基于水印防伪技术的研究和发展探究

王轶群

【摘 要】为了对水印防伪技术的研究和发展进行详尽而具体的探究，本文以水印防伪技术为研究对象，简要地阐述了传统水印防伪技术的制造工艺和产生原理并对其进行了详细的分类研究，细致地分析了现代化数字水印防伪技术的分类和特性等，深入地探讨了水印防伪技术的发展方向和发展前景，以期为水印防伪的技术人员提供相关方面的参考和帮助。

【关键词】水印防伪技术 研究 发展

引言

水印防伪技术是防伪产业中发展得最为成熟有效的防伪手段。其设计、制造和生产过程中的不可复制性决定了水印防伪技术的安全可靠性，被广泛应用于知识产权的保护、消费者合法权益的维护和打击假冒伪劣产品等多个领域。不管是传统的水印防伪技术还是现代化的数字水印防伪技术，都对社会发展有着相当重要的作用和贡献。

1 传统水印防伪技术的研究概述

1.1 传统水印技术的制造工艺和产生原理

传统的水印纸是一种通过铸模来手工制造和批量生产的水印纸张。在制造和生产水印纸的过程当中要经过设计模型、雕刻纸模和制网抄纸等多个复杂的工艺程序。

产生水印的主要工艺就是在纸张处于潮湿状态的时候，要么将具有特殊雕刻纹路的滚筒印压在潮湿的纸张上，破坏纸张纤维的原有构成；要么在烘干晾晒纸张的丝网上安装水印图文印版，利用这种网上成型的技术来以此改变湿纸页的纤维密度。等到纸张彻底干燥之后，由于纸张内部的纤维结构发生了一些特定的改变，纸张上各个部分的透光性就会出现一定的差别，预先设计好的水印图案就会跃然纸上。

这种传统水印防伪技术因为制造工艺的复杂性而在成本方面要求较高。但是复刻模仿的难度很大，水印效果好却安全性高，所以防伪性能非常好，适合于大批量的产品生产。即便是发展至今，传统的水印防伪技术依然在中国防伪产业的技术领域中发挥着一定的基础性作用。

1.2 传统防伪技术的分类

（1）纸张防伪。纸张是印刷的原材料。一些采用特殊工艺制造或应用特殊工艺处理过的专用纸张，本身就具有一定的防伪功能，这也正是纸张防伪技术的根本原理。日常生活中常见的纸张防伪技术主要有四种。第一种是在纸张的制作过程中将防伪的安全线插入到纸张内部；第二种是把全部图案或者文字直接设计和刻印在纸页上；第三种是将标识和图案隐藏在纸张内部，正常情况下是看不出来的，只有在强光的直接照射之下才能看到纸页中若隐若现的防伪标志；第四种是在纸张尚未定型之前将红蓝纤维或彩色小片撒在纸张的表面，或是直接将其渗入到制作纸张的纸浆内，这样生产出来的防伪纸张在紫外线的照射之下会发射荧光。

（2）油墨防伪。油墨防伪指的是将具有特殊性能的防伪材料加入到油墨的连接材料中，再通过特殊工艺的加工处理而制造出特种印刷油墨的一种防伪技术。油墨防伪技术的基本特点就是制作工艺和实施手段都较为简单，成本低，重温性强，而在色彩鲜艳的同时又极具隐蔽性，检验起来极为方便。因此，油墨防伪是目前中国国家纸币、货币、票证以及商业证券、商品包装和商标的首选防伪技术。应用最为广泛的油墨防伪技术主要包括磁性油墨防伪、液晶油墨防伪、生化反应油墨防伪、反应变色油墨防伪、热至变色油墨防伪、紫外荧光油墨防伪和日本激发变色油墨防伪等技术。

（3）激光全息防伪。激光全息防伪技术被广泛应用于医药生产的说明和批注，食物商品的包装和标志，化妆品销售的豪华印刷和轻工电子的机要证券、有价证卡等。这种防伪技术的理论依据是建立在全息成像知识原理的基础之上的，从诞生到形成之间的发展时间较为漫长。第一代激光防伪技术自身的防伪性能较差，在优胜劣汰的残酷竞争中逐渐淡出人们的视野而被淘汰。第二代激光全息防伪技术以第一代的失败为前车之鉴，利用先进的科学技术开发出了多种防伪性能稳定且安全性较高的激光全息防伪技术。

（4）电码防伪。电码防伪指的是一种综合应用了现代化信息通讯、计算机互联网络、信息数据库系统和数据加密等多种高新技术的动态防伪技术。这种防伪技术和信息的分析统计、销售的经营管理、客户的对接服务和防伪打假等产业领域有机地结合在了一起，有效扩展了防伪技术在社会主义市场经济中的应用范围。

2 现代化数字水印防伪技术的研究概述

2.1 数字水印防伪技术的简介和分类

数字水印是一种通过在电子文件中嵌入一些不可发现、不可看见、不可感知的水印信息或特殊算法来达到防伪目的的现代化水印防伪技术。这种水印防伪技术由于其自身多元化的设计元素和多样化的制造工艺而受到了几乎所有数字媒体和数字作品的青睐和应用。

