واترمارکینگ water marking یا نهان نگاری تصاویر دیجیتال

با توجه به توسعه روز افزون اینترنت و امکان توزیع غیر مجاز فایل ها از این طریق و فرا مرزی و فرا ملیتی بودن اینترنت که باعث شده است امکان پیگری سوء استفاده های صورت گرفته از آثار علمی و فرهنگی دشوار و گاهاً غیر ممکن شود و نیز با توجه به نیاز روز افزون به ارتباطات امن و ارسال پیام ها به صورتیکه فقط گیرنده توانایی رمزگشایی و استفاده از مطالب آنرا داشته باشد ، این تحقیق بر آن است تا به بررسی تکنیک واترمارکینگ water marking که خود زیر مجموعه ای از تکنیک کلی تر stranogrphy است بپردازد.

واترمارکینگ چیست؟

واترمارک water mark در زبان فارسی به چاپ سفید ترجمه شده ‌است، طرحی است که علاوه بر طرح زمینه، به صورتی غیر محسوس بر روی اسناد کاغذی چاپ می‌شود و با کمک رنگ روشن‌تر یا از راه در معرض نور قرار گرفتن قابل رؤیت می‌باشد. واترمارکینگ دیجیتال رابطهٔ نزدیکی با نهان‌نگاری و پنهان‌سازی داده دارد.

واتر مارک Water mark، هنر مخفی کردن يک متن در متن ديگر است. يکی از هم خانواده های Cryptography يا رمزنگاری است که امروزه بدليل در خواست صنعت در به جا گذاشتن آثاری در فيلم های ويدئويی و صدا برای اعمال copyright استفاده فراوانی پيدا کرده است . به عمل اضافه کردن نشانه ای در عکس، ويدئو يا صدا برای نشان دهنده هويت آن اثر ، watermarking يا fingerprinting می گويند.

تفاوت واترمارکینک watermarking و فینگرپیرینتینگ fingerprinting

البته watermarking و fingerprinting کمی با يکديگر تفاوت دارند، وقتی نشانه تجاری يا مشخصه ای در يک اثر مانند عکس ، ويدئو يا صدا به شکل مخفيانه ذخيره می شود به آن watermarking می گويند؛ اما مخفی کردن شماره سريال يا يک مشخصه از يک چيز در چيز مشابه ديگر را fingerprinting می نامند. هر دوی اين روش ها برای جلوگيری از دزدی آثار بکار می روند ، از دومی برای پيدا کردن ناقضين copyright و از اولی برای اثبات آن استفاده می شود . اما اين دو روش بخشی از مطلب کلی تری به نام Steganography هستند.

مثال ساده ای از واترمارکینگ

به طور قطع وقتی شما کوچک بوديد با آبليمو روی کاغذ مطالبی را نوشته ايد و وقتی که کاغذ خشک شد با گرم کردن آن شاهد نمايان شدن معجزه آسای متن نوشته شده بوديد. و همچنين قطعا ً وقتی کمی بزرگتر شديد و با اسکناس آشنا شديد ديديد که وقتی آن را جلوی نور بگيريد نوشته ها و عکس هايی (watermark) بر روی آن نمايان می شود ، هر دوی اين روش ها مربوط به steganography می شود یعنی هنر نوشتن مخفيانه.

تاريخچه استفاده از واترمارکینگ

اولين استفاده های Water mark توسط Herodotus يک مورخ يونانی به ثبت رسيده و ماجرای آن به يونان باستان باز می گردد. وقتی حاکم يونان Histiaeus به دست داريوش در شوش در قرن پنجم پيش از ميلاد زندانی شده بود می بايست پيغامی مخفيانه به بردار خوانده اش در Miletus بفرستد . برای همين منظور موی سر غلامش را تراشيد و پيغامی را روی فرق سرش خال کوبی کرد . وقتی موهای غلام به اندازه کافی رشد کرد او را عازم مقصد کرد.

داستان ديگری که از يونان باستان به ما رسيده مربوط به همين پادشاه است، وسيله نوشتن در آن زمان لوح هايی بوده که روی آن با موم پوشانيده شده بود. يکی از حکام برای اطلاع دادن به وی مبنی بر اينکه کشورش مورد تاخت و تاز قرار خواهد گرفت و برای اينکه اين پيغام پيدا نشود موم ِ روی لوح ها را پاک کرد و متنش را بر روی لوح ِ چوبی حک کرد سپس دوباره موم بر روی آن زد و لوح مانند لوح های استفاده نشد تبديل شد . سپس بدون اينکه در بازرسی ها برای متن و لوح مشکلی پيش آيد به مقصد رسيد.

