【內容提要】 新近的防偽技術首先要具備唯一性，使得相應技術無法從別處獲得；再者要求該技術難以偽造。數字水印技術就是一種有效的方法，它是信息隱藏技術的一個重要研究方向。數字水印技術不會改變票據的視覺形象，可以最大限度的滿足票據設計專家充分發揮創意。

 

票據可以說是和人們日常生活最為密切相關的印刷品之一，從常用的鈔票、債券、工商稅務發票、股票、支票、證券、郵票以及各類活動門票等等，直接牽涉到個人的利益。票據不僅是一個憑證，在收藏品市場上更有其特殊的收藏價值。隨著高質量圖像輸入輸出設備的發展，特別是高精度彩色噴墨、激光打印機和高精度彩色復印機的出現，操作者可以便利地對數字信息進行的剪裁、拼接，亮度、對比度、色彩的調整，背景、文字的添加更改，使得支票及其他票據印刷等的偽造變得更加容易。傳統的防偽技術已經無法滿足需求，為了防范此類風險，票據在設計和制作上對防偽技術提出了更高層次的要求。

　　新近的防偽技術首先要具備唯一性，使得相應技術無法從別處獲得；再者要求該技術難以偽造。數字水印技術就是一種有效的方法，它是信息隱藏技術的一個重要研究方向。數字水印技術不會改變票據的視覺形象，可以最大限度的滿足票據設計專家充分發揮創意。同時又具有世界最先進、最安全、最高級的防偽水準。

　　一、票據的防偽現狀

　　我國的票據防偽印刷技術涉及的科學領域很多，例如光學、化學、電磁學、計算機技術、光譜技術、圖文字碼技術等，屬于一門交叉邊緣科學。目前的防偽技術有以下幾種：

　　①紙張防偽：隨著我國造紙技術的迅速發展，具有防偽功能的紙張被不斷應用到票據生產中，例如：水印、可見纖維和不可見纖維、安全線紙等，這些是我們比較常見的一些被應用得很廣泛的防偽技術，另外還有防復印紙，我們在鑒別這些技術的時候，有的是肉眼可以直接看見的，有的是通過儀器進行的，而還有一些則是要靠綜合手段進行識別的，這些就是行業里面所說的一線防偽、二線防偽和三線防偽。

　　②油墨防偽：在票據印刷中，防偽油墨可分為有色熒光、無色熒光、紅外油墨、光致變色、溫變、防涂改、滴水消失油墨等，這些油墨運用不同的識別特征，形成了不同的防偽方案，通過上面所說的一線、二線和三線進行防偽。

　　③制版防偽：制版防偽就是應用某種專業軟件設計成一些防偽底紋，這些底紋在一定程度上很難被復制，從這一點上達到防偽目的，比較常見的有：團花、微縮文字、潛影、開鎖、變線寬等，底紋防偽是靠線條進行防偽的，線條能產生豐富的變化，可以防止偽造和掃描，增加了票據的附加值，當然，用防偽底紋進行設計和輸出時對計算機的要求比較高，目前它是比較廣泛的一種防偽手段，主要應用在證件、證書、有價證券等上面。

　　④綜合防偽：在票據印刷領域，最多的是將防偽紙張和防偽油墨、制版防偽相結合的綜合防偽技術，綜合防偽技術融合了三種防偽手段的優勢，給偽造帶來了很大的困難，當然，其附加值也就更高。

　　⑤防偽全息標識定位燙印技術。定位燙印的技術難度很高，它要求印刷廠家擁有精密定位燙印設備，在燙印標上可運用所有的通用全息防偽技術比如像素全息、真彩合成加密微刻光化浮雕等技術，能起到極佳的防偽效果。

　　⑥彩虹印刷防偽技術。采用彩虹印刷防偽技術根據票據印刷要求，可以一次印刷多種彩色并且中間色過渡柔和。彩虹印刷效果用多色疊印的方法是難以實現的，而且在票據中很難看出墨斗中各色隔板的準確位置，假冒者即使仿用彩虹印刷的方法也很難確定隔板間距，從而增加了假冒的難度。

　　最近幾年，我國在開發防偽材料、防偽印刷工藝等方面取得了巨大的進步，如票據特種防偽印刷技術，DNA防偽技術、縮微文字印制防偽技術等已經應用到了商業票據印刷中，取得了理想的效果。

　　二、數字水印的概述

　　數字水印技術的基本思想是將特定的信息（如版權信息、序列號、公司標志、有意義的文本等）嵌入到圖像、語音、視頻等各種數字媒體中，以達到信息隱藏的目的。該過程不影響原來數據的正常使用，不改變原來數據量的大小，不改變原信息的外觀。

　1.數字水印的防偽特性

　　數字水印的隱形特性，決定它可以與其他防偽技術組合使用。數字水印的印刷防偽技術有別于傳統的印刷防偽技術，它徹底更新了印刷防偽的傳統觀念，并在印刷品防偽中具有獨特的性質。

　　①技術獨占性。數字水印的嵌入和嵌入的內容具有隨機性。每一種印刷品所隱藏的數字水印可以不同，加入水印的位置也是隨機的，這樣的隨機性和變化特征使偽造者難以仿冒。

　　②防偽投資小、成本低。數字水印用戶可將他們先用的包裝和設計通過數字水印專用軟件處理直接將防偽信息嵌入到印刷品中。無需改變生產或印刷工藝流程，無需增加特殊材料，無需增加印刷、打印成本和改變原設計外觀。

