Watermark Image

Ein digitales Wasserzeichen ist eine technische Markierung in Trägermedien (Werken) wie Bild-, Video- oder Audiodaten oder Texten, die werkbezogen und meistens nicht-wahrnehmbar ist. Im Gegensatz zu Metadaten werden digitale Wasserzeichen mithilfe steganographischer Methoden direkt mit dem zu markierenden Inhalt verflochten. Digitale Wasserzeichen werden daher als kommerzielle Anwendung der Steganographie gesehen. Sie werden beispielsweise eingesetzt, um Rechteinhaberinformationen zur Urheberrechtsverletzungsverfolgung in ein Werk einzubetten. In verschiedenen Forschungs- und Entwicklungsprojekten, die sich anfangs auf den Bildbereich beschränkten, wurden Verfahren hauptsächlich für kommerziell relevante Inhalte wie Audio- und Videodaten und für 3D-Modelle entwickelt. Daneben gibt es noch Verfahren zum Beispiel zum Markieren von Datenbanken, Geodaten, Musiknoten, Standbildern und Texten.

Abgrenzung zur Steganographie

Im Unterschied zur Steganographie steht bei digitalen Wasserzeichen in der Regel nicht die Nicht-Wahrnehmbarkeit und Geheimhaltung des Steganographieeinsatzes an erster Stelle, sondern die Robustheit gegenüber Angriffen. Dies kann im Extremfall zu wahrnehmbaren Veränderungen des Trägermediums führen. Robuste digitale Wasserzeichen sind normalerweise so entworfen, dass die Eliminierung des digitalen Wasserzeichens den Träger ins Unbrauchbare degradiert.

Charakteristika

Wasserzeichenverfahren besitzen verschiedene Eigenschaften:

Die Wahrnehmbarkeit bezeichnet die Beeinflussung der Qualität des markierten Inhaltes. Zur Bewertung der Wahrnehmbarkeit im Vergleich zum Original wird häufig die differentielle Wahrnehmbarkeitsschwelle verwendet,
die Robustheit, wie oben beschrieben, und
die Kapazität, die durch die Menge an Informationen bestimmt wird, die in ein Medium eingebracht werden können. Sie reicht von binären Wasserzeichen (markiert oder nicht-markiert) bis zu Wasserzeichen mit mehreren hundert Bytes Kapazität (abhängig von Trägergröße und Verfahren).

Diese Merkmale sind voneinander abhängig. Man kann das mit einem Dreieck veranschaulichen, an deren Ecken diese drei Eigenschaften stehen. Werden zwei Parameter gewählt, so ergibt sich der dritte Parameter.

Weitere Charakteristika zur Unterscheidung verschiedener Verfahren sind:

Die (Nicht-)Detektierbarkeit, die angibt, wie leicht ein Wasserzeichen durch Analyse des bearbeiteten Datenstromes (beispielsweise durch ein Spektrogramm oder steganalytische Methoden) erkannt werden kann, und die in starkem Zusammenhang steht mit der
Angriffssicherheit (englisch security), die den zu betreibenden Aufwand beim mutwilligen Entfernen der Kennzeichnung definiert und von der Umkehrbarkeit des Einbettungsalgorithmus abhängt, und
die Blindheit, die ausdrückt, ob zum Auslesen der Informationen des Wasserzeichens der originale Datensatz benötigt wird, oder ob die eingebetteten Daten direkt aus dem gekennzeichneten Datenstrom gewonnen werden können.

Beispiel