جوهر های نامرئی

جوهر های نامرئی يکی از عمومی ترين ابزارها برای steganography هستند. در روم باستان از جوهر هايی مانند آبليمو برای نوشتن بين خطوط استفاده می کردند . وقتی متن ها را حرارت می دادند متن آن تيره و نمايان می شد. جوهر های نامرئی در جنگ جهانی دوم نيز مورد استفاده قرار می گرفتند. يکی از پيشگامان steganography و cryptography ، Johannes Trithemius – 1462 تا 1526 ، يک روحانی آلمانی بود . اولين کار وی بر روی steganography ، Steganographia نام داشت که درباره سيستم های جادو و پيشگويی توضيحاتی داده بود ، همچنين در آن کتاب درباره سيستم های پيچيده Cryptography هم مطالبی يافت می شد. اين کتاب در زمان وی منتشر نشد، زيرا او از فاش شدن اسرارش می ترسيد.

Johannes Trithemius و نمونه ای از کتاب هايشاولین کتاب در باره پنهان نگاری

اولين کتاب واقعی در اين زمينه را Gaspari Schotti در سال 1665 در 400 صفحه با نام Steganographica نوشت . اما اکثر ايده هايش مربوط به Trithemius بود، او آغازگر اين راه بود.

Water mark در قرن های 15 و 16 توسعه يافت. بدليل اينکه اکثر نويسندگان اين کتاب ها از ايجاد تفرقه بين احزاب و فرقه ها می ترسيدند نام خود را مانند داستان ها در ميان کتاب مخفی می کردند. يکی از رساله هايی که در اين زمينه نوشته شده توسط Bishop John Wilkins که بعدا ً در Trinity College به استادی رسيد بوده است. او روش هايی را از کد کردن پيغام ها در موزيک تا جوهر های نامرئی پيشنهاد داد. همچنين او اولين طرح ها را در رمز گشايی با استفاده از تناوب کلمات ساخت.

استفاده از پنهان نگاری اطلاعات در جنگ

يکی از مثال های آن به اوايل قرن در زمان جنگ Boer باز می گردد . Robert Baden-Powell برای ثبت مکان توپخانه دشمن به جای اينکه نقشه را به روش معمولی بکشد آن را به شکل يک پروانه می کشيد تا اگر دستگير شد کسی چيزی از آن نفهمد.

در جنگ جهانی دوم توجه زيادی به Water mark شد و تجربيات زيادی در اين مورد کسب شد. در اوايل جنگ از جوهر های نامرئی استفاده می شد ولی بعدا از حروف و پيغام های معمولی برای مخفی کردن پيغام اصلی استفاده کردند . اين پيغام ها درباره اتفاقات بسيار ساده و پيش پا افتاده بودند که توجه هيچ کس را جلب نکند ، بنابراين بدون اينکه کسی مشکوک بشود آن متن ها را انتقال می دادند. برای مثال اين متن توسط جاسوسان آلمانی در زمان جنگ جهانی دوم فرستاده شده:

Apparently neutral’s protest is thoroughly discounted and ignored. Isman hard hit. Blockade issue affects pretext for embargo on by-products, ejecting suets and vegetable oils.

اما بعد از رمز گشايی اين متن بعد از رسيدن نامه دوم ، متن زير از کلمات آن استخراج شد:

Pershing sails from NY June 1.

از طرح بندی متن ها نيز در مخفی کردن اطلاعات استفاده می شد. بوسيله تنظيم کردن مکان خط ها و کلمه ها متن را نشانه گذاری و قابل شناسايی می کردند . از وسايلی مانند سوزن نيز برای مشخص کردن لغات مورد نظر نيز استفاده می شد.

چالش دنیا با پنهان نگاری اطلاعات

در حقيقت فضای فرستادن متن ها به اين روش ها آنچنان بود که محدوديت های زيادی برای ارسال متن و حتی عکس اعمال می شد ، محدوديت هايی که امروز بسيار بی معنی می باشند . در آمريکا پست شطرنج ، نقشه های بافندگی ، تکه های روزنامه و حتی نقاشی کودکان ممنوع بود . حتی فرستادن گل در انگلستان و آمريکا ممنوع شد اما در قرن بيستم بود که حقيقتا ً Water mark شکوفا شد. در زمان کامپيوتر ها Water mark ترقی حيرت انگيزی داشت. روش های قديمی مخفی کردن در عکس با ورود کامپيوتر های پر قدرت نيرو گرفتند و در آينده شاهد آمدن روش های ديگر steganography خواهيم بود .

مطالب زیر را حتما بخوانید

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *