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KR100335308B1 - 워터마크를 이용한 인간 지각가능 데이터 세트의 배포와 인증 방법 및 그 장치 - Google Patents

워터마크를 이용한 인간 지각가능 데이터 세트의 배포와 인증 방법 및 그 장치 Download PDF

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KR100335308B1
KR100335308B1 KR1019990008267A KR19990008267A KR100335308B1 KR 100335308 B1 KR100335308 B1 KR 100335308B1 KR 1019990008267 A KR1019990008267 A KR 1019990008267A KR 19990008267 A KR19990008267 A KR 19990008267A KR 100335308 B1 KR100335308 B1 KR 100335308B1
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쿠퍼스미스돈
민쩌프레드릭콜
트레서찰스피
우차이와
융미네르바밍-이
Original Assignee
포만 제프리 엘
인터내셔널 비지네스 머신즈 코포레이션
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Publication date
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Publication of KR19990082729A publication Critical patent/KR19990082729A/ko
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Abstract

본 발명은 인간이 판독 가능한 이미지 내용을 노출시키지 않고, 인증 대행자(authentication agent)에 의하여 워터마킹(watermarking)된 이미지가 인증될 수 있는 워터마킹 기법에 관한 것이다. 프라이버시 제어(privacy control)를 워터마킹과 인증 메카니즘에 결합하는 방안을 개시한다. 워터마크를 인간이 인식할 수 없도록 만들 수 있다. 공개키 암호 기법(public key cryptography)에 의해 인증 대행자가 이미지를 워터마킹할 수는 없으나 인증할 수 있게 된다.

Description

워터마크를 이용한 인간 지각가능 데이터 세트의 배포와 인증 방법 및 그 장치{SECURED SIGNAL MODIFICATION AND VERIFICATION WITH PRIVACY CONTROL}
본 발명은 전반적으로 사운드 트랙, 이미지, 또는 비디오와 같이 디지털화되어 있으며 인간이 인식할 수 있는 데이터 세트(human-perceptible data set)를 인식 불가능하게 워터마킹(watermarking)하는 것에 관한 것이다.
인식 불가능한 워터마크(이하 간략히 워터마크로 칭함)는 데이터 세트의 변형 중 하나로서, 대부분의 경우 인간이 인식할 수 없으나 컴퓨터와 같은 기계에 의해서는 인식될 수 있는 것이다. 예를 들면, 데이터 세트가 이미지를 나타내면, 워터마크는 (대부분의 경우) 시각적으로 인식 불가능하며, 데이터 세트가 사운드 트랙을 나타내면 워터마크는 (대부분의 경우) 청각적으로 인식 불가능하다는 것 등이다. 이러한 워터마킹의 일반적인 원리는 종래 기술에 개시되어 있다.
소유권을 보호하기 위해, 즉, 소유권에 대한 다툼이 있는 상황에서 누가 정당한 소유자(owner)인지를 확실히 하기 위해 몇몇 워터마킹 기법이 제안되었다. 이와 달리, 본원의 발명자가 관심을 두고 있는 것은 소유자의 신원(identity) 및/또는 문서의 작성일을 확인하여 서류의 인증성(authenticity)을 체크하는 데 사용되는 워터마킹 기법이다. 바람직하게는, 변경의 위치가 이미지 상에 위치될 수 있게 하면서, 이미지의 변경이 인증 알고리즘에 의해 검출 가능해야 한다. 또한, 이미지의 일부분 상에서도 인증이 가능해야 한다. 이러한 워터마크는 취약(fragile) 워터마크로 불리우며, 이미지의 모든 변경에 의해 변경(이러한 변화는 검출 가능함)된다.
이와 관련하여, 예를 들어, 'An Invisible Watermarking Technique for Image Verification'이란 명칭으로 Proceedings, International Conference onImage Processing 1997, vol. II, pp. 680-683에 개시된 엠. 엠. 융(M. M. Yeung)과 에프. 씨. 민쩌(F. C. Mintzer)의 논문을 참조한다. 이 논문은 데이터 세트의 소유자가 데이터 세트 내로 인식 불가능한 워터마크를 합체시킨 워터마킹 기법을 기술한다. 종래 기술인 도 1에 도시된 바와 같이, 소유자는 소스 데이터 세트(101)에 워터마킹 기법(102)을 적용하여 워터마킹된 데이터 세트(103)를 얻는다. 워터마킹된 데이터 세트는 수요자(customer)(104)에게 배포된다. 소유자와 수요자 모두가 워터마크를 이용하여 데이터 세트를 인증할 수 있다(105).
관련 발명으로 지. 엘. 프리드만(G. L. Friedman)에 의하여 'The Trustworthy Digital Camera: Restoring Credibility to the Photographic Image'의 명칭으로 IEEE Trans. on Consumer Elec., vol. 39, no. 4, 1993, pp. 905-910에 발표된 논문과 그의 미국 특허 제 5,499,294 호가 있으며, 이 특허는 암호 기법을 사용하여 발생된 이미지를 인증하기 위한 서명(signature)을 생성하는 디지털 카메라를 기술한다. 서명은 전체 이미지에 대해 생성되어 그 이미지에 부가된다.
이러한 서명은 이미지 안에 포함되는게 아니라, 이미지에 부가되기 때문에, 지. 엘. 프리드만의 발명은 워터마크가 아니다. 이는 몇 가지 단점을 갖는다.
1) 이미지를 인증하기 위하여, 이미지 이외의 다른 것, 즉 이미지와 서명 모두가 필요하다.
2) 이미지에 대한 변경이 이루어진 위치가 측정될 수 없다.
3) 서명이 전체 이미지에 의존하기 때문에 이미지의 절취(切取)(cropping)된 버전(version)은 인증될 수 없다.
4) 인간이 판독 가능한 이미지 부분에 대한 인증 알고리즘의 액세스가 필요하다. 따라서, 수요자가 아닌 인증 대행자(authentication agent)도 인간이 판독 가능한 이미지 내용을 보게 될 것이며, 이러한 상황은 바람직하지 않을 수 있다. 단점 1) 내지 3)은 서명을 부가하는 대신에 취약 워터마크를 이용하여 쉽게 해결할 수 있다. 하지만, 당업계의 현재의 기술 수준에서는 그 대가로,
5) 최하위 비트만을 수정하는 것보다 더욱 심하게 이미지를 변경하며,
6) 서명이 폭 넓게 인식되어 있는 비밀키/공개키(secret key/public key)(줄여서 SK/PK) 암호화의 이점을 제공하지 못하게 된다. 장점중의 하나는 인증 대행자가 소유자가 아닌 경우에, 인증 대행자가 이미지를 워터마킹할 수 없다는 것이다.
본 발명은 이들 단점을 모두 해결할 수 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 가능한 한 인식하기 어렵고(faint), 안전하고, 신속하게 워터마킹을 제공하되, 의도된 응용 분야에 따라 이들 요구 사항들 간에 절충(trade-off)이 이루어질 수 있는 워터마킹을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 SK/PK 쌍을 이용하는 워터마킹을 제공하는 것이다. 본 발명의 또 다른 목적은 인증을 위해 인증 대행자가 워터마킹된 이미지의 인간이 판독 가능한 내용을 알 필요가 없도록 이미지에 포함된 취약 워터마킹을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 이미지를 워터마킹할 수는 없으나, 워터마킹된 이미지를 인증할 수 있는 능력을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 절취된 이미지를 인증할 수 있고 변경의 검출이 국부화될 수 있으나, 이미지의 조각들이 재정렬되어 있으면 인증을 거부하는 워터마킹 기법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 대상 이미지가 절취되었는지 아닌지를 결정할 수 있는 능력을 제공하는 것이다.
