息分发中是不能接受的。
2.2 BIBD 码 由 BIBD（m，k，1）码生成的抗合谋码中，可分配给 n 个用户 n 个不同的码向量，用户指纹的码长为 m，能追踪到的最大合谋攻击用户数为 k-1，即当合谋用户数小于或等于 k-1 时，可跟踪到所有参与合谋的用户。由式 n=（ m2-m）/（ （k-1）2+（k-1） ）可知，指纹长度的变化是大约随着用户人数 n 的平方根呈线性变化，随着最大允许攻击人数 k-1 呈线性变化。
相对于 C-安全码，BIBD 码的码字长度更加接近理论上码字长度的下界。
因此，BIBD 码能以较高的比率缩短指纹码字的长度。
在不扩展码字的情况下，C-安全码的码距为 1，而 BIBD 码的码距相对要大 一些，所以，BIBD 码比 C-安全码的抗干扰能力强。对 BIBD 码的码字进行扩展，使其在普通的合谋方式下能够查找到合谋用户。
BIBD 码的缺点：
（1）寻找参数比较大的 BIBD 分组的算法是比较复杂的。
（2）对于 BIBD 合谋集的查找是比较耗费时间和资源的。因为查找是通过提取的合谋指纹特征码字进行跟踪的，是将合谋指纹与用户数为 u（u≤k-1）的合谋集产生的特征码字进行匹配，u 分别取值 1，2，...，k-1，这样的合谋用户集数量 L 为 当 n，k 很大时， L 会非常大。在现实应用中，需要对 L 个特征码字进行存储;在跟踪查找时，需要完成 L 次的比较运算，这一开销是巨大的。
2.3 综合 C-安全码与 BIBD 码的混合编码 为了保护图像版权，需要得到一种抗合谋性能好，生成相对容易，而且又能有效缩短指纹码字长度，尽量减少系统开销的编码方式是值得去解决的。将 BIBD码和 C-安全码结合起来进行混合编码可以利用这两种编码的优点，得到另一种比较好的，在各方面的质量比较综合的编码。
图 2-1 指纹码字矩阵 基于 BIBD 码与 C-安全码混合编码及跟踪过程如下所述。
对 d=1 的 C-安全码进行扩充。设 B 为根据 BIBD（m，n，p，k，β）设计的码，C为参数为 nc的C-安全码。并且使原C-安全码矩阵中的第一行的每个n×m的全 1 子矩阵中的 n 取值为 1，即变为 1 行 m 列。由此产生的指纹码字矩阵如图2-1。
假设该方案生成的指纹码字的用户容量为，码字长度为，允许的最大合谋用数为 k-1，在进行指纹提取的过程中可以准确提取到所有的码字。
跟踪过程可分为如下几步: （1）定位 BIBD 子块的位置。通过对码比特“0”的位置的检测可以确定 BIBD子块在 C-安全码中的位置，当检测到第一个“非 BIBD”子块的位置 j，并且当检测到第一个全“1”子矩阵的位置 k 时，则可以确定第 j 行子矩阵行和第 k 行子矩阵行是参与合谋的（相当于在原置换前的 C-安全码的第 j 行，k 行）。因为小于第 j 列的位置和大于等于第 k 列的位置都是不可探测位置。
（2）合谋用户的确定。由于在 BIBD 子块中任意 k-1 或小于 k-1 个用户合谋之后生成的向量都是唯一的，因此当确定了 BIBD 子块的位置后，可以根据其中 特征码“1”的位置来跟踪到所有参与合谋的用户。
3. 混合编码方案优点 （1）可容纳的用户数 n 理论上不受限制，且指纹码集生成容易。
（2）当用户数一定时，该混合码的码字长度的缩减率接近于 m/n，且该缩减率取决于混合码中使用的 BIBD 码，混合码的码长的缩减率几乎等于混合码中使用的 BIBD 码的码长缩减率。
（3）跟踪过程中使用的特征码集是直接使用原 BIBD 码的特征码集，不耗费很大的系统开销。对于能跟踪到的合谋人数较少的情况，特征码集的个数会更少。
参考文献：
1. Wade Trappe，Min Wu andK.J. Ray Liu. Anti-CollusionFingerprintingfor Multimedia［J］.Technical Research Report，TR2002-17，ISR of the University of Maryland，2002 2. 杨杰，万漩.一种抗合谋的数字指纹编码方案［J］.武汉理工大学学报（交通科学与工程版），2004，25（2）:244～247