Grundsätzlich werden die urheberrechtlich relevanten Daten im digitalen Rauschen der Originaldokumente versteckt. Rauschen entsteht zum Beispiel durch das Scannen oder durch die Aufnahme mit einer Digitalkamera. Je weniger sich die Daten vom Rauschen unterscheiden, desto weniger sichtbar ist das digitale Wasserzeichen.
Digitale Wasserzeichen müssen möglichst gut Kompressionsverfahren überstehen, da Audioclips, Bilder und Videosequenzen mit verlustbehafteter Kompression arbeiten. Außerdem werden oft nur Teile eines Bildes verwendet, oder das Bild wird verändert ( z. Bsp. Farbänderungen, Effekte ), d.h. der Algorithmus für Bilddokumente muß möglichst robust gegen verschiedene Bildbearbeitungsmethoden sein.
Die Daten werden bei Bilddokumenten auf zwei grundsätzlich verschiedene Arten eingebettet. Zum einen werden einzelne Bildpunkte direkt verändert zum anderen werden die Bilddaten erst durch eine diskrete Kosinustransformation in den Frequenzraum übertragen und dann dort verändert.
Im Patchworkverfahren werden zufällig Bildteilpaare ausgewählt, ein Bildteil wird aufgehellt, der andere etwas abgedunkelt. Durch statistische Verfahren können die Markierungen auch ohne Kenntnis des Originals erkannt werden.
Vorteil eines solchen Verfahrens ist die Möglichkeit, Bits ortsspezifisch nach Helligkeit und Kontrast einfügen zu können. Nachteil des Verfahrens ist die Anfälligkeit gegenüber Attacken ( zum Beispiel Drehung des Bildes oder Weichzeichner) und der Sichtbarkeit des Wasserzeichen bei relativ kleinen Bildern.
Die meisten Programme verwenden ein Verfahren in dem die Bilddaten erst in den Frequenzraum übertragen werden. Das Wasserzeichen, ein schmalbandiges Signal, verteilt sich über eine viel größere Bandbreite des Muttersignals ( in der Kommunikationstechnik unter dem Begriff Spread-Spectrum-Technologie bekannt ). Hohe Frequenzen bauen im wesentlichen die Bildkanten auf, niedrige Frequenzen Bildflächen. Die meisten Programme betten die Daten im mittleren Frequenzbereich ein, da bei verlustbehafteter Komprimierung am ehesten die Koeffizienten der hohen Frequenzbereiche verlorengehen. Vorteil einer Häufung der Daten des Wasserzeichens an Bilddetails ist, daß eine Markierung selbst dann noch erkannt werden kann, wenn ein Großteil der Bildinformationen weggeworfen wurde.
Je robuster ein digitales Wasserzeichen eingebettet wird, desto stärker sind Artefakte sichtbar. Demgegenüber übersteht ein Wasserzeichen kaum Attacken, wenn das Bild für den Betrachter unverändert bleiben soll.
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| Originalbild | Bild mit Wasserzeichen |
Ein Unterschied zwischen Original und Bild mit Wasserzeichen ist im Beispiel fast nicht zu erkennen, bei der Vergrößerung kann man allerdings die Artefakte des Wasserzeichens erkennen.
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| Vergrößerung Originalbild | Vergrößerung Bild mit Wasserzeichen |
Es bedarf also ausgefeilter Algorithmen, um die Kluft zwischen Robustheit und Unsichtbarkeit des digitalen Wasserzeichen zu überwinden.
Tests der Zeitschrift c't haben gezeigt, daß die bisher erhältlichen Programme es noch nicht geschafft haben, das Problem gänzlich befriedigend zu lösen.
Die Einbettung einer Information in Textdokumente kann durch Veränderung der Textformatierung oder Veränderung unterschiedlicher Elemente des Textes, zum Beispiel der Zeichen, erreicht werden. Ziel ist es natürlich auch hier, einen Algorithmus zu finden, durch den die eingebettete Nachricht für den Leser zwar unsichtbar, aber durch die Software auch zuverlässig erkennbar ist.
Prinzipiell wird also ein Codewort eingebettet, indem man Textmerkmale verändert.
Ein Beispiel: binäres Codewort "1011" Würde man das Codewort von links nach rechts lesen, so würde das erste Textmerkmal nach 1, das zweite nach 0, das dritte und vierte wieder nach 1 verändert werden.
J. Brassil, S. Low, N. Maxemchuk, L. O'Gorman haben in den AT&T Bell Laboratories, Murray Hill, NJ verschiedene Methoden entwickelt und getestet.
In dieser Methode werden die Textlinien in vertikaler Richtung verschoben, um das Dokument zu kodieren. Die Decodierung kann ohne Kenntnis des Originals erfolgen, wenn bekannt ist, daß die Abstände zwischen den Textlinien des Originals gleich sind.
Worte werden horizontal entlang der Zeile nach einem vorgegebenen Algorithmus verschoben um das Dokument zu kodieren. Da in der Praxis selten die Worte einer Zeile immer den gleichen Abstand voneinander haben, ist die Kenntnis der Abstände zwischen den Worten des Originals zur Decodierung erforderlich.
Bei dieser Methode werden zur Codierung Zeichenmerkmale verändert. Es gibt viele Möglichkeiten Zeichenmerkmale zu verändern, getestet wurde eine Methode, in der die vertikalen Linien bei Zeichen entsprechend dem Codewort verlängert wurden .
Alle drei Methoden können entweder auf ein Formatfile oder ein Bitmap einer Textseite angewendet werden. Die Line-Shift-Methode ist am leichtesten vom Leser zu erkennen, ist aber auch robust, da sie relativ unabhängig von einer Verschlechterung der Bildqualität, zum Beispiel durch kopieren, ist.
Die Word-Shift-Methode ist weniger leicht vom Leser zu erkennen, wenn die Abstände zwischen den Worten variieren und die Codierung sich sozusagen in der Unregelmäßigkeit der Abstände versteckt. Auch die Anwendung der Feature-Coding-Methode ist nur schwer vom Leser zu erkennen. Denkbar sind auch mehrere Veränderungen verschiedener Merkmale des Textes.