본 발명은 독립적일 수도 있는 인증 대행자가 인간이 판독 가능한 데이터를 판독할 수는 없으나 데이터 세트를 인증할 수 있는 데이터 세트 배포 기법을 기술한다. 더욱이, 선택적으로, 인증 대행자 A는 소유자 O의 워터마킹 기법을 이용하여 이미지를 워터마킹할 수 없다. 보다 범용적인 체계(framework)를 도 2에 도시한다. 소스 데이터(201)의 소유자가 이를 다음 단계에 의하여 워터마킹된 데이터 세트(206)로 변환한다. 먼저, 프라이버시 제어(privacy control)(202)를 소스 데이터에 추가한다. 이에 따라 데이터 세트 내용의 프라이버시를 유지하여 인증할 수 있게 된다. 이어서, 워터마킹 알고리즘을 적용한다(203). 이에 따라 프라이버시가 강화되고(privacy-enhanced) 워터마킹된 데이터(204)가 생성된다. 워터마크는 이미지에 의존하기 때문에 이미지의 최하위 비트에만 영향을 줄 수 있어서, 최대한 이미지 화질을 보존할 수 있게 된다. 프라이버시가 강화되고 워터마킹된 데이터로부터 소스 데이터의 인간이 판독 가능한 내용을 추출할 수 없지만, 여전히 데이터를 인증할 수 있다(212). 이러한 워터마킹되고 프라이버시가 강화된 데이터는 소유자로부터 인증 대행자 또는 수요자에게 배포될 수 있다. 더욱이, 인증 대행자와 수요자간에도 배포될 수 있다.
워터마킹된 인간이 판독 가능한 내용을 복구하기 위하여, 프라이버시 해제(release) 알고리즘이 소유자(205) 또는 수요자(209)에 의하여 적용된다. 이에 따라 얻어진 워터마킹된 데이터(206)는 소유자로부터 수요자(211)에게 배포될 수 있다. 이어서, 수요자는 프라이버시 제어(210)를 적용하여 워터마킹되고 프라이버시가 강화된 데이터(208)를 얻을 수 있다. 이러한 시나리오에서 소유자, 인증 대행자, 수요자는 응용 분야에 따라 상이한 당사자이거나 동일할 수 있다. 따라서, 이러한 체계는 도 1에 기술된 종래 기술보다 훨씬 더 범용적이다. 이러한 체계의 범용성은 몇 단계를 쉽게 변경하거나 생략할 수 있다는 사실에 의하여 더욱 향상된다. 예를 들면, 프라이버시가 필요가 없는 경우에는 프라이버시 보호에 관한 모든 단계가 생략될 수 있다. 예를 들어, 파일 내용의 보안을 유지하며 파일의 인증을 제어할 필요가 있을 수 있는 파일에 데이터를 보관하는 정부 기관과는 달리, 이미지를 간행물(journal) 또는 개인에게 판매하는 이미지 배포자는 이러한 단계를 필요로 하지 않을 것이다.
(예를 들면, 프리드만 논문에서 개시된) 종래 기술에서와 같이, 본 발명은 인증을 위하여 암호 기법을 사용한다. 하지만, 프리드만의 발명에서는 서명이 전체 이미지에 대하여 생성되어 이미지에 부가된다. 본 발명에서는 암호 기법을 사용하여 데이터 세트의 인간이 판독 가능한 내용을 알 필요없이 검증할 수 있는 이미지에 포함된 워터마크를 생성한다. 이러한 기법에 의해 인증 대행자가 이미지를 워터마킹하는 것 또한 방지할 수 있다.
본 발명의 워터마킹 기법의 이용은 데이터 세트의 전체에 걸쳐서 인코딩하여 데이터 세트를 인증하는 것을 포함하여, 변경이 검출될 수 있을 뿐만 아니라 국부화 될 수도 있다. 더욱이, 절취된 이미지가 주어지면, 그것의 대부분을 인증할 수 있다. 또한, 인증 알고리즘은 인증될 이미지가 워터마킹된 이미지를 절취하여 얻어진 것인지 아닌지를 검출할 수 있다.
데이터 세트의 일부분을 검증하고 변경이 이루어지는 위치를 국부화할 수 있기 때문에, 의도적으로 변경된 것이 아니라 전송에 의하여 또는 저장중 통신선과 저장 장치는 모두 통상적으로 어느 정도의 오류율(rate of failure)을 가짐 또는 예를 들면 자기 기록 장치로부터의 검색중 국부적으로만 영향을 받은 이미지의 정보 내용을 유지하는 것이 가능하다는 것에 주목해야 한다. 프리드만의 논문에서와 같이 전체 이미지에 의존하는 서명이 생성되면, 전송 또는 저장에 의한 변화에 의해 이미지가 인증되지 않게되며, 이는 바람직하지 않다. 본 발명에서는, 이미지에 대한 변화가 본질적이지 않은 인간이 판독 가능한 내용의 영역에 국부화되면 몇몇 응용 분야에서는 이미지가 여전히 인증된 것으로 간주될 수 있다.
본 발명에는 세 개의 주된 특징이 있다. 첫 번째 특징은 인증 대행자가 데이터 세트의 인간이 판독 가능한 내용을 얻을 수는 없으나 워터마킹된 데이터 세트를 인증할 수 있게 하는 것이다. 이러한 것은 본 발명의 프라이버시 제어 특징을 형성한다.
두 번째 특징은 데이터 세트 의존성 워터마크를 발생하고 데이터 세트의 최하위 비트에 이를 포함할 수 있게 하는 것이다. 이는 워터마크가 가능한 한 인식하기 어렵게 구성되었다는 것을 의미한다.
세 번째 특징은 워터마킹된 데이터 세트의 절취된(cropped) 버전을 인증할 수 있게하고 워터마킹된 데이터 세트가 절취되었는지의 여부를 알 수 있게 하는 것이다. 이는 또한 워터마킹 기법에 대한 잘라 붙이기 어택(cut and paste attack)을 방지한다. 즉, 워터마킹된 데이터 세트의 각 부분을 재배치하여 진정하지 않은 데이터 세트로 되게 하는 것이 방지된다.
도 1은 종래의 워터마킹 및 인증 기법을 도시한 도면,
도 2는 프라이버시 제어를 갖도록 제안된 워터마킹 및 인증 기법을 도시한 도면,
도 3a는 본 발명에 따라 소유자가 데이터 세트에 대하여 워터마킹을 수행하는 단계를 도시한 도면,
도 3b는 인증 대행자와 수요자가 워터마킹된 데이터 세트의 인증을 수행하는 단계를 도시한 도면,
도 3c는 소유자의 워터마크를 이용하여 인증 대행자가 데이터 세트를 워터마킹하는 것을 방지하기 위하여 공개키 암호 기법이 이용되는 것을 제외하고는 도 3b에 도시된 것과 동일한 도면,
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에서 데이터 세트를 워터마킹하는 단계를 도시한 도면,
도 5는 이미지를 워터마킹하고 인증하는 프로세스의 예시적인 구현을 도시한 도면,
도 6a는 이미지를 워터마킹하는 바람직한 실시예에서 사용되는 크고 작은 사각형을 도시한 도면,
도 6b는 큰 사각형이 이미지의 가장 자리에 어떻게 연결되는 지를 도시한 도면,
도 7a는 바람직한 실시예에서 이미지를 워터마킹하는 단계를 도시한 흐름도,
도 7b는 바람직한 실시예에서 프라이버시 제어가 사용되지 않는 경우 워터마킹된 이미지를 인증하는 단계를 도시한 흐름도,
도 7c는 바람직한 실시예에서 프라이버시 제어가 사용되는 경우 워터마킹된 이미지를 인증하는 단계를 도시한 흐름도.
도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
301 : 소유자 202, 210 : 프라이버시 제어
203 : 워터마킹
204, 207, 208 : 프라이버시가 강화되고 워터마킹된 데이터
205, 209 : 프라이버시 해제 206, 211 : 워터마킹된 데이터
본 발명의 전술한 목적, 특징, 장점과 다른 목적, 특징, 장점이 도면을 참조한 본 발명의 바람직한 실시예의 하기의 상세한 설명으로부터 보다 잘 이해될 것이다.
