27、基于签名的媒体认证技术解析

基于签名的媒体认证技术解析

1. 媒体认证基础流程

1.1 特征提取与编码

在媒体认证过程中，首先要提取不变特征。将每个特征集映射为一个或多个长度为 K 的二进制消息，接着对每个二进制向量进行 ECC 编码，得到长度为 N 位的码字 W 和长度为 N - K 位的奇偶校验位（PCBs）。

1.2 水印嵌入与签名生成

• 水印嵌入 ：把 PCBs 作为水印，嵌入到选定的图像块中，经过逆变换得到带水印的图像 Iw。
• 签名生成 ：收集所有块的码字 W(1…B)，将它们连接成一个单比特序列 Z，对 Z 进行哈希运算得到 H(Z)，再使用内容所有者的私钥对 H(Z) 进行签名，得到签名 S。

输出结果为带水印的图像 Iw 和基于内容的加密签名 S。

1.3 ECC 编码的作用与问题

ECC 编码能提高系统的鲁棒性，可纠正因可接受操作（如有损压缩或编解码器实现差异）引起的微小变化。例如，对于消息 0001，其码字为 0001111，仅使用后三位 PCBs（111）作为水印数据。当接收到消息 0011 时，通过检查原始奇偶校验值 111，可将其纠正回 0001。

然而，ECC 编码也存在安全问题。由于消息到 PCBs 的映射是多对一的，反向映射不唯一。如消息 0001 和 1111 共享相同的 PCBs（111），这可能导致安全漏洞。为解决此问题，采用对所有码字进行加密哈希的方法，因为每个综合征（消息和 PCBs）是唯一定义的，任何消息或 PCBs 的变化都会使