이미티 워커 마크 기능의 기술 토픽

Issue/News |  2007/03/20 11:17
디지털 워터마킹(Digital Watermarking)
 기술요약

워터마킹이란?

워터마크(Watermark)란?

- 고대 이집트 파피루스를 만드는 과정에서 섬유질을 물에 풀었다가 압착하기 위해 틀을 사용하여 물을 뺐는데 이 과정에서 자연발생한 고유의 무늬를 지칭.
- 이후 직접 보이지는 않지만 원재료의 변화, 파손 없이 빛을 통해 확인할 수 있는 특수 문양을 지칭.

워터마킹(Watermarking)이란?

- 빛을 통해서만 확인할 수 있는 고유의, 특징있는 무늬를 삽입하는 모든 기술적 방법을 지칭.
- 중세 제지업자들 사이에서 자신의 고유 제품임을 나타내는 방법으로 종이에 마크를 삽입하는 것에서 유래되었으며, 현재 워터마킹이 가장 흔하게 쓰이고 있는 분야는 화폐제조분야.
디지털 워터마킹의 등장

아날로그에서 디지털로 시대가 변화함에 따라 많은 인쇄물들이 디지털화되어 인터넷을 통해 널리 이용되게 되었다. 이런 과정에서 저작물에 대한 무단 변경이나 무단 사용의 폐해가 속출하게 되었고 이를 막기 위한 방법의 하나로 "디지털 워터마킹"이 주목을 받게 된 것이다.

디지털 워터마킹이란?

- 디지털 멀티미디어 컨텐츠의 저작권 보호를 위해 특별한 형태의 워터마크를 디지털 멀티미디어 컨텐츠의 변화없이 삽입하고 추출하는 모든 기술적 방법을 지칭.

디지털 워터마킹의 기본특성

비인지성

원천 데이터에 워터마킹으로 인해 어떠한 형태의 인식할만한 손상이 일어나서는 안된다.

안전성

허가 받은 상태하에서만 워터마크에 대한 접근이 가능해야 한다.

강인성

워터마크를 제거하려는 어떠한 공격에도 남아 있어야 한다.


       
                            출처: 마크애니(www.markany.com)

디지털 워터마킹의 분류
디지털 워터마킹은 크게 물리적인 특성에 따라, 사용되는 저작물에 따라 대강 다음과 같은 분류가 일반적이다.

물리적 특성에 따른 분류

인지여부에 따른 분류

가시적

컨텐츠 저작권 소유자의 로고, 심볼 등을 워터마킹하여 이미지, 혹은 영상에 중첩시켜 놓음으로써 한 눈에 식별이 가능토록 하는 방법.

비가시적

사람의 육안으로 식별할 수 없는 워터마크를 디지털 컨텐츠내에 삽입하는 것으로 특별한 과정을 거치지 않으면 저작권 소유자를 판별하기 어렵다.


워터마킹 삽입 방법에 따른 분류

공간 영역 방법

이미지의 화소와 같은 원데이터 값을 직접 변경하여 워터마킹하는 방법으로 밝기 값의 변화가 급격한 경계부분에 있어 LSB(Least Significant Transform)값을 조작하는 것.

주파수 변환 방법

컨텐츠에 워터마크를 삽입할 때 FFT(Fast Fourier Transform)나 DCT(Discrete Cosine Transform), Wavelet 변형을 하는 것.


                 

워터마크 활용용도에 따른 분류

연성
워터마킹

원 저작물에 대한 약간의 변형에도 워터마크가 쉽게 사라지도록 함으로써 무결성 확보 및 위조, 변조를 방지하기 위해 사용된다. 즉, 변형된 부분의 워터마크가 사라짐으로써 어떤 형태의 위조, 변조가 가해졌는지 파악하기 쉽고, 법정에서 무결성을 주장하는 근거가 될 수 있다.

강성
워터마킹

원 저작물의 데이터를 파괴하지 않고서는 도저히 삽입된 워터마크를 없앨 수 없도록 하는 것으로 저작물의 원 소유자 확인 및 불법 제공자의 신원 확인 등에 사용될 수 있다.

저작물에 따른 분류

오디오 워터마킹

-마스킹 현상을 이용하여 청각적으로 들을 수 없는 부분에 워터마크를 삽입.
-인간의 청각은 시각보다 훨씬 민감하기에 영상 워터마킹에 비해 넣을 수 있는 정보량이 제한됨.

이미지 워터마킹

-GIF, JPEG, PDF 등 다양한 이미지 파일에 워터마크를 삽입.
-공간영역방법, 주파수 변환방법, 확산 스펙트럼 방법 등을 사용.
-디지털 이미지에 저작자, 배포자, 생성 날짜 등의 정보를 삽입.

비디오 워터마킹

-MPEG, AVI, RM 등 주로 동영상 파일에 워터마크를 삽입.
-공간영역방법, 주파수 변환방법 등이 많이 사용되며, 주파수 변환방법에서 사용되는 특정 함수로 DCT(Discrete Cosine Transform), Wavelet Transform, DFT(Discrete Fouirer Transform) 등을 많이 사용.

벡터 워터마킹

-게임개발을 위한 오브젝트 파일, CAD 파일 등과 같이 벡터 기반 2,3차원 이미지 파일에 보이지 않게 저작권 정보를 삽입.
-특정 중요 정보를 바이너리 형태로 변환하여 삽입.

텍스트 워터마킹

-HWP, DOC 파일에 저작권 정보를 삽입
-줄간격의 미세한 변화를 이용하는 Line-Shift Coding Method와 폰트의 미세한 변화를 이용하는 Font Coding Method 등이 있다.

워터마킹 소프트웨어와 기술

워터마크 내장기술

주요 프로세싱 특성

개발자 또는 연구기관

워터마크를 영상 위에 덮어씌운다.움

보이는 워타마크를 영상에 입힘으로써 워터마크의 삽입여부를 바로 확인할 수 있고 연산이 빠르다. 그러나 영상의 질을 크게 저하시킨다.

영상을 주파수 변환하여 최하위 비트에 워터마크를 삽입한다.

연산이 간단하나 일반적인 영상 변형에 매우 약하다.

특정파형이나 픽셀을 샘플링하여 워터마크를 부여한다.

영상을 여러 작은 블록으로 나누고, 각 블록에 워터마크를 삽입한다. 워터마크는 1과 -1의 랜덤 패턴을 갖는다.

디지마크

영상을 여러 작은 블록으로 나누고 각 블록에 워터마크를 삽입한다. 이 때 각 블록에 들어가는 워터마크는 각각 다르다.

하이워터 시그넘

큰 루미넌스를 갖는 픽셀 다음의 작은 루미넌스를 갖는 픽셀은 보여지지 않는 마스킹 효과를 이용하여 워터마크를 영상에 넣는다.

University Catholique de Louvain

사람의 시작 특성을 이용한 비주얼 마스킹을 이용하여 영상에 워터마크를 삽입한다.

PRINCETON

FFR, DCT를 통하여 주파수 변환한 후 주파수 성분에 워터마크를 부여한다.

영상을 DCT한 후 스프레드 스펙트럼 기술을 이용하여 주파수 성분에 워터마크를 내장한다.

NEC Research Insititute

워터마크로써 PN코드를 이용하고 스프레드 스펙트럼 기술을 이용한다.

National Defence Academy(일본)

JPEG 압축 과정을 이용해 워터마크를 내장한다.

프라운호퍼 컴퓨터 연구센터

Wavelet 변환을 이용하여 워터마크를 내장한다.

미쓰비시 일렉트릭 및 큐슈대학

기타

MPEG Motion vector에 워터마크를 내장한다.

쿄토공업기술 및 텍스타일 대학

글자 사이의 간격, 줄 사이의 간격, 글자 모양을 약간씩 조정하여 문서에 워터마크를 삽입한다.

Brassil

오디오 신호의 스펙트럼을 통해 워터마크를 만들어 Pre-filtering을 거친 후 오디오 신호에 워터마크를 삽입한다.

Holt

표준화 동향

일반적으로 워터마킹 기술의 표준화에 대한 논의와 작업은 주로 오디오를 중심으로 진행되어 왔다고 볼 수 있다. 이는 MP3 등으로 세계 주요 음반사들이 막대한 피해를 보게 되자 자신들의 저작권을 보호하기 위해 오디오 워터마킹 기술 개발에 자금을 지원하고 표준화에 대한 논의를 활발히 진전시키고 있기 때문이다.