일반적으로, 디지털화된 인간 지각가능 데이터 세트는 N 비트의어레이 I 또는 이들의 집합으로 표현된다. 예를 들면, 표준 사운드 트랙에 대해서는 M=1이고, 그레이 스케일(gray-scale) 이미지에 대해서는 M=2이다. 스테레오 또는 보다 일반적인 m-트랙(m≥2) 사운드 트랙의 경우는, 이를 n2=m인 M=2로 간주하거나, M=1인 m≥2 어레이로 간주할 수 있다. 마찬가지로, 컬러 이미지는 M ≥ 3인 단일 어레이 또는 M=2인 셋 이상의 어레이로 생각될 수 있다(여기서, 3은 컬러 이미지의 성분의 최소수임). 따라서, 오디오-비디오 문서는 비디오에 대하여 M=4인 어레이로 표현되고 (스테레오) 사운드에 대하여 M=2인 어레이로 표현될 수 있다.
다양한 시나리오를 언급하고, 먼저 몇몇 용어법(terminology)을 도입하여 이하의 단락에서 사용되는 용어를 기술할 것이다. 이미지 I는 이것을 워터마킹된 이미지로 변환하는 이미지의 소유자 O에 의하여 워터마킹될 것이다(어떤 경우에는 I를 제거하고, 어떤 경우에는 I가 존재하지도 않고 이미지가 워터마킹된 형태로 직접 생성됨). 소유자 O의 인증된 워터마킹된 이미지에 자신이 액세스하는지를 체크하기 원하는 수요자 C에 의해 워터마킹된 이미지는 액세스될 수 있다. 인증은 인증 대행자 A에 의하여 이루어질 수 있다. 따라서, 셋 까지의 당사자가 존재하나, 어떤 경우에는 그들 중 임의의 두 당사자가 동일할 수 있다. 본 발명에 의하여 다루어지는 몇 가지의 시나리오를 다음과 같이 기술할 수 있다.
시나리오 1. O는 자신의 몇몇 오래된 이미지(old image)가 여전히 인증성을 갖고 있는지를 체크하기를 원할 수 있고, 외부의 도움없이 오래된 이미지를 인증하기를 원할 수 있으며, 이 경우 O=C=A 이다.
시나리오 2. O가 유일한 인증 대행자이기를 원할 수 있다(이 경우 A=0임).
시나리오 3. O가 어떠한 수요자라도 외부의 도움을 필요로 하지 않고 인증할 수 있도록 하는 것을 선호할 수 있다(이 경우 A=C임). 이러한 경우, 워터마킹은 SK/PK 쌍(pair)을 이용하여 만들어져야 한다.
시나리오 4. 이미지가 은행 예금 계좌 기록, 사회 보장 문서와 같은 민감한 문서일 수 있다. A가 이미지의 인간이 판독 가능한 내용에 접근하지 못하고, 이미지를워터마킹할 수 없는 것이 바람직할 것이다.
본 발명의 일반적인 메카니즘은 몇 단계로 분해되어 몇 가지의 시나리오가 가능하도록 하지만, 어떠한 경우에는 이들 단계 중 하나 또는 일부 또는 전부가 수행되지 않는다.
이제 도 3a를 참조하여 워터마킹 메카니즘을 기술하는데, 데이터 세트 I의 소유자는 다음과 같이 워터마킹된 데이터 세트를 형성한다. 초기 데이터 세트 I(301)로부터 시작하여, 데이터 세트 It=f1(I)(302)를 (맵(map) f1에 의하여) 추출한다. It는 데이터 세트의 내용의 대부분을 포함하며, 인간이 판독 가능한 내용을 포함한다. (이미지 또는 오디오 데이터인 경우에) 데이터 세트의 상위 비트가 It의 하나의 예로 될 수 있다. 이어서, 데이터 세트 It를 맵 f2에 의하여 데이터 세트 Is=f2(It)(303)로 변환한다. 응용 분야에 따라, Is는 It와 동일할 수도 있고(즉, f2는 항등함수(identity function)), It의 암호화되거나 해슁(hashing)된 버전일 수도 있다. 본 발명의 이 부분(Is(303))이 프라이버시 제어를 구성한다.
이어서, Is를 인증 대행자에게 알려진 함수 V에 의하여 워터마크 I1=V(Is)(304)로 변환한다. 함수 V는 I의 소유자에 의존할 수 있다. 이어서, 워터마킹된 이미지(305)를 I1과 It를 결합하여 형성한다.
이와 달리,는 또한 암묵적으로(implicitly) 규정될 수도 있다.
이 경우에는, 반복(iterative) 알고리즘을 사용하여 It와 I1로부터를 형성한다. 어떤 경우든, 함수 g가 사용되어 I(또는 It)가와 인식하기에 유사할 정도가 되게 한다. 예를 들어, 이미지 또는 오디오 신호인 경우에, It는 최하위 비트를 제외한 I의 데이터 비트 전부일 수 있고, It를 상위 비트로 사용하고 I1을 최하위 비트로 사용하여를 형성한다.
함수 g는 또한로부터 It와 I1을 추출, 즉, It=ht() 및 I1=h1(),하는 추출 함수 ht와 h1이 존재하는 특성을 갖는다. 예를 들어, It가의 상위 비트이고 I1이의 최하위 비트인 경우에, ht와 h1이 어떻게 규정되는지는 명백하다.
도 2 및 도 3a를 참조하여 전술한 바와 같이 I를로 변환시킴에 따라, 원래이미지의 프라이버시 인코딩되고 워터마킹된 버전을 생성한다.
도 3b를 참조하면, 검증 프로세스가 도시되어 있으며, 수요자는 워터마킹된 이미지(311)를 인증하기를 원한다. 수요자는 (ht와 h1을 이용하여) It(312)와I1(313)을 추출하고, It로부터 Is=f2(It)(314)를 형성하고, 데이터 세트 Is와 It(316)를 인증 대행자에게 제출한다. 이어서, 인증 대행자는 함수 V를 이용하여 IS로부터 I1'=V(Is)(317)을 형성하고, I1'을 I1과 비교한다(318). 만약 이들이 동일하면, 워터마킹된 이미지는 인증된다(319). 그렇지 않으면,는 인증되지 않는다(320). 소유자를 제외한 누구도 이미지를 워터마크킹할 수 없게 하기 위하여, 공개키 암호 기법을 사용하고, V를 V=V1þ V2로 분해하는데, 여기서 V1 -1은 공지된 것이지만 V1은 공지되어 있지 않고 오직 소유자만이 알고 있다. 더욱이, 계산에 의해 주어진 V1 -1로부터 V1을 결정하는 것은 실행 불가능하다고 여겨진다. 이 경우 인증 대행자는 V2(Is)를 형성하여 이것을 V1 -1(II)와 비교한다. 만약 이들이 동일하면, 워터마킹된 이미지는 인증된 것이다. 많은 응용 분야에서, V2는 항등 함수가 되도록 선택될 수 있다.
이제, 도 3c를 참조하여 공개키 암호 기법을 사용한 경우에 대한 검증 프로세스를 기술한다. 소유자에 대한 단계는 도 3b에 도시한 단계와 동일하다. 하지만, 인증 대행자는 V2(Is)(327) 및 V1 -1(II)(329)를 형성한다. 이어서, 판정 블럭(328)에서 V2(Is)를 V1 -1(II)와 비교한다. 만약 동일하면, 워터마킹된 데이터세트를 인증한다(330). 그렇지 않으면,를 인증하지 않는다(331).
도 3b와 도 3c 모두에서, Is가 It의 암호화되거나 해슁된 버전이면, 인증 대행자는 데이터 세트의 인간이 판독 가능한 내용을 포함하는 It의 내용을 읽을 수 없다. 만약 이에 덧붙여, I1이 인간에 의해 판독 가능한 내용을 나타내지 않으면(I1이 최하위 비트이기 때문에 통상의 경우 그러함), 인증 대행자는 데이터 세트의 인간이 판독 가능한 내용을 판독할 수는 없으나 데이터 세트를 인증할 수 있다. 이에 의해 본 발명의 프라이버시 제어 특징이 제공된다.
