4. Những nội dung nghiên cứu chính:
1.3.1.2. Tính chất của lược đồ thủy vân
Tính ẩn: Thứ nhất, thuỷ vân phải ẩn đối với trực giác của con người
(imperceptibility hay perceptual tranperancy), tức là con người phải không nhận biết được sự có mặt của thuỷ vân trong ảnh. Điều này cũng có nghĩa là việc dấu thuỷ vân chỉ gây ra sự thay đổi rất nhỏ đối với ảnh, không ảnh hưởng đến chất lượng ảnh.
Tính bền vững: Yêu cầu thứ hai là thuỷ vân phải bền vững (robustness),
thuỷ vân phải có khả năng tồn tại cao với các tấn công có chủ đích và không có chủ đích. Các tấn công không có chủ đích đối với ảnh số bao gồm như nén ảnh, lấy mẫu, lọc, chuyển đổi A/D và D/A … còn các tấn công có chủ đích có thể là việc xoá, thay đổi hoặc làm nhiễu thuỷ vân trong ảnh. Để thực hiện được điều này, thuỷ vân phải được dấu trong các vùng quan trọng đối với trực giác (perceptual significant). Phương pháp thuỷ vân số phải đảm bảo sao cho việc không thể lấy lại thuỷ vân tương đương với việc ảnh đã bị biến đổi quá nhiều, không còn giá trị về thương mại.
Khả năng mang tin cao: Với yêu cầu này, lượng tin cần thêm vào ảnh phải đủ dùng trong ứng dụng mà không làm thay đổi quá nhiều chất lượng ảnh.
Tuy vậy, việc làm tốt cả ba yêu cầu trên là một điều rất khó. Để dấu thuỷ vân trong ảnh thì ta bắt buộc phải thay đổi dữ liệu ảnh. Ta có thể tăng tính bền vững cho thuỷ vân bằng cách tăng lượng thay đổi ảnh cho mỗi đơn vị tin cần dấu. Nhưng, nếu thay đổi quá nhiều thì tính ẩn không còn được đảm bảo nữa. Còn nếu thay đổi ảnh quá ít thì các yếu tố dùng để xác định thuỷ vân trong ảnh sau các phép tấn công có thể không đủ để xác định thuỷ vân. Nếu thông tin được dấu quá nhiều thì cũng dễ làm thay đổi chất lượng ảnh và làm giảm tính bền vững. Vì vậy, lượng thay đổi ảnh lớn nhất có thể chấp nhận và tính bền vững là hai nhân tố quyết định cho khối lượng tin được dấu trong ảnh.
An ninh: Đây là khả năng chống lại các cuộc tấn công. Nó sẽ là khó
khăn để loại bỏ hoặc phá hủy dấu thủy vân mà không có kiến thức của khóa bí mật, ngay cả khi các lược đồ thủy vân được công bố. Đối với lược đồ thủy vân bền vững, bất kỳ nỗ lực để loại bỏ hoặc phá hủy dấu thủy vân sẽ làm suy giảm nghiêm trọng chất lượng của hình ảnh. Đối với các lược đồ dễ vỡ, bán dễ vỡ những nỗ lực như vậy sẽ phá hủy các thông tin xác thực.
1.3.1.3.Ứng dụng của thủy vân
Theo I. Cox và cộng sự, thủy vân có rất nhiều ứng dụng trong nhiều lĩnh vực. Tuy nhiên có một số ứng dụng chính sau đây:
Bảo vệ bản quyền (Copyright protection): Đây có lẽ là ứng dụng quan trọng nhất của thủy vân số. Các dấu thủy vân được nhúng có thể được phục hồi từ sản phẩm chứa và sử dụng để xác minh quyền sở hữu, hoặc xác thực của sản phẩm chứa. Ứng dụng này đòi hỏi tính bền rất cao: các dấu thủy vân phải không bị phá hủy, và trong trường hợp nhiều dấu thủy vân đã được nhúng vào vẫn khẳng định được dấu thủy vân đầu tiên.
Chống sao chép (Copy protection): Các nội dung số có thể mang các dấu thủy vân bao gồm thông tin về sao chép. Các lược đồ này rất hữu ích cho việc phân phối các nội dung số chẳng hạn như các đĩa DVD.
Xác thực nội dung/phòng chống giả mạo: Mục đích của ứng dụng này là để phát hiện những thay đổi của nội dung số, phòng chống giả mạo. Đối với các ứng dụng xác thực, lược đồ thủy vân dễ vỡ và bán dễ vỡ sẽ được sử dụng, dấu thủy vân sẽ bị phá hủy khi nội dung số bị sửa đổi.