　　③技術升級快。根據產品特性，設計不同的且易于更新換代的專用軟件，從而使相應的印刷防偽技術也可隨之不斷升級變化。

　　④保密性高。 數字水印技術本身除了具有個性化和單向性，以及隱含在媒體內部的隱蔽性外，還可結合密碼學的私匙和公匙控制檢測，比其他技術更具有保密性。

　　⑤產品增值。使用國際公認的高端防偽技術——數字水印技術防偽，將使造假者無計可施，從而增強顧客對數字水印用戶及其產品的信任感，提升和維護用戶的品牌形象，提高產品增值價值。

　　2.數字水印的核心技術

　　①基于小波算法的數字水印生成與隱藏算法。

　　采用小波算法，將數字圖像的空間域數據通過離散小波變換（DWT）轉換為相應的小波域系數，并根據待隱藏的信息類型，對其進行適當的編碼和變形，再根據隱藏信息量的大小和相應的安全目標，選擇方形的頻域系數序列。最后，將數字圖像的頻域系數經反變換轉化為空間域數據。

　　②水印防復制技術。

　　當仿冒者得到含有數字水印的印刷包裝后，一定會設法復制（如采用高精度數字掃描儀），為防止數字水印信息被復制，數字水印嵌入軟件在隱藏水印信息時采用了色譜當量給定算法，這種方法可以保證仿冒者在滿足工藝性調整原圖的色彩時，無法避免改動色譜當量，這樣就從根本上保證了水印不被復制。

　　③抗衰減技術。

　　從數字圖像到印刷品，要經過制版、印刷等多道工序，數字水印的特征在每個工序上都要被衰減，為保證數字水印在最終印刷品上有足夠的信號強度，數字水印嵌入軟件在生成水印信息時考慮了足夠的信號強度，確保經過多個工序時信號強度（魯棒性）仍能被可靠機讀。

　　④數字水印檢驗機讀化。

　　數字水印檢驗機讀化可消除人為因素的不確定性，提高檢驗速度，增強隱藏信息（水印）識別的安全性，并可和RFID、紫外、磁條等已有成熟的防偽檢驗設備組成多重立體防偽系統，提升綜合安防水平。

　　三、數字水印的框架

　　典型的數字水印模型由兩個主要的過程組成：一是水印的嵌入過程，二是水印的提取或檢測過程。每一個所有者都有唯一的水印，或者一個所有者能夠將不同的水印嵌入到不同的對象中。將水印信息預處理后加入到載體中，稱為嵌入。水印的嵌入可理解為在一個寬帶信道（原始圖像）上用擴頻通信技術傳輸一個寬帶信號（水印）。嵌入階段的設計主要解決兩個問題：數字水印的生成和嵌入算法。從水印化數據中提取出水印信息或者檢測出水印信息的存在性稱為水印的提取和檢測。目前大多數水印制作方案都在加入、提取時采用了密匙，只有掌握密匙的人才能讀出水印。

　　用于票據防偽的數字水印技術的原理與用于音、視頻等多媒體的數字水印技術的原理大致相同，只不過在水印的嵌入過程要考慮到加網，在水印的提取及檢測過程要對印刷品圖文信息進行掃描，在這個過程有一個模/數(A/D)轉換過程。這就要求基于半色調的數字水印技術的算法在相應的嵌入和檢測過程中必須考慮這些因素。其嵌入和提取過程如圖一、圖二所示。

　　四、國內外數字水印在票證防偽中的應用

　　隨著數字水印技術的發展，數字水印的應用領域也得到了擴展，從早期用于音頻、視頻等防偽到各類證照、票據以及名煙、名酒、貴重藥品等高價值商品的外包裝方面的防偽，目前數字水印已在多種票證的防偽印刷中廣泛應用。

　　德國用數字水印防止偽造電子照片，在照片上對人所不可感知的信息進行處理，這種方法可以迅速、無誤地確定證件的真偽。美國麻省理工學院媒體實驗室研究在彩色打印機、復印機輸出的每幅圖像中加入唯一的、不可見的數字水印，通過實時地從掃描票據中判斷水印的有無，快速辨識真偽。日本在保險票據中加入水印，提出了用數據隱藏作為解決方案來鑒定數字化照片的完整性，判斷照片是否被篡改以及定位篡改的地方。Signum公司的VeriData軟件將不可見的水印加入到打印出的包裝和商標上，用于保護大范圍的安全文檔，包括銀行支票、護照、債券、身份證、塑料卡片、票據、駕照、證書、票據、報表和包裝等。

　　我國在2005年舉辦的中國第六屆花卉博覽會發售的141萬張門票、四川省為力推大熊貓成為2008年北京奧運會吉祥物發行的1000萬張申吉明信片、中國第六屆國際西部博覽會門票上得到成功運用，開創了世界大型會展活動采用數字水印印刷防偽技術的先河。此外，我國的奧運門票就采用了數字水印的先進防偽技術，它選用承載信息量大，功能區劃靈活的主、副聯樣式。主聯頁面用于表現本屆奧運會主辦國的國粹精神，側重于收藏；副聯記載票價和參會注意事項等信息，側重于驗證功能。主、副聯均選用數字水印印刷防偽技術做最高級別的防偽，以確保按奧運市場開發計劃應期推出奧運門票供預售（尤其是面向海外的預售），而不必擔心被假冒和偽造。

　　數字水印技術是目前國內外研究的熱門課題，它正處于一個快速和持續深入發展的階段，應用領域也正在快速擴展。它在防偽印刷領域里發揮著越來越大的作用，已成為防偽包裝的亮點。商業票據在社會生活中具有重要的價值，商業票據的防偽工作顯得尤為必要。假票之風屢禁不止，票務公司曾在一張門票上采用7種防偽措施，仍無法杜絕假票泛濫。因此選用先進特點的數字水印技術取代傳統防偽技術是發展的方向。隨著數字水印防偽技術不斷地推陳出新，其勢必為票據包裝防偽提供更大的保障，并會帶來可觀的經濟效益和社會效益。