基于水印防偽技術的研究和發展探究

王軼群

【摘 要】為了對水印防偽技術的研究和發展進行詳盡而具體的探究，本文以水印防偽技術為研究對象，簡要地闡述了傳統水印防偽技術的制造工藝和產生原理并對其進行了詳細的分類研究，細致地分析了現代化數字水印防偽技術的分類和特性等，深入地探討了水印防偽技術的發展方向和發展前景，以期為水印防偽的技術人員提供相關方面的參考和幫助。

【關鍵詞】水印防偽技術 研究 發展

引言

水印防偽技術是防偽產業中發展得最為成熟有效的防偽手段。其設計、制造和生產過程中的不可復制性決定了水印防偽技術的安全可靠性，被廣泛應用于知識產權的保護、消費者合法權益的維護和打擊假冒偽劣產品等多個領域。不管是傳統的水印防偽技術還是現代化的數字水印防偽技術，都對社會發展有著相當重要的作用和貢獻。

1 傳統水印防偽技術的研究概述

1.1 傳統水印技術的制造工藝和產生原理

傳統的水印紙是一種通過鑄模來手工制造和批量生產的水印紙張。在制造和生產水印紙的過程當中要經過設計模型、雕刻紙模和制網抄紙等多個復雜的工藝程序。

產生水印的主要工藝就是在紙張處于潮濕狀態的時候，要么將具有特殊雕刻紋路的滾筒印壓在潮濕的紙張上，破壞紙張纖維的原有構成；要么在烘干晾曬紙張的絲網上安裝水印圖文印版，利用這種網上成型的技術來以此改變濕紙頁的纖維密度。等到紙張徹底干燥之后，由于紙張內部的纖維結構發生了一些特定的改變，紙張上各個部分的透光性就會出現一定的差別，預先設計好的水印圖案就會躍然紙上。

這種傳統水印防偽技術因為制造工藝的復雜性而在成本方面要求較高。但是復刻模仿的難度很大，水印效果好卻安全性高，所以防偽性能非常好，適合于大批量的產品生產。即便是發展至今，傳統的水印防偽技術依然在中國防偽產業的技術領域中發揮著一定的基礎性作用。

1.2 傳統防偽技術的分類

（1）紙張防偽。紙張是印刷的原材料。一些采用特殊工藝制造或應用特殊工藝處理過的專用紙張，本身就具有一定的防偽功能，這也正是紙張防偽技術的根本原理。日常生活中常見的紙張防偽技術主要有四種。第一種是在紙張的制作過程中將防偽的安全線插入到紙張內部；第二種是把全部圖案或者文字直接設計和刻印在紙頁上；第三種是將標識和圖案隱藏在紙張內部，正常情況下是看不出來的，只有在強光的直接照射之下才能看到紙頁中若隱若現的防偽標志；第四種是在紙張尚未定型之前將紅藍纖維或彩色小片撒在紙張的表面，或是直接將其滲入到制作紙張的紙漿內，這樣生產出來的防偽紙張在紫外線的照射之下會發射熒光。

（2）油墨防偽。油墨防偽指的是將具有特殊性能的防偽材料加入到油墨的連接材料中，再通過特殊工藝的加工處理而制造出特種印刷油墨的一種防偽技術。油墨防偽技術的基本特點就是制作工藝和實施手段都較為簡單，成本低，重溫性強，而在色彩鮮艷的同時又極具隱蔽性，檢驗起來極為方便。因此，油墨防偽是目前中國國家紙幣、貨幣、票證以及商業證券、商品包裝和商標的首選防偽技術。應用最為廣泛的油墨防偽技術主要包括磁性油墨防偽、液晶油墨防偽、生化反應油墨防偽、反應變色油墨防偽、熱至變色油墨防偽、紫外熒光油墨防偽和日本激發變色油墨防偽等技術。

（3）激光全息防偽。激光全息防偽技術被廣泛應用于醫藥生產的說明和批注，食物商品的包裝和標志，化妝品銷售的豪華印刷和輕工電子的機要證券、有價證卡等。這種防偽技術的理論依據是建立在全息成像知識原理的基礎之上的，從誕生到形成之間的發展時間較為漫長。第一代激光防偽技術自身的防偽性能較差，在優勝劣汰的殘酷競爭中逐漸淡出人們的視野而被淘汰。第二代激光全息防偽技術以第一代的失敗為前車之鑒，利用先進的科學技術開發出了多種防偽性能穩定且安全性較高的激光全息防偽技術。

（4）電碼防偽。電碼防偽指的是一種綜合應用了現代化信息通訊、計算機互聯網絡、信息數據庫系統和數據加密等多種高新技術的動態防偽技術。這種防偽技術和信息的分析統計、銷售的經營管理、客戶的對接服務和防偽打假等產業領域有機地結合在了一起，有效擴展了防偽技術在社會主義市場經濟中的應用范圍。

2 現代化數字水印防偽技術的研究概述

2.1 數字水印防偽技術的簡介和分類

數字水印是一種通過在電子文件中嵌入一些不可發現、不可看見、不可感知的水印信息或特殊算法來達到防偽目的的現代化水印防偽技術。這種水印防偽技術由于其自身多元化的設計元素和多樣化的制造工藝而受到了幾乎所有數字媒體和數字作品的青睞和應用。

