網點加密技術

資訊隱藏技術是防偽設計的重要基礎，一方面可以達到版權認證的目的，另 一方面也可以防止非法的變造或複製。而防偽技術應用的層面十分廣泛，從材料、

設備的製造到原稿、流程的設計，或是後續數位化處理等等，都是防偽技術研究 發展的相關主題。數位半色調加密更是被廣泛應用於數位文件之資訊隱藏，數位 浮水印技術的鑲入是利用改變原始影像之0 或 1 的訊號所產生的效果，若同時鑲 入透過編碼處理轉換成0 與 1 的訊號於浮水印中，便可同時藏入圖案及文字密碼 資訊（吳惠君，2006），進而達到多重加密之效果。以數位半色調輸出之影像作 為資料隱藏及防偽應用，近年來是一個相當熱門的研究議題，其中太多是透過影 像轉為數位半色調時，改變網點形成時運算規則，達到資訊隱藏之效果。

茲將目前常用之網點加密技術分述如下：

一、網點位移加密

在網點偏移方面的技術，它主要是一項美國專利－「Scrambled Indicia」，

最早的技術概念由Alfred Alasia 在 1976 年所發明，概念是將特定的圖案資訊隱 藏在影像中，利用光學解碼器依所設計之某一特定角度，便可判讀出隱藏資訊的 內容。「Scrambled Indicia」技術原理透過光學解碼器的柱狀凸透鏡將聚焦在網 線之上，圖 2-29 即為柱狀凸透鏡的結構示意圖，由此圖可知，光線將透過柱狀 凸透鏡組將聚焦在網線之上，進而呈現於人眼，由於人眼無法見到光線未聚焦的 影像部分，因此將欲藏入的資訊透過偏移半條網線後，透過柱狀凸透鏡因光線偏 折即顯現出防偽圖樣，網點位置差異使浮水印內容因而顯現出來。透過此一技術 概念，便可於實際輸出印刷品進行隱藏資訊。

圖2-29 柱狀凸透鏡的結構示意圖

資料來源：黃亞杰，2013

如圖2-30，透過網點位移加密處理之輸出影像與肉眼下觀測，與透過光學解 碼器解碼之圖像比較，將此技術應用在安全文件之底紋網點，來進行資訊隱藏，

以各色版間的網點做不同角度的偏移，並一樣使用光學解碼器做解密，便可因不 同色版網點的偏移與錯位，而顯現出浮水印的內容。其中，各色版間的網屏角度 的選擇，是需要去控制與設計的，以人眼視覺模式來說，在45°的觀察網點排列 下，所感知網點結構變化的能力相較於0°就比較低。

（a） （b）

圖2-30 網點位移加密圖 ^（a）為肉眼觀測，（b）為光柵解密

資料來源：蔡致邠，2009

如果網點偏移錯位經特殊演算法後，可使用雙面列印並因浮水印的圖案網點 的位移，並將文件對向光源，因偏移的部份透光，未偏移部份因網點重疊，造成 濃度不均，如圖 2-31 所示，便可因此而顯現其隱藏的資訊，如圖 2-32 為美國

Xerox 公司所設計的概念，如此的設計可以人眼做第一層級的防偽，亦可使用光 學解碼器進行判讀其隱藏資訊，來達到第二層級的防偽。

（a）

（b）

圖2-31 雙面列印的網點錯位示意圖 （a）為正常網點位置，（b）為網點錯位位置

資料來源：Sharma & Wang, 2004

（a） （b）

圖2-32 網點偏移在雙面列印而錯位顯現浮水印內容 （a）為半色調原稿影像，

（b）為文件經對向光源顯現浮水印

資料來源：Sharma & Wang, 2004

二、斜向網點加密

（一）斜向網點簡介

Xerox Palo Alto Research Center 的 Hecht 於 1994 年提出斜向網點（Self Clocking Glyph Code），主要是以不同網點變形角度隱藏資料的技術，其原理是 透過灰階影像兩階化的過程，將臨界值矩陣以垂直中線作水平翻轉，形成左斜和 右斜的橢圓形網點，其所使用的臨界值矩陣如圖2-33 所示。Glyph Code 藉由改 變網點角度的方向將資訊隱藏於圖像中，而編碼的過程加入錯誤修正碼（Error Correction Code, ECC）可抵抗輸出的影像受到刮傷、塗改或不同印刷條件辨認時 所造成的錯誤。

