Tatouage numérique
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Ne doit pas être confondu avecSignature numérique.
Letatouage numérique(en anglaisdigital watermark,«filigranenumérique ») est une technique permettant d'ajouter des informations decopyrightou d'autres messages de vérification à un fichier ou signal audio, vidéo, une image ou un autredocument numérique.Le message inclus dans le signal hôte, généralement appelémarqueou bien simplementmessage,est un ensemble debits,dont le contenu dépend de l'application. La marque peut être le nom ou un identifiant du créateur, du propriétaire, de l'acheteur ou encore une forme de signature décrivant le signal hôte. Le nom de cette technique provient du marquage des documents papier et des billets.
Histoire
[modifier|modifier le code]Le tatouage numérique est une discipline très récente, dont on fait remonter la naissance en 1990 avec l'article de Tanaka et al.[note 1]sur une méthode pour cacher de l'information dans une image, ainsi qu'avec les articles de Caronni et Tirkel et al. en 1993[1].
Le termedigital watermark(tatouage numérique) fut pour la première fois employé en 1992 par Andrew Tirkel et Charles Osborne[2].Le terme utilisé par Tirkel et Osborne est originaire du Japon:denshi sukashi( điện tử thấu かし) qui se traduit enanglaisparelectronic watermark.
Paul Levinson parle également de tatouage numérique[3].Il préconise dans son ouvrage l'utilisation denuméros de brevet intelligents(p.202), en embarquant dans chaque élément technologique une puce électronique qui donnerait la liste des inventeurs.
Ingemar Cox popularisa les techniques d'étalement de spectrepour le tatouage numérique[4].L'invention des systèmes de re-synchronisation[5]en 1998 marqua la discipline de même que le tatouage avec information adjacente[6](side information channel) en 1999.
Geoff Rhoads, travaillant pourDigimarc Corporation,développa la technologie PictureMarc.
Teddy Furon et Patrick Bas ont inventé la technique de tatouage d'images Broken Arrows[7]pour la compétition BOWS-2[note 2].Cette technique est à la base de la technologie Imatag de la société Lamark.
Types de tatouages
[modifier|modifier le code]Visibles et invisibles
[modifier|modifier le code]On distingue généralement les tatouages en deux classes: visibles et invisibles.
Les visibles altèrent le signal ou le fichier (par exemple ajout d'une image pour en marquer une autre). Il est fréquent que lesagences de photoajoutent un tatouage visible en forme de copyright (« © ») aux versions de prévisualisation (basse résolution) de leurs photos, ceci afin d'éviter que ces versions ne se substituent aux versions hautes résolutions payantes.
Les tatouages invisibles modifient le signal d'une manière imperceptible par l'utilisateur final (par exemple en ne modifiant que le bit le moins significatif de chaque octet). Le tatouage numérique invisible peut être considéré comme une forme destéganographie,puisque l'utilisateur final ignore la présence du tatouage et donc de l'information cachée. Pour reprendre l'exemple de l'agence photo, les photos hautes résolutions vendues par l'agence pos sắc dent elles au contraire un tatouage invisible, qui ne dégrade donc pas le contenu visuel, mais qui permet de détecter l'éventuelle source d'un vol. Le message caché par le tatouage peut être un identifiant de l'acheteur par exemple. En cas d'utilisation non autorisée, l'agence peut alors se retourner contre l'acheteur.
Fragiles
[modifier|modifier le code]Il existe aussi des tatouages ditsfragiles.Ce sont des tatouages invisibles, qui sont utilisés pour détecter toute modification du signal, par exemple pour vérifier que le contenu n'a pas été modifié par un tiers. Certains types de tatouages fragiles peuvent également être intégrés dans des images qui sont ensuite imprimées, permettant ainsi de détecter des contrefaçons de documents physiques.
Attaques
[modifier|modifier le code]On distingue deux types d'attaques, celles passives et celles actives. Les premières visent simplement à déceler la présence d'un tatouage invisible caché dans l'image. Les secondes attaques cherchent à éliminer cette marque.
Ces deux attaques ont des buts différents. L'attaque passive s'applique davantage à la stéganographie, on cherche à déterminer si une image contient un message ou pas.
L'attaque active est, en général, malveillante et vise à supprimer d'un média le tatouage (copyright, fingerprint) afin de pouvoir l'utiliser sans autorisation préalable de l'auteur, ou àanonymiserun document pourprotégerses sources, par exemple.
Technique
[modifier|modifier le code]Il existe différentes méthodes d'insertion de la marque, on distingue généralement celles travaillant dans le domaine spatial, et celles travaillant dans le domaine spectral. Les techniques purement spatiales résistent mal à certaines attaques comme le zoom et le recadrage, tandis que la plupart des techniques opérant dans le domaine des fréquences et le domaine mixte résistent bien à ce type d'attaques.