按照數字水印防偽技術的發展歷程來進行劃分，可以將數字水印防偽技術簡單地分為一代數字水印防偽技術和二代數字水印防偽技術。按照嵌入水印信息的信號形式來進行劃分，可以將數字水印防偽技術分為一維數字水印防偽技術和多維數字水印防偽技術。按照水印信息嵌入區域的不同來進行劃分，可以將數字水印防偽技術分為空間區域水印防偽技術和變化區域水印防偽技術。按照嵌入數字信息的不同方式來進行劃分，可以將數字水印防偽技術分為逆水印防偽技術和不可逆水印防偽技術。按照檢測數字水印信息的不同方法來進行劃分，可以將數字水印防偽技術分為盲性數字水印防偽技術和非盲性數字水印防偽技術。按照數字作品外觀上的不同來進行劃分可以將數字水印防偽技術分為可見水印防偽技術和不可見水印防偽技術。按照魯棒性程度的不同來進行劃分，可以將數字水印防偽技術分為易脆數字水印防偽技術、半易脆數字水印防偽技術和魯棒數字水印等防偽技術。按照水印信息載體的不同來進行劃分，可以將數字水印防偽技術分為文檔水印防偽技術、圖像水印防偽技術、音頻水印防偽技術和視頻水印防偽技術。

2.2 數字水印防偽技術的共同特點

（1）安全性。數字水印防偽技術的安全性指的是未被授權或未經允許的人無法發現和觀看到數字作品中所含有的水印防偽信息。這種安全性還包括數字作品中水印防偽算法的安全性能。數字作品中水印信息和水印算法的安全性和可靠性依賴的是秘鑰的掌握而不是水印算法本身所具有的保密性，所以沒有得到授權和未經允許的人即便知道了含有水印信息和水印算法的具體方式，只要沒有秘鑰就不能成功提取出數字作品中的水印信息或是破壞掉水印信息。何況，水印算法本身就可以抵擋住合謀進行的水印信息攻擊。

（2）魯棒性。數字水印防偽技術的魯棒性指的是數字作品中的水印信息可以承受大量的物理失真與幾何失真。也就是說，穩健的水印算法在數字作品經受了無意或有意的失真操作之后，仍然能夠從水印的數字載體中證明或者提取出預先嵌入的水印信息。同時，魯棒性還有一種功效，就是在電子作品中的水印信息被未授權或未經允許的人惡意刪除時，直接操縱作為水印載體的電子作品進行徹底的自毀。

（3）可證明性。數字水印防偽技術的可證明性指的是數字作品中的水印信息和水印算法應該能夠為受到版權保護的數字作品在權限方面的歸屬提供安全可靠的事實依據和理論證明。水印載體里的數字水印算法可以將數字作品所有者或版權信息所有者的有關信息嵌入到被保護對象的數字水印信息中去，并能在需要證明的時候適時地提取出來。

（4）不可感知性。數字水印防偽技術的不可感知性指的是數字作品被嵌入水印信息和水印算法的時候在人的視覺和聽覺上的一種不可感知性。

換言之，因為嵌入水印防偽信息而對水印載體本身的數據信息產生的作用和影響，在觀察者的視覺系統和聽覺系統中是不可察覺的。數字水印最理想的狀態是嵌入水印信息后的數字作品和作為原始載體時的數字作品在視覺上保持著高度的一致性，但這是絕大多數水印算法都無法輕易達到的超高要求。

3 水印防偽技術的發展方向和發展前景

現代化數字水印防偽技術中的科學技術含量越來越高，技術門類的集成也越來越多，在大范圍內得到了覆蓋式的推廣、普及和應用。通過與自動識別技術的相互結合，數字水印防偽技術逐漸成為了一個由多門學科競相開發和相互交叉組成的邊緣學科，開始從單一性的防偽技術向多種技術相結合地集成性防偽技術發展，同時也在向網絡化和信息化的方向發展。

中國水印防偽產業領域的骨干企業中有一部分技術人員是從銀行部門、公安部門、原鈔印造貨幣或是郵票印刷行業等特殊的行業領域中轉行過來做民用商品防偽技術的研究、設計、制作和生產的；另外的大部分技術人員則是從專業防偽的科研單位、高等院校中的防偽專業、水印防偽的印刷企業或是IT網絡信息技術等行業直接投入和調配過來的。中國的水印防偽企業利用先進的科學技術、洞悉國內外發展現狀和動向的情報信息以及日漸建立起來的良好信譽和口碑而成為了中國水印防偽應用領域的中堅力量，具備了競爭起點高、質量和功效較為穩定和社會覆蓋面廣的三大特征。

也正是因為這些水印防偽企業的刻苦鉆研和不懈努力，中國的水印防偽技術始終保持著快速而穩定的發展速度和發展進程，個別的防偽技術已經達到了國際化的領先標準。例如，由中國防偽企業設計和制造出來的激光全息圖和DOVID（衍射光學可變圖案）技術相結合的一種水印防偽技術被澳大利亞的國家儲備銀行鑒定為最有效的安全保密防偽技術。而中國防偽企業專門為“白沙金世紀”卷煙設計和制作的防偽全息燙印標識還被國際授予了國際防偽的最高獎項“最佳安全防偽獎”。

結語

在不久的將來，水印防偽領域中低成本、易分辨，兼具高度適應性和極低偽造性的數字水印防偽技術勢必會發揮出重要的作用和功效，為中國的社會生產力、社會主義市場經濟的發展和現代化、城市化的推進帶來相當可觀的經濟效益和不容忽視的社會效益。

參考文獻

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