随着计算机技术和互联网技术的飞速发展和广泛运用,数字多媒体在人们日常生活中的使用日趋频繁。计算机强大的处理能力使多媒体信息的存储、复制、传播和修改变得非常方便的同时,也让数字多媒体的版权保护和完整性保护变得日益艰难。数字水印技术作为信息安全领域的重要分支,已经成为版权保护和完整性检测的重要手段。数字水印的基本思路是将具有特定意义的标记(水印),利用数字嵌入的方法隐藏在数字音频、视频、图像和文本等数字产品和数字信息中,用以保护数字产品的版权和验证数字信息的完整性。数字产品版权的保护要求水印具有抗攻击能力,以便在产品受到无意或恶意攻击的情况下依然能够正确提取水印,以证明版权拥有者的合法性。离散余弦变换(DCT)或的数字水印对压缩、滤波和其他一些数字处理算子具有非常良好的鲁棒性,因此在本文中选取DCT变换作为鲁棒性水印的工具。数字信息的完整性要求能检测到最小的更改,因此算法要求嵌入的水印在载体数据被修改时通过对水印的检测判定载体是否进行了修改以及做出了如何的修改。这就是较为常规的易碎水印。离散分数随机变换(DFRNT)具有随机性和线性,域内的矩阵没有高中低频域的划分,所有的信号处于均势,因此局部信号的改变会导致会对全局的逆变换造成较大的影响,因此笔者采用DFRNT作为完整性检测的工具,同时作为易碎水印研究的手段。本文的主要研究工作有：首先,本文对数字水印的基本概念、研究背景、发展状况、应用领域、攻击方法和性能评估等方面做出基本的介绍。其次,介绍水印图像的生成和加密的常用手段,并介绍几种最基本的时/空域和频域数字水印的方法。基于人类视觉系统对数字图像的复杂程度做定量的评估,并介绍临界差异值(JND)的计算方法,以便在保证水印不可见的情况下进一步提高水印算法的鲁棒性。第三,结合新颖非下采样的手段,提出针对两种不同目的的数字图像水印算法。第一种算法是基于改进的子采样鲁棒性水印算法。这种算法采用跳跃取点的方式,保证抵抗裁剪水印攻击。与此同时采用伪随机算法对小块进行选取,保证水印算法的安全性。第二种算法是基于子采样的脆弱性水印算法。这种算法采用DFRNT对密钥的依耐性,通过选取的密钥不同,所得到的变换矩阵也会有所差异,从而达到算法安全性和水印脆弱性的目的。最后对本文的工作做总结,对今后的工作和数字水印目前遇到的瓶颈作出一个基本的估计,以及对这项技术的发展前景作出展望。