圖2-33 以 8×8 為基礎所呈現右斜的臨界值矩陣

資料來源：本研究整理繪製

圖2-34 是利用 8x8 臨界值矩陣，經數位半色調後的網點為基本單位，以網 點形狀之左斜與右斜分別對應0 與 1 來表示編碼。如果我們就一個 256x256 像素 的兩階影像而言，其中便可隱藏有32x32 個〝0〞或〝1〞組合的數據，透過此一 資訊處理概念，便可對輸出影像進行加密動作，國內便有學者針對此一概念，提 出之改良式加密技術，可透過人眼、光學解碼器、電腦解密的多重防偽效果。

01 09 25 41 57 53 40 22

17 05 12 30 46 59 56 37

33 20 07 15 27 43 61 52

49 38 23 03 11 28 47 58

60 54 35 19 04 16 32 42

45 63 51 36 24 08 13 26

31 48 64 55 39 21 06 10

14 29 44 62 50 34 18 02

圖2-34 左斜 45°與右斜 45°形成已編碼之半色調影像

資料來源：Hecht, 2001

（二）斜向網點同步碼（Synchronization Code）設計

影像經過輸出後，可能因裁切、污損、破壞等因素，造成影像的不完整，無 法清楚辨別於何處加入密碼，進而增加了解密困難度。而Hecht 於 Self Clocking Glyph Code 設計中，於影像過網加入密碼時，也加入了同步碼，便讓影像有了 加密區與非加密區的辨別區隔，簡化解密的過程。圖 2-35 為一加入同步碼的示 意圖，圖中藍色區塊部分為所設定的同步碼區域、黃色區域則為資訊與可加密的 區域。同步碼的排列方式，可依照設計者的想法自行設計排列，但必須有一定的 規則，於解密時才可遵循其一定的規則辨別加密區與同步碼區，使得影像部分區 域既使遭到裁切、污損、破壞，也可以依循著同步碼的規則性，找尋到原本加密 的位置，順利的解出密碼（吳惠君，2008）。

圖2-35 同步碼設定

資料來源：吳惠君，2008

三、混合網點加密

同時使用兩種主要網點形式（調頻與調幅網點）來顯示一張影像，即可稱為 混合網點或複合網點。文件底紋數位浮水印技術便是一種以混合網點的概念來隱 藏浮水印，是一種抗複印之防偽設計。其主要同時是將浮水印圖案隱藏於不同大 小及不同疏密的網點中，利用油墨在紙張上著墨特性的不同，製作在一定距離人 眼所不可見的浮水印。

安全文件透過混合網點底紋設計，一但經過複印機複製後，底紋浮水印則顯 現，進而達到著作宣告及版權保護之效果。其設計原理為使用經校正的的調頻網 點及調幅網點，利用兩種網點對於影印機之複製能力差異，透過大小不一或粗細 不一網點、網線、圖案或微小字來設計浮水印，當複印機複製時，兩種尺寸的網

點所需的取樣頻率不同，複製設備無法滿足其中之一的取樣需求時，即能顯示隱 藏之浮水印，以防止以複印機或掃描印列影像的偽造。

圖 2-36 為文件底紋混合網點數位浮水印概念示意，首先定義兩塊灰階色塊 不同的濃度，其中一灰階色塊經過點陣調色的半色調處理得到半色調影像 G1； 另一灰階色塊則待印表機自行過網，故只給定適當的灰階值 G2。再利用一兩階 浮水印遮罩M（黑表 1，白表 0），將 G1與G2合併即可得加密影像W。圖 2-37 則為其網點呈現，圖2-38 則為浮水印效果。

圖2-36 文件底紋混合網點數位浮水印概念示意

資料來源：蕭佩琪，王希俊，連啟民，2004

資料來源：蕭佩琪，王希俊，連啟民，2004

其中左方及上方的網點是調幅網點（AM）；右下角細微的網點是調頻網點

（FM）。

（a） （b）

圖2-38 浮水印效果 （a）原始底紋，（b）經複印機複印

資料來源：蕭佩琪，王希俊，連啟民，2004

圖2-38（a）為加入浮水印後並印出的底紋圖像，在一定距離觀察人眼無法 感知有任何的灰度差異，圖2-38（b）經複印機複印之後，浮水印潛像即浮現。

綜合以上就所述，本研究結合傳統剪紙圖像作為藝術網點之元素，應用斜向 網點加密技術，建構出負有傳統藝術風格之影像底紋，不但能讓網點承載加密訊 息，更賦予印刷底紋具傳統藝術風格。