研究愿景

数字水印是数字版权保护和数据安全的重要技术。本方向长期围绕数据库水印、地理数据水印、空间数据水印和文本水印等开展研究，重点研究水印嵌入与提取算法、鲁棒性分析、水印协议设计以及版权保护机制，形成了较为完整的数字水印理论与应用体系。相关研究成果得到了国家自然科学基金和国家863计划等项目的持续支持，在数据库版权保护、地理信息安全以及可信数据共享等领域取得了系列成果，并获得教育部和武汉市科技奖励。

研究体系

项目支持

• 国家自然科学基金青年项目：地理数据库水印技术及其评价方法研究
• 教育部博士点基金项目：地理数据库水印技术的研究与实现
• 国家863计划课题：空间数据水印技术及其服务体系的研究与开发

获奖

• 《地理数据版权保护关键技术及其应用》：2015年武汉市科技进步二等奖
• 《珞印地理数据水印工具》：2012年NDBC最佳系统演示奖

研究方向

地理空间数据水印（Watermarking for Geo-Spatial Data）

鲁棒水印（Robust Watermarking）

鲁棒水印主要面向数字媒体版权保护与所有权认证，研究如何在保证水印不可感知性的同时，使其能够抵抗压缩、裁剪、几何变换、噪声等常见信号处理和恶意攻击。围绕鲁棒性、自适应嵌入和攻击恢复等关键问题，我们提出了多种面向图像和多媒体数据的鲁棒水印算法，在保证水印检测可靠性的同时，提高了算法对复杂攻击环境的适应能力，为数字版权保护和数字内容追踪提供了有效技术支撑。

代表性成果包括：

• Blind watermarking scheme for polylines in vector geo-spatial data. Multim. Tools Appl. 74(24): 11721-11739 (2015)
• Rights Protection for Trajectory Streams. DASFAA (2) 2014: 407-421
• Watermarking geographical data on spatial topological relations. Multim. Tools Appl. 57(1): 67-89 (2012)
• 一种基于可变步长量化调制的地理数据库水印方法.《计算机研究与发展》2011年10期

脆弱水印（Fragile Watermarking）

脆弱水印主要用于数字内容完整性验证和篡改检测，其特点是在数据发生任何未经授权的修改后，水印能够立即失效或发生明显变化。本方向重点研究高精度篡改定位、内容认证以及抗复制攻击等关键技术，提出了兼顾认证精度与定位能力的脆弱水印方法，为数字图像真实性验证、安全取证以及可信信息管理提供了技术保障。

代表性成果包括：

• A Fragile Watermarking Scheme for Modification Type Characterization in 2D Vector Maps. APWeb 2014: 129-140
• 一种可识别修改类型的矢量地图水印方法.[发明专利]CN104063840B, 公开日：2017-05-10
• 基于弱水印的地理数据篡改检验方法. 《小型微型计算机系统》2014年12期

混合水印（Hybrid Watermarking）

鲁棒水印与脆弱水印分别面向版权保护和内容认证，两者各具优势但难以同时满足实际应用需求。本方向围绕双重保护机制开展研究，将鲁棒水印和脆弱水印有机结合，实现版权认证、完整性验证以及篡改定位的统一支持，在抵抗复制攻击、篡改攻击等方面取得了较好的综合性能，为可信数字媒体管理提供了一体化解决方案。该方向的代表性成果提出了融合鲁棒与脆弱特性的混合水印框架，实现了版权保护与内容认证的协同优化。

代表性成果包括：

• Multipurpose watermarking for vector map protection and authentication. Multimedia Tools and Applications, 2018

零水印/可逆水印/多重水印（Zero-/Reversible-/Multi-Watermarking）

针对传统数字水印在数据失真、应用场景和功能扩展等方面的局限，本方向围绕零水印、可逆水印和多重水印等新型水印技术开展研究。重点探索基于数据特征的零水印版权认证、高保真数据的可逆信息隐藏以及多水印协同嵌入与检测等关键技术，在保证原始数据完整性和可恢复性的同时，实现版权保护、完整性认证、身份标识和内容追踪等多种安全功能，为医学影像、地理信息、数据库及数字媒体等高可信应用场景提供更加灵活、高效和可靠的数字版权保护解决方案。 代表成果包括：

• Reversible Fragile Watermarking for Fine-Grained Tamper Localization in Spatial Data (ADC, 2017)
• A Zero-Watermarking Scheme for Vector Map Based on Feature Vertex Distance Ratio (J. Electr. Comput. Eng., 2015)
• 一种支持多版权的地理数据增量水印方法. 《计算机科学》 42(7): 22-27 (2015)

水印协议 （Watermarking Protocol）

水印协议研究数字水印技术在版权认证过程中的安全交互机制，重点解决水印生成、嵌入、检测、仲裁及版权确认等环节中的可信性、公平性和不可抵赖性问题。通过将数字水印与密码学协议、安全认证和数字签名等技术相结合，构建完整的版权保护协议体系，提高数字版权管理系统的安全性和可靠性，为数字内容确权、侵权取证和版权仲裁提供理论基础和技术支持。

代表成果包括：

• 一种针对地理数据水印算法的评测方法. [发明专利]CN103164837B, 公开日：2015-12-23
• 基于数字水印的保护数据库版权的交易方法. [发明专利]CN101452553B, 公开日：2012-06-27

数据库水印

数据库水印针对关系数据库等结构化数据的版权保护问题，研究适用于数据库特点的水印嵌入、检测与恢复方法。相较于传统多媒体水印，数据库水印需要兼顾数据精度、查询可用性以及更新操作等因素，因此重点围绕可逆嵌入、抗数据修改和数据库完整性验证等关键问题开展研究，构建适用于数据库系统的数据版权保护技术，为数据库安全共享和数据资产保护提供理论与方法支撑。

代表性成果：

• 基于统计量特征的数据库指纹方法.《软件学报》2022年9期
• 基于数字水印的保护数据库版权的交易方法. [发明专利]CN101452553A, 公开日：2009-06-10
• 一种带有纠错机制的数据库水印技术.《计算机研究与发展》2006年z3期