【內(nèi)容提要】 新近的防偽技術(shù)首先要具備唯一性，使得相應(yīng)技術(shù)無(wú)法從別處獲得；再者要求該技術(shù)難以偽造。數(shù)字水印技術(shù)就是一種有效的方法，它是信息隱藏技術(shù)的一個(gè)重要研究方向。數(shù)字水印技術(shù)不會(huì)改變票據(jù)的視覺(jué)形象，可以最大限度的滿(mǎn)足票據(jù)設(shè)計(jì)專(zhuān)家充分發(fā)揮創(chuàng)意。

 

票據(jù)可以說(shuō)是和人們?nèi)粘Ｉ钭顬槊芮邢嚓P(guān)的印刷品之一，從常用的鈔票、債券、工商稅務(wù)發(fā)票、股票、支票、證券、郵票以及各類(lèi)活動(dòng)門(mén)票等等，直接牽涉到個(gè)人的利益。票據(jù)不僅是一個(gè)憑證，在收藏品市場(chǎng)上更有其特殊的收藏價(jià)值。隨著高質(zhì)量圖像輸入輸出設(shè)備的發(fā)展，特別是高精度彩色噴墨、激光打印機(jī)和高精度彩色復(fù)印機(jī)的出現(xiàn)，操作者可以便利地對(duì)數(shù)字信息進(jìn)行的剪裁、拼接，亮度、對(duì)比度、色彩的調(diào)整，背景、文字的添加更改，使得支票及其他票據(jù)印刷等的偽造變得更加容易。傳統(tǒng)的防偽技術(shù)已經(jīng)無(wú)法滿(mǎn)足需求，為了防范此類(lèi)風(fēng)險(xiǎn)，票據(jù)在設(shè)計(jì)和制作上對(duì)防偽技術(shù)提出了更高層次的要求。

　　新近的防偽技術(shù)首先要具備唯一性，使得相應(yīng)技術(shù)無(wú)法從別處獲得；再者要求該技術(shù)難以偽造。數(shù)字水印技術(shù)就是一種有效的方法，它是信息隱藏技術(shù)的一個(gè)重要研究方向。數(shù)字水印技術(shù)不會(huì)改變票據(jù)的視覺(jué)形象，可以最大限度的滿(mǎn)足票據(jù)設(shè)計(jì)專(zhuān)家充分發(fā)揮創(chuàng)意。同時(shí)又具有世界最先進(jìn)、最安全、最高級(jí)的防偽水準(zhǔn)。

　　一、票據(jù)的防偽現(xiàn)狀

　　我國(guó)的票據(jù)防偽印刷技術(shù)涉及的科學(xué)領(lǐng)域很多，例如光學(xué)、化學(xué)、電磁學(xué)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、光譜技術(shù)、圖文字碼技術(shù)等，屬于一門(mén)交叉邊緣科學(xué)。目前的防偽技術(shù)有以下幾種：

　　①紙張防偽：隨著我國(guó)造紙技術(shù)的迅速發(fā)展，具有防偽功能的紙張被不斷應(yīng)用到票據(jù)生產(chǎn)中，例如：水印、可見(jiàn)纖維和不可見(jiàn)纖維、安全線(xiàn)紙等，這些是我們比較常見(jiàn)的一些被應(yīng)用得很廣泛的防偽技術(shù)，另外還有防復(fù)印紙，我們?cè)阼b別這些技術(shù)的時(shí)候，有的是肉眼可以直接看見(jiàn)的，有的是通過(guò)儀器進(jìn)行的，而還有一些則是要靠綜合手段進(jìn)行識(shí)別的，這些就是行業(yè)里面所說(shuō)的一線(xiàn)防偽、二線(xiàn)防偽和三線(xiàn)防偽。

　　②油墨防偽：在票據(jù)印刷中，防偽油墨可分為有色熒光、無(wú)色熒光、紅外油墨、光致變色、溫變、防涂改、滴水消失油墨等，這些油墨運(yùn)用不同的識(shí)別特征，形成了不同的防偽方案，通過(guò)上面所說(shuō)的一線(xiàn)、二線(xiàn)和三線(xiàn)進(jìn)行防偽。

