【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于信息安全，具体涉到基于预设水印模板的对屏幕拍摄泄密追溯的实时屏幕水印方法和系统。
技术介绍
1、随着数字办公和智能手机的普及，信息的获取和传输变得非常便捷，但也随之出现了新的安全问题。未经授权的使用智能手机拍摄屏幕上的敏感内容已成为常见的信息泄漏手段。传统的信息保护技术无法防止这种屏幕截图泄漏。为了解决这个问题，提出了屏幕水印技术用于追踪泄漏源。可见水印会影响用户体验，且容易被擦除。因此，不可察觉的屏幕水印技术更有实用价值。
2、现有的不可察觉图像水印技术主要针对常规图像处理攻击，而未针对屏幕拍摄攻击进行设计。屏幕拍摄引起的失真与打印扫描或打印相机攻击有所不同。许多屏幕拍摄鲁棒水印方法已被提出，根据水印载体的不同可以分为视频和静态图像方法。视频水印方法用于追踪非法摄像机录制，但不适用于拍摄屏幕内容的场景。
3、静态图像方法根据透视失真处理的方式可分为有限制和无限制的方法。有限制的方法需要捕捉整个宿主图像，并进行手动透视校正以提取水印。这些方法的适用范围有限，需要预先知道宿主图像的形状。无限制的方法可以自动在透视失真下提取水印，但算法复杂度较高，不适合实时应用，并且只能保护预先嵌入水印的数据。
技术实现思路
1、专利技术目的：针对现代办公环境中数字化办公和智能手机的普及所带来的信息泄露安全问题，以及基于未经授权捕捉屏幕上敏感内容的问题，本专利技术目的在于提出了一种对屏幕拍摄泄密追溯的实时屏幕水印方法和系统，旨在实现屏幕内容的保护和泄露源头的追溯。
2、技术方案：为实现上述专利技术目的，本专利技术提供的一种对屏幕拍摄泄密追溯的实时屏幕水印方法，包括如下步骤：
3、生成水印模板，包括信息水印模板、第一同步水印模板以及第二同步水印模板；所述信息水印模板由包含用户id、ip地址和操作时间的用户信息qr编码后通过逆傅里叶变换生成；所述第一同步水印模板以及第二同步水印模板由预设同步水印信息通过逆傅里叶变换生成，其中第一、第二同步水印模板的信息分别嵌入在傅里叶变换域振幅谱第二、四和第一、三象限预设的半径及角度处；
4、根据屏幕尺寸，将信息水印模板与同步水印模板自适应组合生成屏幕水印模板；
5、获取交换链交换函数在桌面窗口管理器进程中的函数地址，获取桌面窗口管理器交换链的后缓冲区地址，采用了一种简化的最小可觉差模型，计算后缓冲区数据的jnd阈值，并根据阈值将预先生成的屏幕水印模板直接嵌入到后缓冲区中；
6、获取到拍摄屏幕的照片图像时，进行多尺度同步水印模板的检测，得到第一同步水印模板以及第二同步水印模板的位置，并基于同步水印模板位置实现自动透视校正，并定位信息水印模板嵌入区域，获得嵌入的用户信息。
7、进一步地，水印模板生成包括如下步骤：
8、将用户信息使用qr码算法生成qr码，将qr码编码区域中的编码元素逐行记录为二进制水印信息序列w1；
9、根据屏幕尺寸m×n，确定信息水印块大小l1×l1，以及同步水印块大小l2×l2，l1>l2；
10、将l1×l1的零矩阵看作信息水印块的傅里叶变换域振幅图，基于确定嵌入水印信息位置，基于嵌入水印信息，通过idft生成信息水印模板；其中w1(j)表示w1中的第j个元素，l1表示w1长度，r表示中频半径，m1(x,y)表示嵌入水印后的振幅系数，k1为常数，表示水印嵌入强度；
11、将l2×l2的零矩阵看作同步水印块的傅里叶变换域振幅图，在第二、四象限预设的至少3个半径及5个等间隔的角度处，设置至少15个系数作为同步水印信息的载体，基于m2(x,y)＝k2嵌入水印信息，通过idft生成第一同步水印模板a，在第一、三象限预设的至少3个半径及5个等间隔的角度处，设置至少15个系数作为同步水印信息的载体，基于m2(x,y)＝k2嵌入水印信息，通过idft生成第二同步水印模板b；其中m2(x,y)表示嵌入水印后的振幅系数，k2为常数，表示水印嵌入强度。
12、进一步地，所述将信息水印模板与同步水印模板自适应组合生成屏幕水印模板，具体为：
13、设屏幕尺寸为m×n，根据公式确定信息水印模板位置，其中和分别表示可容纳的行数和列数，l1表示信息水印模板边长；m1和n1分别表示所有c1×c2个信息水印中的行和列的索引；
14、基于公式确定第一同步水印模板a位置；其中m2，n2表示同步水印中的行和列的索引，l2表示同步水印模板边长；
15、在每两个第一同步水印模板a之间，均匀的嵌入三个第二同步水印模板b。
16、进一步地，所述桌面窗口管理器交换链的后缓冲区地址获取方法为：在待注入动态链接库中通过机器码连续匹配的方式获取present函数与getframestatisticinternal函数地址；present函数通过内联hook方式进行hook；计算交换链地址，交换链基地址直接由present函数地址偏移得到，由getframestatisticinternal函数地址偏移得到交换链常量，根据交换链常量偏移得到交换链指针地址，进而获取待显示的后缓冲区地址。
17、进一步地，所述简化的最小可觉差模型计算jnd阈值时，采用如下索贝尔算子分别计算缓冲区二维图像的水平梯度g1以及垂直梯度g2，从而基于梯度和背景亮度得到对比度掩蔽阈值；
18、
19、最后基于公式jnd(x,y)＝pl(x,y)+pc(x,y)-a*min(pl(x,y),pc(x,y))计算jnd阈值，其中，pl(x,y)、pc(x,y)分别表示位置(x,y)处的亮度掩蔽阈值和对比度掩蔽阈值，a为系数。
20、进一步地，基于如下公式计算写入后缓冲区中二维图像对象ib：
21、ib(x,y)＝bg(x,y)+mw(x,y)*jnd(x,y)*η
22、其中bg表示平均背景亮度，mw表示二值化水印模板，η表示水印嵌入强度。
23、进一步地，所述多尺度同步水印模板的检测包括如下步骤：
24、将拍摄图像i转化为亮度图像ia；
25、将图像ia缩放至多个尺度，并在每个尺度上计算图像ia的噪声分量in；
26、在每一个尺度的图像上，使用一个预设像素大小的窗口，以预设间隔，对in进行逐一滑块检测；
27、在每一个滑块i的傅里叶变换域振幅图中，记录第一象限预设角度范围、第二象限预设角度范围，预设半径范围区域内最大的指定数量的振幅值，根据这些振幅值位于第二象限或第一象限分别记录为vl(i)和vr(i)，基于公式计算滑块窗口同步响应值，其中rs,i表示在尺度s上第i滑块对应检测窗口的同步响应指数，nl,1和nr,1分别表示vl(i)和vr(i)中记录振幅值的数量；
28、根据各个尺度的同步响应指数确定最佳尺度，并确定最佳尺度中各窗口的同步响应点；
29、检索所有的同步响应点，找到可用于矫正的信息水印位置的所有点集，本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种对屏幕拍摄泄密追溯的实时屏幕水印方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的对屏幕拍摄泄密追溯的实时屏幕水印方法，其特征在于，水印模板生成包括如下步骤：
3.根据权利要求1所述的对屏幕拍摄泄密追溯的实时屏幕水印方法，其特征在于，所述将信息水印模板与同步水印模板自适应组合生成屏幕水印模板，具体为：
4.根据权利要求1所述的对屏幕拍摄泄密追溯的实时屏幕水印方法，其特征在于，所述桌面窗口管理器交换链的后缓冲区地址获取方法为：在待注入动态链接库中通过机器码连续匹配的方式获取Present函数与GetFrameStatisticInternal函数地址；Present函数通过内联HOOK方式进行HOOK；计算交换链地址，交换链基地址直接由Present函数地址偏移得到，由GetFrameStatisticInternal函数地址偏移得到交换链常量，根据交换链常量偏移得到交换链指针地址，进而获取待显示的后缓冲区地址。
5.根据权利要求1所述的对屏幕拍摄泄密追溯的实时屏幕水印方法，其特征在于，所述最小可觉差模型计算JND阈值
6.根据权利要求5所述的对屏幕拍摄泄密追溯的实时屏幕水印方法，其特征在于，基于如下公式计算写入后缓冲区中二维图像对象Ib：
7.根据权利要求1所述的对屏幕拍摄泄密追溯的实时屏幕水印方法，其特征在于，所述多尺度同步水印模板的检测包括如下步骤：
8.根据权利要求1所述的对屏幕拍摄泄密追溯的实时屏幕水印方法，其特征在于，所述基于同步水印模板位置实现自动透视校正，包括如下步骤：
9.根据权利要求1所述的对屏幕拍摄泄密追溯的实时屏幕水印方法，其特征在于，嵌入的用户信息的获取方法为：
10.一种计算机系统，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被加载至处理器时实现根据权利要求1-9任一项所述的对屏幕拍摄泄密追溯的实时屏幕水印方法的步骤。
...【技术特征摘要】
1.一种对屏幕拍摄泄密追溯的实时屏幕水印方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的对屏幕拍摄泄密追溯的实时屏幕水印方法，其特征在于，水印模板生成包括如下步骤：
3.根据权利要求1所述的对屏幕拍摄泄密追溯的实时屏幕水印方法，其特征在于，所述将信息水印模板与同步水印模板自适应组合生成屏幕水印模板，具体为：
4.根据权利要求1所述的对屏幕拍摄泄密追溯的实时屏幕水印方法，其特征在于，所述桌面窗口管理器交换链的后缓冲区地址获取方法为：在待注入动态链接库中通过机器码连续匹配的方式获取present函数与getframestatisticinternal函数地址；present函数通过内联hook方式进行hook；计算交换链地址，交换链基地址直接由present函数地址偏移得到，由getframestatisticinternal函数地址偏移得到交换链常量，根据交换链常量偏移得到交换链指针地址，进而获取待显示的后缓冲区地址。
5.根据权利要求1所述的对屏幕拍摄泄密追溯...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈玮彤，李钰衡，陆晟，孙小兵，张佳乐，
申请(专利权)人：扬州大学，
类型：发明
国别省市：
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