L'insertion d'un tatouage numérique peut être considérée comme un exercice decommunication numérique.Les bits du message sont encodés et transmis sur un signal porteur approprié. Les caractéristiques souhaitées du tatouage numérique, comme l'indétectabilité, la résistance au bruit et à l'édition d'image tels le recadrage et la rotation déterminent le choix du signal porteur. Dans le cas des tatouages robustes, il s'agit d'un signal de faible amplitude (indétectabilité) et de largebande passante(les images étant généralement de taille assez importante). La taille du message, relativement courte, impose l'utilisation de techniques d'étalement de spectrepour l'encodage des bits du message. Les techniques de tatouage basées sur l'étalement de spectre sont parmi les plus robustes aux attaques communes.
Les techniques decompression d'images,commeJPEG,inspirèrent l'utilisation dudomaine fréquentielpour insérer des tatouages numériques indétectables dans les images. La première technique opérant dans ce domaine fut conçue par Scott Burgett, Eckhard Koch et Jian Zhao en 1995[8]et utilisait le domaineDCT.D'autres transformées sont aussi utilisées, comme latransformée en ondelettes,ou latransformée de Fourier[5].
Applications
[modifier|modifier le code]Exemples d'applications:
- Insertion d'un marquage à la source pour identifier le propriétaire des droits d'une œuvre
- Insertion d'un marquage à l'expédition ou à la lecture pour identifier le destinataire ou l'équipement de lecture (fingerprint)
Un tatouage numérique peut être en général considéré comme une forme destéganographie.Le terme tatouage numérique est utilisé pour décrire ce qui peut permettre de différencier des copies d'un même fichier ou signal d'origine, le tout d'une manière imperceptible. Le principe des tatouages invisibles est que toute tentative de les effacer aboutisse à une dégradation de la qualité du contenu du fichier.
Comme dans le cas de la recherche d'aiguilles dans une botte de foin, on peut utiliser un aimant très puissant pour retrouver les aiguilles ou on peut simplement brûler la botte si les aiguilles en valent la peine (le message porté par le tatouage numérique pouvant avoir plus de valeur que le signal marqué).
Bibliographie
[modifier|modifier le code]- (en)Watermarking Security: Theory and Practice, F. Cayre, C. Fontaine, T. Furon. IEEE Transactions on Signal Processing, Volume 53, Number 10,p.3976-3987(Oct 2005)
- (en)Stefan Katzenbeisser, Fabien A.P. Petitcolas,Information Hiding, techniques for steganography and digital watermarking,Londres, Artech House Publishers,,220p.(ISBN978-1-58053-035-4,LCCN99052317)
- (en)Patrick Bas,Teddy Furon,François Cayre,Gwenaël Doërret Benjamin Mathon,Watermarking Security: Fundamentals, Secure Designs and Attacks,Springer,coll.« SpringerBriefs in Electrical and Computer Engineering »,,136p.(ISBN978-981-10-0505-3)
Notes et références
[modifier|modifier le code]- Notes
- (en)K. Tanaka, Y. Nakamura, and K. Matsui. Embedding Secret Information into a Dithered Multi-level Image. In Proceedings of 1990.
- (en)Compétition Break Our Watermarking SchemeBOWS-2
- Références
- Katzenbeisser (2000),p.99.
- (en)A.Z.Tirkel, G.A. Rankin, R.M. Van Schyndel, W.J.Ho, N.R.A.Mee, C.F.Osborne. “Electronic Water Mark”. DICTA 93, Macquarie University.p.666-673.
- (en)Paul Levinson,The Soft Edge: A Natural History and Future of the Information Revolution(1997)
- (en)I. J. Cox, J. Kilian, T. Leighton and T. Shamoon, "Secure Spread Spectrum Watermarking for Multimedia", IEEE Trans. on Image Processing, 6, 12, 1673-1687, (1997)
- (en)J.J.K. Ó Ruanaidh and T. Pun, "Rotation, scale and translation invariant spread spectrum digital image watermarking", Signal Processing, vol. 66, no. 5,p.303-317,May 1998.
- I. J. Cox, M.L. Miller, A.L. McKellips, Watermarking as communications with side information, IEEE J. Selected Areas Communi. 16(4), 587-593, May 1998
- (en)T. Furon and P. Bas, "Broken Arrows", EURASIP Journal on Information Security, 597040 (2008)
- (en)E Koch, J Zhao, Towards robust and hidden image copyright labeling, IEEE Workshop on Nonlinear Signal and Image Processing, 1995
Voir aussi
[modifier|modifier le code]Articles connexes
[modifier|modifier le code]Liens externes
[modifier|modifier le code]- Digital Watermarking Alliance - Furthering the Adoption of Digital Watermarking
- Digital Watermarking & Data Hiding research paperssur Forensics.nl
- StirmarkTest de robustesse de tatouage numérique développé parFabien Petitcolas,Ross Anderson,etMarkus Kuhn.
- Directory of Books, Journals & Conferences on Digital Watermarking and Digital Watermarking Assessment Tools
- Information hiding homepage