　　③制版防偽：制版防偽就是應(yīng)用某種專(zhuān)業(yè)軟件設(shè)計(jì)成一些防偽底紋，這些底紋在一定程度上很難被復(fù)制，從這一點(diǎn)上達(dá)到防偽目的，比較常見(jiàn)的有：團(tuán)花、微縮文字、潛影、開(kāi)鎖、變線(xiàn)寬等，底紋防偽是靠線(xiàn)條進(jìn)行防偽的，線(xiàn)條能產(chǎn)生豐富的變化，可以防止偽造和掃描，增加了票據(jù)的附加值，當(dāng)然，用防偽底紋進(jìn)行設(shè)計(jì)和輸出時(shí)對(duì)計(jì)算機(jī)的要求比較高，目前它是比較廣泛的一種防偽手段，主要應(yīng)用在證件、證書(shū)、有價(jià)證券等上面。

　　④綜合防偽：在票據(jù)印刷領(lǐng)域，最多的是將防偽紙張和防偽油墨、制版防偽相結(jié)合的綜合防偽技術(shù)，綜合防偽技術(shù)融合了三種防偽手段的優(yōu)勢(shì)，給偽造帶來(lái)了很大的困難，當(dāng)然，其附加值也就更高。

　　⑤防偽全息標(biāo)識(shí)定位燙印技術(shù)。定位燙印的技術(shù)難度很高，它要求印刷廠家擁有精密定位燙印設(shè)備，在燙印標(biāo)上可運(yùn)用所有的通用全息防偽技術(shù)比如像素全息、真彩合成加密微刻光化浮雕等技術(shù)，能起到極佳的防偽效果。

　　⑥彩虹印刷防偽技術(shù)。采用彩虹印刷防偽技術(shù)根據(jù)票據(jù)印刷要求，可以一次印刷多種彩色并且中間色過(guò)渡柔和。彩虹印刷效果用多色疊印的方法是難以實(shí)現(xiàn)的，而且在票據(jù)中很難看出墨斗中各色隔板的準(zhǔn)確位置，假冒者即使仿用彩虹印刷的方法也很難確定隔板間距，從而增加了假冒的難度。

　　最近幾年，我國(guó)在開(kāi)發(fā)防偽材料、防偽印刷工藝等方面取得了巨大的進(jìn)步，如票據(jù)特種防偽印刷技術(shù)，DNA防偽技術(shù)、縮微文字印制防偽技術(shù)等已經(jīng)應(yīng)用到了商業(yè)票據(jù)印刷中，取得了理想的效果。

　　二、數(shù)字水印的概述

　　數(shù)字水印技術(shù)的基本思想是將特定的信息（如版權(quán)信息、序列號(hào)、公司標(biāo)志、有意義的文本等）嵌入到圖像、語(yǔ)音、視頻等各種數(shù)字媒體中，以達(dá)到信息隱藏的目的。該過(guò)程不影響原來(lái)數(shù)據(jù)的正常使用，不改變?cè)瓉?lái)數(shù)據(jù)量的大小，不改變?cè)畔⒌耐庥^。

　1.數(shù)字水印的防偽特性

　　數(shù)字水印的隱形特性，決定它可以與其他防偽技術(shù)組合使用。數(shù)字水印的印刷防偽技術(shù)有別于傳統(tǒng)的印刷防偽技術(shù)，它徹底更新了印刷防偽的傳統(tǒng)觀念，并在印刷品防偽中具有獨(dú)特的性質(zhì)。

　　①技術(shù)獨(dú)占性。數(shù)字水印的嵌入和嵌入的內(nèi)容具有隨機(jī)性。每一種印刷品所隱藏的數(shù)字水印可以不同，加入水印的位置也是隨機(jī)的，這樣的隨機(jī)性和變化特征使偽造者難以仿冒。

　　②防偽投資小、成本低。數(shù)字水印用戶(hù)可將他們先用的包裝和設(shè)計(jì)通過(guò)數(shù)字水印專(zhuān)用軟件處理直接將防偽信息嵌入到印刷品中。無(wú)需改變生產(chǎn)或印刷工藝流程，無(wú)需增加特殊材料，無(wú)需增加印刷、打印成本和改變?cè)O(shè)計(jì)外觀。

　　③技術(shù)升級(jí)快。根據(jù)產(chǎn)品特性，設(shè)計(jì)不同的且易于更新?lián)Q代的專(zhuān)用軟件，從而使相應(yīng)的印刷防偽技術(shù)也可隨之不斷升級(jí)變化。

　　④保密性高。 數(shù)字水印技術(shù)本身除了具有個(gè)性化和單向性，以及隱含在媒體內(nèi)部的隱蔽性外，還可結(jié)合密碼學(xué)的私匙和公匙控制檢測(cè)，比其他技術(shù)更具有保密性。

　　⑤產(chǎn)品增值。使用國(guó)際公認(rèn)的高端防偽技術(shù)——數(shù)字水印技術(shù)防偽，將使造假者無(wú)計(jì)可施，從而增強(qiáng)顧客對(duì)數(shù)字水印用戶(hù)及其產(chǎn)品的信任感，提升和維護(hù)用戶(hù)的品牌形象，提高產(chǎn)品增值價(jià)值。

　　2.數(shù)字水印的核心技術(shù)

　　①基于小波算法的數(shù)字水印生成與隱藏算法。

　　采用小波算法，將數(shù)字圖像的空間域數(shù)據(jù)通過(guò)離散小波變換（DWT）轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的小波域系數(shù)，并根據(jù)待隱藏的信息類(lèi)型，對(duì)其進(jìn)行適當(dāng)?shù)木幋a和變形，再根據(jù)隱藏信息量的大小和相應(yīng)的安全目標(biāo)，選擇方形的頻域系數(shù)序列。最后，將數(shù)字圖像的頻域系數(shù)經(jīng)反變換轉(zhuǎn)化為空間域數(shù)據(jù)。

　　②水印防復(fù)制技術(shù)。

　　當(dāng)仿冒者得到含有數(shù)字水印的印刷包裝后，一定會(huì)設(shè)法復(fù)制（如采用高精度數(shù)字掃描儀），為防止數(shù)字水印信息被復(fù)制，數(shù)字水印嵌入軟件在隱藏水印信息時(shí)采用了色譜當(dāng)量給定算法，這種方法可以保證仿冒者在滿(mǎn)足工藝性調(diào)整原圖的色彩時(shí)，無(wú)法避免改動(dòng)色譜當(dāng)量，這樣就從根本上保證了水印不被復(fù)制。

　　③抗衰減技術(shù)。

　　從數(shù)字圖像到印刷品，要經(jīng)過(guò)制版、印刷等多道工序，數(shù)字水印的特征在每個(gè)工序上都要被衰減，為保證數(shù)字水印在最終印刷品上有足夠的信號(hào)強(qiáng)度，數(shù)字水印嵌入軟件在生成水印信息時(shí)考慮了足夠的信號(hào)強(qiáng)度，確保經(jīng)過(guò)多個(gè)工序時(shí)信號(hào)強(qiáng)度（魯棒性）仍能被可靠機(jī)讀。

　　④數(shù)字水印檢驗(yàn)機(jī)讀化。

　　數(shù)字水印檢驗(yàn)機(jī)讀化可消除人為因素的不確定性，提高檢驗(yàn)速度，增強(qiáng)隱藏信息（水印）識(shí)別的安全性，并可和RFID、紫外、磁條等已有成熟的防偽檢驗(yàn)設(shè)備組成多重立體防偽系統(tǒng)，提升綜合安防水平。

　　三、數(shù)字水印的框架

　　典型的數(shù)字水印模型由兩個(gè)主要的過(guò)程組成：一是水印的嵌入過(guò)程，二是水印的提取或檢測(cè)過(guò)程。每一個(gè)所有者都有唯一的水印，或者一個(gè)所有者能夠?qū)⒉煌乃∏度氲讲煌膶?duì)象中。將水印信息預(yù)處理后加入到載體中，稱(chēng)為嵌入。水印的嵌入可理解為在一個(gè)寬帶信道（原始圖像）上用擴(kuò)頻通信技術(shù)傳輸一個(gè)寬帶信號(hào)（水印）。嵌入階段的設(shè)計(jì)主要解決兩個(gè)問(wèn)題：數(shù)字水印的生成和嵌入算法。從水印化數(shù)據(jù)中提取出水印信息或者檢測(cè)出水印信息的存在性稱(chēng)為水印的提取和檢測(cè)。目前大多數(shù)水印制作方案都在加入、提取時(shí)采用了密匙，只有掌握密匙的人才能讀出水印。

　　用于票據(jù)防偽的數(shù)字水印技術(shù)的原理與用于音、視頻等多媒體的數(shù)字水印技術(shù)的原理大致相同，只不過(guò)在水印的嵌入過(guò)程要考慮到加網(wǎng)，在水印的提取及檢測(cè)過(guò)程要對(duì)印刷品圖文信息進(jìn)行掃描，在這個(gè)過(guò)程有一個(gè)模/數(shù)(A/D)轉(zhuǎn)換過(guò)程。這就要求基于半色調(diào)的數(shù)字水印技術(shù)的算法在相應(yīng)的嵌入和檢測(cè)過(guò)程中必須考慮這些因素。其嵌入和提取過(guò)程如圖一、圖二所示。

