一、光柵解密
完成個人化郵票雙重加密之數位影像後,交由中華郵政輸出,圖 4.24 為 實 際 輸 出 之 個 人 化 郵 票 , 透 過 光 柵 解 密 可 清 楚 看 見 所 藏 入 之 浮 水 印
『NTNU』字樣,如圖 4.25 所示。
圖4.24為實際輸出之個人化郵票
在這裡可以發現,由於本研究是以 3x3 個印刷網點中之 1 個網點為容 錯編碼資訊 1-bit 的嵌入位置,因此編碼資訊對於主體浮水印解密效果的雜 訊影響在光柵觀看下是幾乎不存在的。
圖4.25透過光柵解密可清楚看見所藏入之浮水印『NTNU』字樣
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二、掃描解密
掃瞄解密部分利用 Microtek ScanMaker6000,對個人化郵票進行高解 析掃瞄以獲得完整之網點結構,圖 4.26 為透過高解析掃瞄後,加密區域之 印刷網點呈現圖,圖 4.27 為以灰階呈現加密色版-青色版之印刷網點,透 過幾何轉換及電腦判讀印刷網點之位移與否可得到圖 4.28 之二維資訊。
圖4.26透過高解析掃瞄後,加密區域之印刷網點呈現圖
圖4.27為以灰階呈現加密色版之網點結構
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圖4.28網點位移判讀後之二維資訊
判讀出網點位移資訊後,對所獲得之二維資訊以每 3x3 個資訊當中,
間隔取樣取出編碼資訊,圖 4.29 為間隔取樣後之所得之容錯編碼,對此資 訊作容錯編碼之解密處理得到『695720089』之正確資訊。
圖4.29間隔取樣後之所得之容錯編碼
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三、解密結果分析
(一)加密位置與解密效果
影像以數位方式存在時,其構成元素便是數位資訊,而數位影像一旦 輸出成印刷品時其資訊呈現便無法如數位資訊非 0 即 1 般的準確,此章節 主要針對印刷品輸出及掃瞄解密所產生誤差及雜訊對解密效果之影響。
由於本研究是以複雜影像為加密對象,複雜影像中加密色版之濃度變 化會使加密及解密之效果受到影響,若該區域濃度過低時,其過網所形成 之印刷網點可能會過小甚至無法形成網點,如此情況下網點之位移與否便 沒有意義,因此在此針對不同加密位置對其解密效果之影響作一分析及探 討。
圖 4.30 為原始嵌入之二維浮水印及容錯編碼資訊,圖 4.31 則為以右 上角為加密位置之解密結果,其解密結果為正確資訊『695720089』,容錯 編碼校正 16 個錯誤,編碼資訊正確率達到 96.4%。
(a)
(b)
圖4.30原始嵌入之二維浮水印(a)及容錯編碼資訊(b)
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(a)
(b) (c) 圖4.31 以右上角為加密位置之解密結果
(a)為加密位置,(b)為位移資訊判讀結果,(c)為所擷取出之編碼
圖 4.32 為以左上角為加密位置之解密結果,其解密結果為仍為正確資 訊『695720089』,但容錯編碼校正之錯誤增加為 33 個錯誤,編碼資訊正 確率為 92.5%。
(a)
(b) (c) 圖4.32 以左上角為加密位置之解密結果
(a)為加密位置,(b)為位移資訊判讀結果,(c)為所擷取出之編碼
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比較圖 4.31 及圖 4.32 之加密位置與解密結果可以發現,由於左上角 之加密位置有較多之低濃度區域,其形成細小或者無網點之比例較右上角 區域為高,因此在解密時其雜訊之影響也較高,編碼資訊錯誤率也會相對 提昇,但在此容錯編碼便發揮其作用,即使有相當程度之誤差仍然可解出 正確資訊。
(二)抵抗攻擊之能力
實體輸出之印刷品可能遭受沾污攻擊或者是掃瞄時灰塵之影響進而 影響解密之結果,因此本研究模擬郵票遭受攻擊時的情形,驗證最後是否 得以正確解密,圖 4.33 與圖 4.34 為模擬郵票遭受不同程度筆畫攻擊之掃 瞄及解密情形皆可解出正確資訊『695720089』,圖 4.33 之解密結果,容 錯編碼校正之錯誤共 31 個,編碼資訊正確率為 93.2%,圖 4.34 之解密結 果,容錯編碼校正之錯誤共 36 個,編碼資訊正確率為 91.9%。圖 4.35 則 為郵票加密區域遭受大面積之沾污後其解密之結果,與原始編碼相較,共 有 137 個錯誤,正確率僅 69%,因此無法解出正確資訊。
以上結果可以看出,若為加密區域若遭受大面積之沾污,由於資訊損 失過多,將會造成解密失敗之結果,但若為較為輕微的沾污,由於 3x3 個 網點間隔取樣加密及擬隨機亂數功用發揮,使得筆畫之類等較輕微之攻擊 所造成資訊損失有限,透過容錯編碼之校正後,在此一類型之攻擊下仍可 解出正確資訊。
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(a)
(b) (c) 圖4.33模擬郵票筆畫攻擊之掃瞄及解密情形
(a)為加密區域所遭受之攻擊,(b)為電腦判讀後二維化之結果,(c)為擷取 出之編碼,可解出正確資訊『695720089』,容錯編碼校正之錯誤共 31 個,
編碼資訊正確率為 93.2%。
(a)
(b) (c)
圖4.34模擬郵票筆畫攻擊之掃瞄及解密情形
(a)為加密區域所遭受之攻擊,(b)為電腦判讀後二維化之結果,(c)為擷取 出之編碼可解出正確資訊『695720089』,容錯編碼校正之錯誤共 36 個,
編碼資訊正確率為 91.9%。
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(a)
(b) (c)
圖4.34模擬郵票遭受大面積沾污攻擊之掃瞄及解密情形
(a)為加密區域所遭受之攻擊,(b)為電腦判讀後二維化之結果,(c)為擷取 出之編碼,共有 137 個錯誤,正確率僅 69%,無法解出正確資訊。
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