본 발명의 바람직한 실시예에서, 암호화 기법은 두 레벨에서 사용한다. 첫 번째로, 이들 기법을 프라이버시 제어에, 즉 f2를 규정하는데 사용한다. 두 번째로, 암호 기법을 인증하는데, 즉 V를 규정하는데 사용한다.
도 4를 참조하여 데이터 세트 I의 소유자가 바람직한 실시예에 따라 어떻게 워터마킹된 이미지를 형성하는지에 대해 상세히 설명한다. 본 발명에서 사용한 특정 암호화 기법에 대한 설명은 알프레드 제이. 메네찌즈(Alfred J. Menezes), 폴 씨. 반 오스코트(Paul C. van Oorschot)와 스코트 에이. 반스톤(Scott A. Vanstone)의 Handbook of Applied Cryptography, CRC Press, 1997에서 참조할 수 있다. 초기 데이터 세트 I(401)로부터 시작하여, 절사(truncation)된 데이터 세트(403) It=f1(I)를 맵 f1(402)에 의하여 추출한다. It는 데이터 세트 내용의 대부분을 포함하며 인간이 판독 가능한 내용을 포함한다. 예를 들면, 원래 데이터 세트 I의 상위 비트만It를 갖고 형성할 수 있다.
이어서, 맵 fe(404)에 의하여 데이터 세트 It를 제 2 데이터 세트(405) I2=fe(It)로 변환한다. 응용 분야에 따라, I2는 It와 동일하거나 (fe가 항등 함수인 경우) 혹은 I2는 It의 암호화된 버전일 수 있다. 어떤 경우에는, I2가 리던던시(redundancy)를 가져 It보다 클 수 있는데, 예를 들면 바람직한 실시예에서 It는 몇몇의 중첩하는 영역에 의하여 덮여지게 되며, 그 각각은 I2로 맵핑될 것이다.
이어서, 제 2 데이터 세트 I2를 사용하여 맵 f3(406)에 의하여 감축된 데이터 세트(407) Is=f3(I2)를 계산한다. It=I2인 것이 가능하지만, 몇몇 응용 분야에서는 (데이터 크기를 줄이기 위하여) f3을 해쉬 함수로 선택할 수 있다. 전술한 시나리오 3 또는 4의 경우, f3을 공지되었을 수 있는 암호화 해쉬 함수 H로 보다 엄밀하게 형성할 수 있다. 이러한 경우, I2와 같은 임의의 메시지 M이 주어지면, 주어진 M에 대하여 누구나 용이하게 Is=H(M)을 생성할 수 있으나, 동일한 해쉬 값을 갖는 두 개의 상이한 메시지 M과 M'을 찾는 것은 계산적으로 실행 불가능한 것으로 여겨진다. 또한, 주어진 해쉬 값 Y에 대하여 H(M)=Y를 만족시키는 메시지 M을 찾는 것은 계산적으로 실행 불가능한 것으로 여겨진다. 안전 해쉬 알고리즘(Secure Hash Algorithm; SHA-1)은 이러한 해쉬 함수중의 하나이다. 도 3a의 함수 f2의 경우, f2=f3þ fe이다.
이어서, Is를 사용하여 기능적 워터마크 fw(408)를 계산한다. 기능적 워터마크는 유효 워터마크 Iw(409)를 I에 연계시키게 되는데, Iw=fw(Is)에 의하여 계산할 수 있으며 Iw는 적당한 크기의 어레이이다. 몇몇 경우, Iw는 워터마킹된 이미지의 모든 최하위 비트(I1)의 집합일 수 있으며, 이러한 경우에 이는 Iw=I1로 나타낼 수 있지만, (비디오에서와 같이) 신속한 코딩 및/또는 가능한 한 인식하기 어려운 유효 워터마크가 필요하게 되면, Iw는 I1의 서브세트일 수도 있다.
함수 fw는 감축된 이미지 Is, 소유자 O에 의존할 뿐만 아니라 워터마킹이 수행되는 시간 T 및/또는 장소 P에 의존할 수도 있으며, fw=F(Is, O, T, P)로 표현된다. 어떤 응용 분야에서는, fw는 SK/PK 쌍의 SK 부분(또는 절취를 하기 위한 그 것의 집합)을 이용하여 형성될 수 있으며, 쌍의 공개 부분은 fP로 나타낼 것이다. 이러한 경우, 인증 대행자 A는 Iw가 F(Is, O, T, P)(Is)=fw(Is)로 계산되어야만 하는 것인지를 검사할 수 있지만, Is, O, T, P로부터 Iw를 계산할 수는 없다. 일반적으로, fP는 워터마킹을 위해 fw가 사용되는지를 검증하는데 필요한 함수를 나타낸다(시나리오 1에서와 같은 몇몇 경우에는, fP가 fw로 선택될 수 있다).
Iw를 계산하고, 이것을 이용하여 하위 비트 I1(410)을 생성한다. 전술한바와 같이 Iw(409)는 I1과 동일할 수도 있고 I1의 서브세트일 수도 있으며, Iw가 I1의 서브세트인 경우 I1의 나머지 비트는 I에서와 같도록 또는 임의로 선택된다. 이어서, 워터마킹된 이미지(412)를 It와 I1로부터 형성한다. 예를 들면, I1과 접합(concatenation)된 It(411)를로 선택할 수 있다. 하지만, 보다 복잡한 프로토콜(protocol)이 바람직할 수도 있다.
이어서,를 생성하도록 선택된 엄밀한 프로토콜에 따라 암호 기술 분야의 당업자에게 용이한 방식으로 이미지 인증을 구현할 수 있다. (필요하면) Iw의 비기밀 부분에 O, T, P에 관한 모든 정보를 포함시키는 것이 통상적이며(절취된 이미지의 인증을 고려하는 경우, 이미지에 대하여 여러번 반복함),내에 이러한 데이터가 포함되는 위치는 표준화될 수 있으며 위치 결정자(locator)로 작용하여 인증 프로세스를 용이하게 할 수 있다. 이러한 경우에, (fP에 대한 액세스가 허용된) A는 Is및 Iw와만 통신하여 인증을 수행할 수 있으며, 암호화 해쉬 함수가 f3으로 사용되면 It가 무엇인지를 추측할 수 없게 된다. SK/PK 쌍이 사용되면, A는 It에 대한 워터마크를 위조할 수도 없게 된다.
도 5a 및 도 5b에 이미지를 워터마킹하고 그것을 인증하는 프로세스 구현의 일예를 개략적으로 도시한다. 도 5a를 참조하면, 소스 이미지(501)를 인간이 인식 가능 내용 보유부(502)과 잔여부(504)로 분리한다(503). 이 잔여부는 워터마킹된 이미지 내의 워터마크에 의해 대체될 것이다. 내용 보유부를 프라이버시 제어를 위해 블럭(505)에서 암호화한다. 이어서, 암호화된 데이터(506)를 이용하여 블럭(507)에서 워터마크(508)를 형성한다.
도 5b를 참조하면, 블럭(523)에서 워터마크(522)를 내용 보유부(521)에 삽입하여 워터마킹된 이미지(524)를 생성한다. 인증을 위해, 블럭(525)은 워터마킹된 데이터로부터 워터마크를 추출하고, 블럭(527)은 워터마킹된 데이터로부터 암호화된 데이터를 발생하고, 이들 두 정보를 인증 프로토콜(526)에서 사용한다.
이어서, 데이터 세트의 특정한 유형에 대한 바람직한 실시예에 대하여 기술한다. 일반적으로 압축되지 않은 버전의 데이터 세트를 대상으로 하고 있다는 것에 주목해야 한다.
그레이 스케일 이미지
화상은 m X n 화소로 이루어지며, 각각의 화소는 8 비트의 정보로 표현된다. 7 개의 최상위 비트를 '상위 비트'로 지칭하고 8번째(최하위) 비트를 '하위 비트'로 지칭할 것이다. 워터마킹 프로세스에 의해 상위 비트는 변경되지 않고 하위 비트만이 변경될 것이다. 본 실시예에서 각 화소가 8 비트의 정보로 표현된다고 가정하였으나, 당업자라면 누구라도 각 화소가 N 비트의 정보로 표현되는 경우에 대하여 본 실시예의 구현을 용이하게 적용할 수 있을 것이다. 이하에서 기술하는 바와 같이, 다른 유형의 데이터 세트에 대하여 마찬가지로 적용할 수 있다.
화상의 대부분(가장자리를 제외할 수도 있음)을 24 x 24 화소의 작은 사각형으로 분할하되 각각의 작은 사각형이 32 x 32 화소 크기의 큰 사각형의 중앙에 포함되도록 분할한다. 도 6a에 도시한 바와 같이, 큰 사각형은 중첩되지만 작은 사각형은 중첩되지 않는다. 도 6b에 도시한 바와 같이, 주기적 경계 조건을 이용하여 큰 사각형을 결정할 수 있다. 다시 말하면, 이미지 가장자리 바깥에 놓인 부분을 갖는 큰 사각형은 대향하는 가장자리로 랩어라운드된다.
통상의 경우와 마찬가지로, 주기적 경계 조건을 이용함으로써, 더 이상의 변경이 필요없이 이미지의 경계 포인트 및 내부 포인트에 대해 방법을 완전히 동일한 방식으로 사용할 수 있게 된다. 본 실시예의 경우, 주기적 경계 조건에 의해 이미지가 절취되었는지 아닌지를 결정하기 위한 추가적인 검증도 가능하게 된다.
도 7a를 참조하면, 경계 조건을 사용하여 비중첩하는 작은 사각형과 중첩하는 큰 사각형으로 분할한 소스 이미지 I(701)로부터, 각각의 큰 사각형에 대하여 1024=32x32 화소 모두의 상위 비트(즉, 7x1024=7168 비트)를 수집하여 7168 비트를 갖는 메시지 M1(702)을 만든다.
이들 메시지 M1 모두를 수집하여 I2를 형성한다. 160 비트를 갖는 이 메시지 M2=H(M1)의 160 비트 해쉬를 계산하며, H는 SHA-1(703)로 선택된다. 소유자의 이름 및 시간을 부가하여 각각의 M1에 대해 512-비트 메시지 M3(704)을 생성한다. 여기서, 소유자의 이름은 이미지의 명칭, 이미지가 생성된 날짜, 또는 장소와 같은 다른 데이터를 포함할 수 있다.
공개적 인증을 가능하게 하기 위하여 SK/PK 쌍을 발생하여 사용하는 방법으로서, 미국 특허 제 4,405,829 호에 개시되어 있는 RSA 프로토콜을 선택하지만, 다른 방법이 또한 사용될 수 있다. RSA 프로토콜 내의 서명(signing) 함수는 SIGN으로 나타내며 RSA 프로토콜 내의 검증(인증) 함수는 VERIFY로 나타낸다.
이어서, 512 비트의 RSA 서명 M4=SIGN(SK, M3)(705)을 계산한다. 작은 사각형 내의 576=24x24 화소의 하위 위치(lower order position)에 이들 512 비트를 배치함으로써, 기존 하위 비트를 제거한다. 576 하위 비트가 있기 때문에, 다른 데이터에 사용할 수 있는 576-512=64 비트가 각각의 작은 사각형 내에 남는다. 이들 64 비트는 여분의 하위 비트(706)로 지칭될 것이다.
여분의 하위 비트를 위치 결정자로 사용하기 위하여, 항상 작은 사각형 내에 표준화된 방식으로 분산되도록 여분의 하위 비트를 선택한다. SK/PK 쌍이 이용되는 모든 경우에 있어서, 소유자의 이름, 시간, 공개키 PK가 이것을 원하는 사람 누구에게나 이용 가능하다고 가정되며 (아마도 몇 개의 사각형의) 여분의 하위 비트 내에 소유자의 이름 및 시간(또는 그것의 어떤 부분)이 포함되도록 한다. PK 또한 여분의 하위 비트에 포함시켜 (아마도 몇 개 사각형의 여분의 하위 비트를 이용하여) 이용 가능케할 수도 있으나, PK는 다른 수단에 의하여 공개적으로도 액세스가 가능해야만 한다.
데이터 세트(또는 그것의 일부분)가 변경되었는지를 수요자가 검증하기를 원한다고 가정하자. 수요자는 데이터의 일부분에 액세스가 가능하며, 데이터의 일부분이 절취되어 있는 것일 수 있지만, 수요자는 여전히 접근이 가능한 그 부분이 원래의 변경되지 않은 버전이라는 것을 검증하기를 원한다.
데이터 세트가 절취된 것이면, 화상 내에서의 큰 사각형의 정렬을 결정할 필요가 있다. 소유자의 이름이 여분의 하위 비트 내에 포함되어 있으면, 이것을 데이터 세트 내에서 탐색하여 올바른 정렬을 찾을 수 있다. 여분의 하위 비트 내에 포함된 작고 고정된 동기 패턴(synchronization pattern)을 사용하여 올바른 정렬을 결정할 수도 있다.
이와 달리, 시행 착오 방법(trial and error method)을 사용하여 각각의 가능한 정렬에 대해서 한 번씩 576=24x24 번의 검증 과정을 반복해서 올바른 정렬을 결정할 수도 있다.
절취의 결과, 이미지의 가장자리 화소가 검증불가능하게 될 수 있다. 이들 검증 불가능한 가장자리 화소의 양을 이용하여 이미지가 절취되었는지 아닌지(또는 이미지가 절취된 사실을 숨기기 위해 이미지가 변경되었는지)를 결정할 수 있다.
수요자는 다음과 같이 진행한다. 도 7b를 참조하면, 워터마킹된 이미지(731)로부터 시작하여, 데이터 세트의 각각의 큰 사각형에 대하여 상위 비트를 수집하여 메시지 M1'(732)을 만든다. 상응하는 작은 사각형의 하위 비트를 수집하여 512-비트 메시지 M4'(733)을 생성한다. 여기서, 수요자는
1. M1' 및 M4'을 인증 대행자에게 제출하거나(도 7b),
2. 해쉬 M2'=H(M1')을 계산하고 M2' 및 M4'을 인증 대행자에게 제출하는(도 7c) 두 개의 선택권을 갖는다.
어느 경우이든, 인증 대행자는 M2'이 계산하거나 검색할 수 있다(도 7b의(734) 또는 도 7c의 (754)). (M1'이 아니라) M2'가 인증 대행자에 제출되는 경우에, 인증 대행자는 M1'에 접근할 수 없으며, 그 결과 데이터 세트의 인간에 의해 판독 가능한 내용을 판독할 수 없다. 이 경우, 인증 대행자는 다음과 같이 인증을 수행한다. 우선, 인증 대행자는 소유자의 이름, 시간, PK를 수집한다. 이와 달리, 예를 들어 소유자의 이름, 시간, PK가 워터마킹된 데이터 세트의 여분의 하위 비트에 포함된 경우, 소유자의 '이름' 및/또는 '시간' 및/또는 PK는 수요자에 의하여 수집되어 인증 대행자에게 제출될 수도 있다. 이어서, 이름과 시간이 M2'에 부가되어 M3'(735)을 얻는다. 그 다음, 결정 블럭(737)에 도시한 바와 같이, VERIFY(PK, M4')를 계산하고 M3'이 VERIFY(PK, M4')와 동일한지를 결정한다. 이러한 모든 것은 공개적으로 입수 가능한 정보를 사용하여 행해질 수 있다. M3'=VERIFY(PK, M4')이면, 이는 M4'=SIGN(SK, M3')인 것을 의미한다.