　　四、國(guó)內(nèi)外數(shù)字水印在票證防偽中的應(yīng)用

　　隨著數(shù)字水印技術(shù)的發(fā)展，數(shù)字水印的應(yīng)用領(lǐng)域也得到了擴(kuò)展，從早期用于音頻、視頻等防偽到各類(lèi)證照、票據(jù)以及名煙、名酒、貴重藥品等高價(jià)值商品的外包裝方面的防偽，目前數(shù)字水印已在多種票證的防偽印刷中廣泛應(yīng)用。

　　德國(guó)用數(shù)字水印防止偽造電子照片，在照片上對(duì)人所不可感知的信息進(jìn)行處理，這種方法可以迅速、無(wú)誤地確定證件的真?zhèn)巍Ｃ绹?guó)麻省理工學(xué)院媒體實(shí)驗(yàn)室研究在彩色打印機(jī)、復(fù)印機(jī)輸出的每幅圖像中加入唯一的、不可見(jiàn)的數(shù)字水印，通過(guò)實(shí)時(shí)地從掃描票據(jù)中判斷水印的有無(wú)，快速辨識(shí)真?zhèn)巍Ｈ毡驹诒ｋU(xiǎn)票據(jù)中加入水印，提出了用數(shù)據(jù)隱藏作為解決方案來(lái)鑒定數(shù)字化照片的完整性，判斷照片是否被篡改以及定位篡改的地方。Signum公司的VeriData軟件將不可見(jiàn)的水印加入到打印出的包裝和商標(biāo)上，用于保護(hù)大范圍的安全文檔，包括銀行支票、護(hù)照、債券、身份證、塑料卡片、票據(jù)、駕照、證書(shū)、票據(jù)、報(bào)表和包裝等。

　　我國(guó)在2005年舉辦的中國(guó)第六屆花卉博覽會(huì)發(fā)售的141萬(wàn)張門(mén)票、四川省為力推大熊貓成為2008年北京奧運(yùn)會(huì)吉祥物發(fā)行的1000萬(wàn)張申吉明信片、中國(guó)第六屆國(guó)際西部博覽會(huì)門(mén)票上得到成功運(yùn)用，開(kāi)創(chuàng)了世界大型會(huì)展活動(dòng)采用數(shù)字水印印刷防偽技術(shù)的先河。此外，我國(guó)的奧運(yùn)門(mén)票就采用了數(shù)字水印的先進(jìn)防偽技術(shù)，它選用承載信息量大，功能區(qū)劃靈活的主、副聯(lián)樣式。主聯(lián)頁(yè)面用于表現(xiàn)本屆奧運(yùn)會(huì)主辦國(guó)的國(guó)粹精神，側(cè)重于收藏；副聯(lián)記載票價(jià)和參會(huì)注意事項(xiàng)等信息，側(cè)重于驗(yàn)證功能。主、副聯(lián)均選用數(shù)字水印印刷防偽技術(shù)做最高級(jí)別的防偽，以確保按奧運(yùn)市場(chǎng)開(kāi)發(fā)計(jì)劃應(yīng)期推出奧運(yùn)門(mén)票供預(yù)售（尤其是面向海外的預(yù)售），而不必?fù)?dān)心被假冒和偽造。

　　數(shù)字水印技術(shù)是目前國(guó)內(nèi)外研究的熱門(mén)課題，它正處于一個(gè)快速和持續(xù)深入發(fā)展的階段，應(yīng)用領(lǐng)域也正在快速擴(kuò)展。它在防偽印刷領(lǐng)域里發(fā)揮著越來(lái)越大的作用，已成為防偽包裝的亮點(diǎn)。商業(yè)票據(jù)在社會(huì)生活中具有重要的價(jià)值，商業(yè)票據(jù)的防偽工作顯得尤為必要。假票之風(fēng)屢禁不止，票務(wù)公司曾在一張門(mén)票上采用7種防偽措施，仍無(wú)法杜絕假票泛濫。因此選用先進(jìn)特點(diǎn)的數(shù)字水印技術(shù)取代傳統(tǒng)防偽技術(shù)是發(fā)展的方向。隨著數(shù)字水印防偽技術(shù)不斷地推陳出新，其勢(shì)必為票據(jù)包裝防偽提供更大的保障，并會(huì)帶來(lái)可觀的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。