이처럼 전세계적으로 워터마킹 표준화에 대한 논의가 이루어지고 있는 그룹으로는 크게 다음 세가지를 들 수 있다.

1) SDMI(Secure Digital Music Initiative)
: 디지털 형태의 음악 판매를 원활히 하기 위해 필요한 Open Technology Specification을 만들기 위해 전세계 주요 음반 및 가전, 정보통신 분야의 170여개 업체들이 참여한 컨소시엄으로 디지털 음악을 재생하는 휴대형 장치가 갖춰야할 규격을 애플리케이션 레이어, 드라이버 또는 LCM(Licensed Compliant Module)레이어, 휴대형 장치 레이어 등 3가지 분야로 나누어 제시하고 있다.

2) MPEG(Motion Picture Exper Group)
: 인터넷과 Digital Storage, Communication 등의 효율적 응용을 위해 멀티미디어 소스에 대한 부호화 방법을 체계적으로 연구하고 표준화하기 위한 ISO/IEC 기술자문위원회 산하 전문가 그룹.

3) STEP2000
: 디지털 워터마킹 기술을 기반으로 본격적인 디지털 음악 유통의 성공적인 실현을 위한 중요한 열쇠가 되는 국제 평가 프로젝트로서 디지털 워터마킹 기술의 능력을 인정하고 향후 이들 기술의 이용 증진에 목적을 두고 있다. 현재 평가결과 IBM, Markany(한국), Victor Company of Japan, Signum, BlueSpike 등 5개사가 선정되었다.


 관련벤처

국내

마크애니(www.markany.com)
: 국내 28건, 해외 8건의 특허를 기초로 각종 워터마킹 제품을 출시중이며, 국내 회사로 유일하게 STEP2000에서 5개 업체중 IBM에 이어 2위로 선정되는 등 워터마킹 분야에 특화되어 있음.

실트로닉(www.sealtronic.com)
: 디지털 컨텐츠 보안 전문업체로 현재 저작권 보호 관리 제품군과 위/변조 인증 제품군 등의 제품군을 중심으로 컨텐츠 보안 컨설팅 등 다양한 방향으로 사업을 전문화하고 있음. 특히 최근 산업자원부에서 부품소재 개발사업의 일환으로 추진중인 "디지털 워터마킹 칩 개발 프로젝트"를 수주.

컨텐츠 코리아(www.contents.co.kr)
: "Contents Guardian"이라는 워터마킹 제품을 출시하고 있으며, 디지털 컨텐츠 보호기술로 암호화 알고리즘을 이용한 디지털 워터마킹 시스템을 연구, 개발하고 있음.

디지트리얼(www.digitreal.com)
: Key Word 방식의 디지털 이미지 워터마킹 솔루션 "WaterStamp"를 출시.

 용어해설

마스킹 현상

음원내에 큰 소리가 있을 때 작은 소리는 큰 소리에 묻혀 잘 들리지 않게 되는 현상.
SDMI(Secure Digital Music Initiative)

디지털 음악의 보급 및 이와 관련된 보안 시스템의 개발을 위해 결성된 단체로 BMG 엔터테인먼트, 소니뮤직, 유니버설 뮤직 등 세계 5대 메이저 음반사를 비롯, 소니, 삼성, LG 등의 가전사와 에릭슨 등의 정보통신 업체들이 참가하고 있다.
STEP2000

디지털 워터마킹 기술을 기반으로 본격적인 디지털 음악 유통의 성공적인 실현을 위한 중요한 열쇠가 되는 국제 평가 프로젝트를 지칭하는 것으로 일본 저작권 협회와 국제 저작권 관리 단체인 프랑스의 CISAC, BIEM에 의해 실시되고 있음.
Anti-Watermarking

컨텐츠, 데이터에 삽입된 워터마크를 다양한 방법으로 공격하여 무력화시키는 것을 지칭하는 것으로 안티 워터마킹의 목표는 공격과 방어라는 구도에서 공격 부분의 역할을
수행함으로써 디지털 워터마크 기술의 발전을 도모하는 것임.




출처 : http://www.game.or.kr/tech/data/data/22_WATERM~1.HTM

2007/03/20 11:17 2007/03/20 11:17
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