数字水印通常被看作是信息安全领域的一项重要技术,近年来,水印的安全性越来越受到学者的关注。作为水印领域的一个新兴课题,水印的安全性已经成为一个迫切待解决的问题,它给水印系统的设计带来了新的挑战。论文首先对水印安全性中的一些重要问题展开研究,并将其与密码学研究进行对比。然后,探讨了水印安全性分析的框架。并在此基础上取得了一些研究成果。首先通过分析线性共谋攻击的数学模型,建立了有效抵抗线性共谋攻击的视频水印设计规则,并根据该规则提出了能够有效抵抗线性共谋攻击的视频水印方案。提出的水印方案不仅对帧去除、帧插入、帧重组、压缩以及视觉不可见的几何变形具有很好的鲁棒性之外,同时又能够有效地抵抗线性共谋攻击。多媒体哈希算法的设计要同时考虑鲁棒性和安全性,而安全问题在应用中是极为重要的。论文基于三维离散小波变换提出一种新的安全视频哈希算法。由于多媒体哈希安全性的研究尚处于初级阶段,目前仅有极少数文献对其进行了研究,且仅仅是对图像哈希唯一解距离的实验性分析。本文借助于密码分析的思想,提出了一个对多媒体哈希进行安全性分析的理论框架,该框架用Shannon理论中的唯一解距离度量提出哈希算法的安全级别,并在此过程中解决了提出的多媒体哈希算法的单向性证明问题,为进一步研究多媒体哈希算法的安全性打下了良好的理论基础。接着,考虑到版权保护应用中,存在敌手编辑一个水印放在作品中并声称他拥有版权,或者他将合法水印嵌入到自己的作品中(拷贝攻击)这两个有关安全性攻击的问题。利用鲁棒水印技术提出一种具有多重保护目的的安全视频水印算法。该方法首先利用三维离散小波变换和中值量化方法,根据私钥生成视频哈希值,并在此基础上用私钥构建水印。提出的鲁棒水印算法不仅可以应用于视频的版权所有者验证,而且还可以很好地抵抗拷贝攻击。考虑到广播监视应用中可能产生的欺诈行为,针对该应用中对水印提取的实时性要求较高的情况,论文利用通信分集技术提出一种适用于广播监视的空域安全视频水印算法。该算法利用生成的哈希值和版权标识形成待嵌入的水印信息,以实现对视频片段的认证。并利用第3章提出的框架以及现有的理论框架对提出算法的安全性进行了定量分析。最后,论文提出一种应用于广播监视的安全视频水印协议。在广播监视应用中,广告商要在其广告发送给广播电台之前嵌入水印信息,考虑到二者可能出现的欺诈行为,在水印的检测过程中需要对广告片段和其中的水印进行双重认证。针对这种双重认证问题,该协议中水印的产生和嵌入过程都是在加密域进行,加密过程采用同态公钥密码体制,并通过嵌入的唯一的水印信息将广告、本次交易以及水印绑定在一起。提出的视频水印协议不仅可以解决水印协议中常见的消费者权利问题和非绑定问题,而且也可以避免广播监视应用中广告商或广播电台的欺诈行为。