각각의 큰 사각형이 검증식(738)을 만족시키면, 수요자는 (절취가 아닌 다른 방법에 의하여) 데이터가 변경되지 않은 것을 확신할 수 있다. M1' 대신 M2'이 인증 대행자에게 공급되는 경우의 인증 흐름도는 도 7c에 도시한 바와 같다. M2'의 계산이 인증 대행자가 아닌 수요자에 의하여 행해지는 것을 제외하고 모든 단계가 도 7b에서와 동일하다.
전술한 본 발명에 따른 실시예는 그레이 스케일 이미지에 중점을 두었지만, 본 발명은 보다 일반적 의미의 다른 종류의 데이터 세트에 용이하게 응용 가능하여, 이미지라는 단어는 컬러 이미지, 비디오 및 오디오와 같이 인간 지각가능 다른 어떠한 데이터 세트로도 대체될 수 있다는 것을 이제 설명하기로 한다.
컬러 이미지
컬러 이미지에서는, 각 화소는 삼원색 각각에 대해 8 비트씩 24 비트를 갖는다. 각 화소의 3 비트(삼원색 각각의 최하위 비트)를 '하위 비트'로 사용하고, 나머지 21 비트를 '상위 비트'로 사용한다. 작은 사각형은 14x14 화소일 수 있고, 큰 사각형은 22x22 화소일 수 있다. 따라서 하위 비트의 수는 588=3x14x14이고, 상위 비트의 수는 10164=21x22x22이다. 이 경우, 여분의 하위 비트의 수는 588-512=76 이다. 이 기법의 나머지는 동일하다.
오디오 파형
오디오 파형인 경우, 데이터 세트를 각각 16 비트인 샘플들의 일차원 어레이라고 가정한다. 이러한 경우에 적용하는 것은 비교적 간단하다. 예를 들면, 작은 사각형 및 큰 사각형 대신에, 큰 윈도우의 중앙에 작은 윈도우를 갖는 데이터의 작은 윈도우 및 큰 윈도우를 사용한다. 600 개의 샘플의 작은 윈도우를 사용하면, 큰 윈도우는 1000 개의 샘플일 수 있다. 큰 윈도우는 반드시 중첩하는 반면, 작은 윈도우는 중첩하지 않는다. 이 기법의 나머지 부분은 그레이 스케일 이미지의 경우와 유사하며 본 발명을 이해하는 사람이면 누구나 추론할 수 있을 것이다.
비디오
비디오 데이터는 일반적으로 고속으로 처리되기 때문에, 이러한 응용에는 빠른 구현이 요구된다. 알고리즘의 속도를 증가시키는 한 가지 방법은 이미지 전체에 분산된 하위 비트의 서브세트만을 사용하여 워터마크를 구성하는 것이다. 이들 포인트의 위치는 첫 번째 이미지의 판독 가능 데이터 및/또는 PK로부터 얻을 수 있으며 프레임간에 변화한다. 가능한 절취가 의도되는 경우, 이러한 데이터는 주기적으로 반복될 수 있다. 원하지 않는 절취과 잘라 붙이기 어택은 방지하나 절취를 검출 가능하도록 하기 위해, 각 프레임에 대한 워터마크는 그 프레임 및 주변 프레임에 대한 이미지에 의존한다 가능한 한 워터마크를 인식하기 어렵게 하는 것이 바람직한 경우, 분산된 도트(dot)에만 마킹(marking)하는 것 또한 정지 영상에 대해 사용할 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따라 특히 다음과 같은 장점이 얻어진다.
· 작은 사각형이 큰 사각형 내에 포함되어, 잘라 붙이기 어택을 방지한다. 즉, 인증된 이미지의 재정렬 조각에 의하여 형성된 이미지에 대해 인증을 거부한다.
· 제 3 당사자가 검증을 위하여 M2'과 M4'을 인증 대행자에게 제출하는 경우에는, 인증 대행자는 워터마킹된 데이터 세트의 인간이 판독 가능한 내용을 판독할 수 없다. 따라서, 이에 의해 데이터 세트의 인간이 판독 가능한 내용에 대해 소정 수준의 프라이버시가 제공된다.
· 공개키 암호 기법을 사용함으로써, 인증 대행자가 데이터를 인증할 수는 있지만 데이터 세트를 워터마킹할 수 없다.
· 워터마크를 데이터 세트의 최하위 비트 내에 포함시켰기 때문에, 워터마크의 인식이 불가능하다.
· 주기적 경계 조건을 사용하여 원래 이미지를 워터마킹하면, 인증 대행자는 가장자리가 인증되었는지 아닌지를 검사함으로써 이미지가 절취되었는지 아닌지를 결정할 수 있다.
· 워터마킹된 이미지가 변경된 경우, 인증 대행자는 변경의 위치를 대략적으로 결정할 수 있다.
본 발명을 몇 가지 특정한 유형의 데이터 세트에서 구현된 바람직한 실시예에 따라 기술하였으나, 당업자는 본 발명을 첨부된 특허 청구 범위의 정신과 범주를 벗어나지 않고 변형 실시할 수 있음을 이해할 것이다.
본 발명에 따르면, 이미지의 최하위 비트를 이용하여 이미지를 워터마킹하여 이미지의 화질을 보존하며, 프라이버시 제어를 사용하여 인증 대행자가 워터마킹된 이미지의 인간이 판독 가능한 내용을 알 수는 없으나 인증할 수 있다. 또한 대상 이미지가 절취되었는지를 검출할 수 있어, 재정렬된 이미지를 인증하지 않는다.

Claims (14)

  1. 워터마크(watermark)를 생성하고 상기 워터마크를 사용하여 인간 지각가능 소스 데이터 세트(human-perceptible source data set)를 인증하는 방법에 있어서,
    ① 상기 소스 데이터 세트로부터 상위 비트(high order bits)를 추출하는 단계와,
    ② 공개키 암호 기법을 상기 상위 비트에 적용하여 암호화된 비트 세트(an encrypted set of bits)를 생성하는 단계와,
    ③ 상기 암호화된 비트 세트로부터 워터마크를 생성하는 단계와,
    ④ 상기 워터마크를 상기 소스 데이터 세트의 최하위 비트(the least significant bits)로 삽입하여, 상기 소스 데이터 세트의 워터마크된 버전을 생성하는 단계와,
    ⑤ 상기 워터마크의 절취(切取)된(cropped) 버전이 상기 인간 지각가능 소스 데이터 세트에 대응함을 인증하고/하거나 다른 당사자가 인증할 수 있게 하여, 절취된 이미지가 절취된 이미지로서 인식되고 인증될 수 있도록 하고/하거나 상기 이미지 내의 블럭들이 재배치되어 있음이 인식될 수 있도록 하는 단계
    를 포함하는 인간 지각가능 소스 데이터 세트 인증 방법.
  2. 워터마크를 생성하고 상기 워터마크를 사용하여 인간 지각가능 소스 데이터 세트를 인증하는 방법에 있어서,
    상기 소스 데이터 세트로부터 상위 비트를 추출하는 단계와,
    상기 상위 비트에 의존하고 선택에 따라서는 또한 추가의 정보에도 의존하는 워터마크를 생성하는 단계와,
    상기 워터마크를 상기 소스 데이터 세트의 최하위 비트로 삽입하여, 상기 소스 데이터 세트의 워터마크된 버전을 생성하는 단계와,
    상기 워터마크가 상기 인간 지각가능 소스 데이터 세트에 대응함을 인증하고/하거나 다른 당사자가 인증할 수 있게 하는 단계 ― 상기 인증 단계는 상기 워터마크된 버전의 절취된 버전 상에서 수행되고, 절취(cropping)는 상기 인증 단계에 의해 검출됨 ― 와,
    상기 워터마크를 생성하는 데 사용된 상기 추가 정보의 일부 혹은 전부를 추출하고/하거나 다른 당사자가 추출할 수 있게 하는 단계
    를 포함하는 인간 지각가능 소스 데이터 세트 인증 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 워터마크된 버전 만을 가지는 제 3 당사자가 상기 워터마크를 추가의 소스 데이터 세트에 적용하기 위해 상기 워터마크를 추출할 수 없는 인간 지각가능 소스 데이터 세트 인증 방법.
  4. 워터마크를 생성하고 상기 워터마크를 사용하여 인간 지각가능 소스 데이터 세트를 인증하는 방법에 있어서,
    상기 소스 데이터 세트로부터 상위 비트를 추출하는 단계와,
    상기 상위 비트에 의존하고 선택에 따라서는 또한 추가의 정보에도 의존하는 워터마크를 생성하는 단계와,
    상기 워터마크를 상기 소스 데이터 세트의 최하위 비트로 삽입하여, 상기 소스 데이터 세트의 워터마크된 버전을 생성하는 단계와,
    상기 워터마크가 상기 인간 지각가능 소스 데이터 세트에 대응함을 인증하고/하거나 다른 당사자가 인증할 수 있게 하는 단계 ― 상기 인증 단계는 상기 소스 데이터 세트 내에서의 임의의 변형의 대략적인 위치를 결정할 수 있음 ― 와,
    상기 워터마크를 생성하는 데 사용된 상기 추가 정보의 일부 혹은 전부를 추출하고/하거나 다른 당사자가 추출할 수 있게 하는 단계
    를 포함하는 인간 지각가능 소스 데이터 세트 인증 방법.
  5. 워터마크를 이용하여 인간 지각가능 소스 데이터 세트를 배포 및 인증하는 방법에 있어서,
    인간 지각가능 소스 데이터 세트를 디지털화하고 이를 복수의 비중첩(non-overlapping) 디지털화된 세그먼트 및 이에 대응하는 복수의 중첩 디지털화된 세그먼트로 분할(segmenting)하는 단계 ― 각각의 비중첩 세그먼트는 그에 대응하는 중첩 세그먼트 내에 동일한 방식으로 포함(embedded)되고, 상기 디지털화는 상기 인간 지각가능 소스 데이터 세트의 디지털 표현을 포함하며, 상기 디지털 표현은 디지털 요소들로 이루어지고, 상기 각각의 요소는 상위 비트와 하위 비트로 나누어지며, 상기 상위 비트는 상기 소스 데이터 세트의 인간 지각가능성을 유지하기에 충분함 ― 와,
    상기 소스 데이터 세트의 워터마킹된 버전을 생성하는 단계 ― 상기 소스 데이터 세트의 워터마킹된 버전을 생성하는 단계는 상기 복수의 대응하는 세그먼트의 각각에 대해,
    상기 중첩 세그먼트의 상기 상위 비트에 프라이버시 제어를 추가하여, 암호화된 상위 비트로 이루어지는 데이터 세트가 생성되도록 하는 단계와,
    상기 암호화된 상위 비트로 이루어진 상기 데이터 세트에 워터마킹 알고리즘을 적용하여, 크기가 축소된 데이터 세트가 생성되도록 하는 단계와,
    상기 축소된 데이터 세트를 상기 비중첩 세그먼트의 하위 비트에 맵핑(mapping)하여, 상기 하위 비트를 대체하도록 하는 단계를 더 포함하고,
    상기 크기 축소는 맵핑 후에도 여분의 하위 비트가 남도록 하기에 충분하고, 상기 여분의 하위 비트의 일부를 사용하여 워터마크 속성을 나타내며, 상기 워터마크 속성은 모든 상기 세그먼트에 대해 동일하고, 상기 워터마크 속성을 포함하는 여분의 하위 비트는 위치 결정자(locator)로서 사용가능하도록 표준화된 방식으로 상기 세그먼트들 내에 산재됨(dispersed) ― 와,
    상기 워터마킹된 데이터 세트를 배포하는 단계와,
    상기 워터마킹된 데이터 세트에 프라이버시 해제(release) 알고리즘을 적용하는 단계와,
    상기 워터마킹된 데이터 세트를 인증하는 단계를 포함하며,
    상기 인증 단계는 상기 워터마크된 데이터 세트의 절취된 부분 상에서 수행되고, 상기 워터마크 속성은 상기 중첩 세그먼트들을 정렬하는 데 사용되는
    인간 지각가능 소스 데이터 세트 배포 및 인증 방법.
  6. 워터마크를 이용하여 인간 지각가능 소스 데이터 세트를 배포 및 인증하는 방법에 있어서,
    인간 지각가능 소스 데이터 세트를 디지털화하고 이를 복수의 비중첩(non-overlapping) 디지털화된 세그먼트 및 이에 대응하는 복수의 중첩 디지털화된 세그먼트로 분할(segmenting)하는 단계 ― 각각의 비중첩 세그먼트는 그에 대응하는 중첩 세그먼트 내에 동일한 방식으로 포함(embedded)되고, 상기 디지털화는 상기 인간 지각가능 소스 데이터 세트의 디지털 표현을 포함하며, 상기 디지털 표현은 디지털 요소들로 이루어지고, 상기 각각의 요소는 상위 비트와 하위 비트로 나누어지며, 상기 상위 비트는 상기 소스 데이터 세트의 인간 지각가능성을 유지하기에 충분함 ― 와,
    상기 소스 데이터 세트의 워터마킹된 버전을 생성하는 단계 ― 상기 소스 데이터 세트의 워터마킹된 버전을 생성하는 단계는 상기 복수의 대응하는 세그먼트의 각각에 대해,
    상기 중첩 세그먼트의 상기 상위 비트에 프라이버시 제어를 추가하여, 암호화된 상위 비트로 이루어지는 데이터 세트가 생성되도록 하는 단계와,
    상기 암호화된 상위 비트로 이루어진 상기 데이터 세트에 워터마킹 알고리즘을 적용하여, 크기가 축소된 데이터 세트가 생성되도록 하는 단계와,
    상기 축소된 데이터 세트를 상기 비중첩 세그먼트의 하위 비트에 맵핑(mapping)하여, 상기 하위 비트를 대체하도록 하는 단계를 더 포함하고,
    상기 크기 축소는 맵핑 후에도 여분의 하위 비트가 남도록 하기에 충분하고, 상기 여분의 하위 비트의 일부를 사용하여 워터마크 속성을 나타냄 ― 와,
    상기 워터마킹된 데이터 세트를 배포하는 단계와,
    상기 워터마킹된 데이터 세트에 프라이버시 해제(release) 알고리즘을 적용하는 단계와,
    상기 워터마킹된 데이터 세트를 인증하는 단계를 포함하며,
    상기 인증 단계는 상기 워터마크된 데이터 세트의 절취된 부분 상에서 수행되고, 작은 고정된 동기화 패턴이 상기 중첩 세그먼트들을 정렬하는 데 사용되도록 상기 여분의 하위 비트 내에 포함되는
    인간 지각가능 소스 데이터 세트 배포 및 인증 방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 인증 단계는 상기 워터마크된 버전 만을 사용하여 수행될 수 있는
    인간 지각가능 소스 데이터 세트 인증 방법.
  8. 워터마크(watermark)를 생성하고 상기 워터마크를 사용하여 인간 지각가능 소스 데이터 세트(human-perceptible source data set)를 인증하는 장치에 있어서,
    ① 상기 소스 데이터 세트로부터 상위 비트(high order bits)를 추출하는 수단과,
    ② 공개키 암호 기법을 상기 상위 비트에 적용하여 암호화된 비트 세트(an encrypted set of bits)를 생성하는 수단과,
    ③ 상기 암호화된 비트 세트로부터 워터마크를 생성하는 수단과,
    ④ 상기 워터마크를 상기 소스 데이터 세트의 최하위 비트(the least significant bits)로 삽입하여, 상기 소스 데이터 세트의 워터마크된 버전을 생성하는 수단과,
    ⑤ 상기 워터마크의 절취(切取)된(cropped) 버전이 상기 인간 지각가능 소스 데이터 세트에 대응함을 인증하고/하거나 다른 당사자가 인증할 수 있게 하여, 절취된 이미지가 절취된 이미지로서 인식되고 인증될 수 있도록 하고/하거나 상기 이미지 내의 블럭들이 재배치되어 있음이 인식될 수 있도록 하는 수단
    을 포함하는 인간 지각가능 소스 데이터 세트 인증 장치.
  9. 워터마크를 생성하고 상기 워터마크를 사용하여 인간 지각가능 소스 데이터 세트를 인증하는 장치에 있어서,
    상기 소스 데이터 세트로부터 상위 비트를 추출하는 수단과,
    상기 상위 비트에 의존하고 선택에 따라서는 또한 추가의 정보에도 의존하는 워터마크를 생성하는 수단과,
    상기 워터마크를 상기 소스 데이터 세트의 최하위 비트로 삽입하여, 상기 소스 데이터 세트의 워터마크된 버전을 생성하는 수단과,
    상기 워터마크가 상기 인간 지각가능 소스 데이터 세트에 대응함을 인증하고/하거나 다른 당사자가 인증할 수 있게 하는 수단 ― 상기 인증 수단은 상기 워터마크된 버전의 절취된 버전 상에서 동작하고, 절취(cropping)는 상기 인증 수단에 의해 검출됨 ― 과,
    상기 워터마크를 생성하는 데 사용된 상기 추가 정보의 일부 혹은 전부를 추출하고/하거나 다른 당사자가 추출할 수 있게 하는 수단
    을 포함하는 인간 지각가능 소스 데이터 세트 인증 장치.
  10. 삭제
  11. 워터마크를 생성하고 상기 워터마크를 사용하여 인간 지각가능 소스 데이터 세트를 인증하는 장치에 있어서,
    상기 소스 데이터 세트로부터 상위 비트를 추출하는 수단과,
    상기 상위 비트에 의존하고 선택에 따라서는 또한 추가의 정보에도 의존하는 워터마크를 생성하는 수단과,
    상기 워터마크를 상기 소스 데이터 세트의 최하위 비트로 삽입하여, 상기 소스 데이터 세트의 워터마크된 버전을 생성하는 수단과,
    상기 워터마크가 상기 인간 지각가능 소스 데이터 세트에 대응함을 인증하고/하거나 다른 당사자가 인증할 수 있게 하는 수단 ― 상기 인증 수단은 상기 소스 데이터 세트 내에서의 임의의 변형의 대략적인 위치를 결정할 수 있음 ― 과,
    상기 워터마크를 생성하는 데 사용된 상기 추가 정보의 일부 혹은 전부를 추출하고/하거나 다른 당사자가 추출할 수 있게 하는 수단
    을 포함하는 인간 지각가능 소스 데이터 세트 인증 장치.
  12. 워터마크를 이용하여 인간 지각가능 소스 데이터 세트를 배포 및 인증하는 장치에 있어서,
    인간 지각가능 소스 데이터 세트를 디지털화하고 이를 복수의 비중첩(non-overlapping) 디지털화된 세그먼트 및 이에 대응하는 복수의 중첩 디지털화된 세그먼트로 분할(segmenting)하는 수단 ― 각각의 비중첩 세그먼트는 그에 대응하는 중첩 세그먼트 내에 동일한 방식으로 포함(embedded)되고, 상기 디지털화 수단은 상기 인간 지각가능 소스 데이터 세트의 디지털 표현을 포함하며, 상기 디지털 표현은 디지털 요소들로 이루어지고, 상기 각각의 요소는 상위 비트와 하위 비트로 나누어지며, 상기 상위 비트는 상기 소스 데이터 세트의 인간 지각가능성을 유지하기에 충분함 ― 와,
    상기 소스 데이터 세트의 워터마킹된 버전을 생성하는 수단 ― 상기 소스 데이터 세트의 워터마킹된 버전을 생성하는 수단은 상기 복수의 대응하는 세그먼트의 각각에 대해,
    상기 중첩 세그먼트의 상기 상위 비트에 프라이버시 제어를 추가하여, 암호화된 상위 비트로 이루어지는 데이터 세트가 생성되도록 하는 수단과,
    상기 암호화된 상위 비트로 이루어진 상기 데이터 세트에 워터마킹 알고리즘을 적용하여, 크기가 축소된 데이터 세트가 생성되도록 하는 수단과,
    상기 축소된 데이터 세트를 상기 비중첩 세그먼트의 하위 비트에 맵핑(mapping)하여, 상기 하위 비트를 대체하도록 하는 수단을 더 포함하고,
    상기 크기 축소는 맵핑 후에도 여분의 하위 비트가 남도록 하기에 충분하고, 상기 여분의 하위 비트의 일부를 사용하여 워터마크 속성을 나타내며, 상기 워터마크 속성은 모든 상기 세그먼트에 대해 동일하고, 상기 워터마크 속성을 포함하는 여분의 하위 비트는 위치 결정자(locator)로서 사용가능하도록 표준화된 방식으로 상기 세그먼트들 내에 산재됨(dispersed) ― 와,
    상기 워터마킹된 데이터 세트를 배포하는 수단과,
    상기 워터마킹된 데이터 세트에 프라이버시 해제(release) 알고리즘을 적용하는 수단과,
    상기 워터마킹된 데이터 세트를 인증하는 수단을 포함하며,
    상기 인증 수단은 상기 워터마크된 데이터 세트의 절취된 부분 상에서 동작하고, 상기 워터마크 속성은 상기 중첩 세그먼트들을 정렬하는 데 사용되는
    인간 지각가능 소스 데이터 세트 배포 및 인증 장치.
  13. 삭제
  14. 워터마크를 이용하여 인간 지각가능 소스 데이터 세트를 배포 및 인증하는 장치에 있어서,
    인간 지각가능 소스 데이터 세트를 디지털화하고 이를 복수의 비중첩(non-overlapping) 디지털화된 세그먼트 및 이에 대응하는 복수의 중첩 디지털화된 세그먼트로 분할(segmenting)하는 수단 ― 각각의 비중첩 세그먼트는 그에 대응하는 중첩 세그먼트 내에 동일한 방식으로 포함(embedded)되고, 상기 디지털화 수단은 상기 인간 지각가능 소스 데이터 세트의 디지털 표현을 포함하며, 상기 디지털 표현은 디지털 요소들로 이루어지고, 상기 각각의 요소는 상위 비트와 하위 비트로 나누어지며, 상기 상위 비트는 상기 소스 데이터 세트의 인간 지각가능성을 유지하기에 충분함 ― 와,
    상기 소스 데이터 세트의 워터마킹된 버전을 생성하는 수단 ― 상기 소스 데이터 세트의 워터마킹된 버전을 생성하는 수단은 상기 복수의 대응하는 세그먼트의 각각에 대해,
    상기 중첩 세그먼트의 상기 상위 비트에 프라이버시 제어를 추가하여, 암호화된 상위 비트로 이루어지는 데이터 세트가 생성되도록 하는 수단과,
    상기 암호화된 상위 비트로 이루어진 상기 데이터 세트에 워터마킹 알고리즘을 적용하여, 크기가 축소된 데이터 세트가 생성되도록 하는 수단과,
    상기 축소된 데이터 세트를 상기 비중첩 세그먼트의 하위 비트에 맵핑(mapping)하여, 상기 하위 비트를 대체하도록 하는 수단을 더 포함하고,
    상기 크기 축소는 맵핑 후에도 여분의 하위 비트가 남도록 하기에 충분하고, 상기 여분의 하위 비트의 일부를 사용하여 워터마크 속성을 나타냄 ― 와,
    상기 워터마킹된 데이터 세트를 배포하는 수단과,
    상기 워터마킹된 데이터 세트에 프라이버시 해제(release) 알고리즘을 적용하는 수단과,
    상기 워터마크된 데이터 세트를 인증하는 수단을 포함하며,
    상기 인증 수단은 상기 워터마크된 데이터 세트의 절취된 부분 상에서 동작하고, 작은 고정된 동기화 패턴이 상기 중첩 세그먼트들을 정렬하는 데 사용되도록 상기 여분의 하위 비트 내에 포함되는
    인간 지각가능 소스 데이터 세트 배포 및 인증 장치.
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