按照数字水印防伪技术的发展历程来进行划分，可以将数字水印防伪技术简单地分为一代数字水印防伪技术和二代数字水印防伪技术。按照嵌入水印信息的信号形式来进行划分，可以将数字水印防伪技术分为一维数字水印防伪技术和多维数字水印防伪技术。按照水印信息嵌入区域的不同来进行划分，可以将数字水印防伪技术分为空间区域水印防伪技术和变化区域水印防伪技术。按照嵌入数字信息的不同方式来进行划分，可以将数字水印防伪技术分为逆水印防伪技术和不可逆水印防伪技术。按照检测数字水印信息的不同方法来进行划分，可以将数字水印防伪技术分为盲性数字水印防伪技术和非盲性数字水印防伪技术。按照数字作品外观上的不同来进行划分可以将数字水印防伪技术分为可见水印防伪技术和不可见水印防伪技术。按照鲁棒性程度的不同來进行划分，可以将数字水印防伪技术分为易脆数字水印防伪技术、半易脆数字水印防伪技术和鲁棒数字水印等防伪技术。按照水印信息载体的不同来进行划分，可以将数字水印防伪技术分为文档水印防伪技术、图像水印防伪技术、音频水印防伪技术和视频水印防伪技术。

2.2 数字水印防伪技术的共同特点

（1）安全性。数字水印防伪技术的安全性指的是未被授权或未经允许的人无法发现和观看到数字作品中所含有的水印防伪信息。这种安全性还包括数字作品中水印防伪算法的安全性能。数字作品中水印信息和水印算法的安全性和可靠性依赖的是秘钥的掌握而不是水印算法本身所具有的保密性，所以没有得到授权和未经允许的人即便知道了含有水印信息和水印算法的具体方式，只要没有秘钥就不能成功提取出数字作品中的水印信息或是破坏掉水印信息。何况，水印算法本身就可以抵挡住合谋进行的水印信息攻击。

（2）鲁棒性。数字水印防伪技术的鲁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与几何失真。也就是说，稳健的水印算法在数字作品经受了无意或有意的失真操作之后，仍然能够从水印的数字载体中证明或者提取出预先嵌入的水印信息。同时，鲁棒性还有一种功效，就是在电子作品中的水印信息被未授权或未经允许的人恶意删除时，直接操纵作为水印载体的电子作品进行彻底的自毁。

（3）可证明性。数字水印防伪技术的可证明性指的是数字作品中的水印信息和水印算法应该能够为受到版权保护的数字作品在权限方面的归属提供安全可靠的事实依据和理论证明。水印载体里的数字水印算法可以将数字作品所有者或版权信息所有者的有关信息嵌入到被保护对象的数字水印信息中去，并能在需要证明的时候适时地提取出来。

（4）不可感知性。数字水印防伪技术的不可感知性指的是数字作品被嵌入水印信息和水印算法的时候在人的视觉和听觉上的一种不可感知性。

换言之，因为嵌入水印防伪信息而对水印载体本身的数据信息产生的作用和影响，在观察者的视觉系统和听觉系统中是不可察觉的。数字水印最理想的状态是嵌入水印信息后的数字作品和作为原始载体时的数字作品在视觉上保持着高度的一致性，但这是绝大多数水印算法都无法轻易达到的超高要求。

3 水印防伪技术的发展方向和发展前景

现代化数字水印防伪技术中的科学技术含量越来越高，技术门类的集成也越来越多，在大范围内得到了覆盖式的推广、普及和应用。通过与自动识别技术的相互结合，数字水印防伪技术逐渐成为了一个由多门学科竞相开发和相互交叉组成的边缘学科，开始从单一性的防伪技术向多种技术相结合地集成性防伪技术发展，同时也在向网络化和信息化的方向发展。

中国水印防伪产业领域的骨干企业中有一部分技术人员是从银行部门、公安部门、原钞印造货币或是邮票印刷行业等特殊的行业领域中转行过来做民用商品防伪技术的研究、设计、制作和生产的；另外的大部分技术人员则是从专业防伪的科研单位、高等院校中的防伪专业、水印防伪的印刷企业或是IT网络信息技术等行业直接投入和调配过来的。中国的水印防伪企业利用先进的科学技术、洞悉国内外发展现状和动向的情报信息以及日渐建立起来的良好信誉和口碑而成为了中国水印防伪应用领域的中坚力量，具备了竞争起点高、质量和功效较为稳定和社会覆盖面广的三大特征。

也正是因为这些水印防伪企业的刻苦钻研和不懈努力，中国的水印防伪技术始终保持着快速而稳定的发展速度和发展进程，个别的防伪技术已经达到了国际化的领先标准。例如，由中国防伪企业设计和制造出来的激光全息图和DOVID（衍射光学可变图案）技术相结合的一种水印防伪技术被澳大利亚的国家储备银行鉴定为最有效的安全保密防伪技术。而中国防伪企业专门为“白沙金世纪”卷烟设计和制作的防伪全息烫印标识还被国际授予了国际防伪的最高奖项“最佳安全防伪奖”。

结语

在不久的将来，水印防伪领域中低成本、易分辨，兼具高度适应性和极低伪造性的数字水印防伪技术势必会发挥出重要的作用和功效，为中国的社会生产力、社会主义市场经济的发展和现代化、城市化的推进带来相当可观的经济效益和不容忽视的社会效益。

参考文献

[1]张志通，李迎春等.数字水印防伪技术的研究和应用[J].北华航天工业学院学报，2011，02：10-12.

[2]林红，王世全等.数字水印防伪技术 在换页打印文件中的应用[J].中国刑警学院学报，2012，03：52-54.