零水印是指：不对原始载体信号进行任何更改的一种新的数字水印技术，通过提取信号的特征来构造零水印信号，可很好地解决不可见水印的可感知性和鲁棒性间的矛盾。

与传统的数字水印技术不同，零水印技术不对原始载体信号进行任何更改，使得载体信号的不可感知性可得到充分的保证，这在一些对失真较敏感的领域具有非常重要的应用价值。目前，虽提出了一些零水印技术，但仍存在一些问题。例如：

1）在构造和检测零水印信号时，需对载体信号采用某种变换方法从空域变换到变换域，算法的计算复杂度往往较高；

2）未考虑算法的安全性问题，生成零水印过程或生成零水印信号后都未对其进行任何的处理。若生成零水印信号的算法公开，则算法的安全性较低；

3）直接以生成的无意义信号为最终的零水印信号，人眼缺乏可视性，仅靠计算提取的信号与保存在注册中心的信号的相似度来进行版权归属认证往往难以服众；

……

面对这些问题，本文利用混沌系统对初值敏感的特性和在分析常规的信号处理攻击对载体信号所有选择分块整体均值与分块均值间大小关系稳健性的基础上，选择有意义的二值信号作为原始的水印信号，直接在空域提出一种基于混沌的零水印方案。该方案的主要特点如下：

1）选择有意义的二值信号作为原始水印信号，解决了水印信号缺乏可视性的问题；

2）在零水印信号构造和检测过程中，未对载体信号进行任何变换，直接在空域利用载体信号所有选择分块整体均值与分块均值间的大小关系来构造稳健的特征信息，降低了算法的计算复杂度；

3）算法直接在空域进行，比较简单且易于实现，可操作性强；

4）算法以对初值极度敏感的混沌系统为基础，算法安全性较高；

5）生成的零水印信号近似满足均匀分布，其均衡性较好；

6）在对生成的零水印信号进行注册时，附加了经权威机构认证的时间戳，这样即使侵权者后来根据本文算法生成了代表他的零水印信号也注册在IPR数据库中，也是不能证明其版权是属于侵权者的；

7）对常规信号处理和多种组合攻击等都具有较强的鲁棒性能。与相似的零水印技术相比，该方案的平均运行时间不但减少了约90%，而且抗攻击性能平均提高了约15%。

引用格式：熊祥光. 空域强鲁棒零水印方案. 自动化学报, 2018, 44(1): 160-175. 

链接：http://html.rhhz.net/ZDHXBZWB/html/2018-1-160.htm

作者简介：                                         

熊祥光, 贵州师范大学大数据与计算科学学院副教授, 主要研究方向为多媒体信息安全和数字水印技术. 本文通信作者. E-mail: xxg0851@163.com