KR100902490B1 - Method for protecting bio information using watermark - Google Patents
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Abstract
Description
실시예는 워터마크를 이용한 바이오정보 보호방법에 관한 것이다.An embodiment relates to a bio information protection method using a watermark.
현재 인터넷에서는 개인의 중요한 정보가 타인에 의해 쉽게 도용되거나 파괴되는 심각한 문제가 제기되고 있다. 이로 인해 개인의 정보만이 손실되는 것이 아니라 국가의 중요 정보와 전자상거래 등의 경제 활동에 필요한 정보도 동시에 손실되는 현상이 발생되고 있다. 따라서 현재 많이 사용되고 있는 패스워드 또는 PIN(Personal Identification Number)만을 이용한 사용자 인증 방법으로는 개인, 산업, 그리고 국가의 중요 정보를 안전하게 보관할 수 없는 실정이다. There is a serious problem on the Internet where important personal information is easily stolen or destroyed by others. As a result, not only personal information is lost, but also important national information and information necessary for economic activities such as e-commerce are simultaneously lost. Therefore, the user authentication method using only the password or PIN (Personal Identification Number), which are widely used, cannot secure important information of individuals, industries, and countries.
이러한 문제를 해결하기 위해 최근 들어 개인의 고유한 생체정보인 신체적 또는 행동학적 특징에 따리 사람들의 신원을 확인하는 바이오메트릭(biometric), 즉 바이오 인식 기술이 대두되고 있다. 바이오 정보는 개인의 고유 정보인 지문, 홍채, 음성, 얼굴 모양, 손의 형태, 서명, 손등의 정맥분포 등 아주 다양하다. 이것은 신체의 일부이거나 개개인의 행동 특성을 반영하여 잊어버리거나 타인에게 대여 또는 도난당하지 않기 때문에 정보 보안을 위한 새로운 분야로 활성화되고 있다.In order to solve this problem, recently, biometric, or bio-recognition technology, which identifies people based on physical or behavioral characteristics, which are unique biometric information of individuals, has emerged. Bioinformation varies widely, including personal information such as fingerprints, irises, voices, facial shapes, hand shapes, signatures, and vein distribution on the back of hands. It is being activated as a new field for information security because it is not part of the body or reflects the individual's behavioral characteristics and is not forgotten or loaned or stolen by others.
그러나, 바이오정보 역시 개인의 주요정보이면서 프라이버시(privacy)와 관련이 있기 때문에 사용자 인증 혹은 인식을 위하여 저장된 바이오 정보가 타인에게 도용이 된다면 패스워드나 PIN과 달리 변경이 불가능하여 심각한 문제를 야기할 수 있다. 특히 얼굴과 같은 정보는 유출되었을 때 심각한 프라이버시 침해 문제를 야기할 수 있다. 이러한 문제를 해결하는 여러 방법 중 하나가 워터마킹(watermarking) 기술을 사용하는 것이다. However, since bio-information is also important to individuals and is related to privacy, if bio-information stored for user authentication or recognition is stolen by others, it cannot be changed unlike a password or PIN, which can cause serious problems. . In particular, information such as faces can cause serious privacy violations when leaked. One way to solve this problem is to use watermarking technology.
이는 바이오 정보에 부가정보를 삽입함으로써 해당 바이오 정보에 대한 인증 및 위,변조를 검출할 수 있다. 또한, 저작권 보호 기술을 사용하게 되면 바이오 정보가 불법적으로 유출되었을 때 생길 수 있는 치명적인 프라이버시 문제의 책임여부를 가리는 일과 유출 경로를 파악하는 데 도움을 줄 수 있다.This can detect authentication, forgery, and forgery of the bio-information by inserting additional information into the bio-information. In addition, the use of copyright protection technology can help identify where and how to steal the bio-information's fatal privacy concerns.
바이오인식에서의 워터마킹 기술은 아직까지 많은 연구가 진행되고 있지 않다. 대표적인 바이오인식에서의 워터마킹은 일종의 데이터 하이딩(data hiding)의 개념에서 출발한다. 예를 들어, 얼굴의 특징점 정보인 PCA(Principal Component Analysis) 계수를 지문영상에 워터마크로 삽입한 연구가 있다. 이 연구에서는 또한 지문의 특징점인 미뉴셔(Minutiae)를 지문영상에 숨기는 방법도 제시하였다.Watermarking technology in biometrics has not been much researched yet. Watermarking in typical biometrics starts with a concept of data hiding. For example, there is a study in which the principal component analysis (PCA) coefficient, which is the feature point information of the face, is inserted into the fingerprint image as a watermark. The study also suggests how to hide Minutiae, a feature of fingerprints, on a fingerprint image.
그보다 앞서 지문인식에서는 연성 워터마킹(fragile watermarking) 기법을 이용하여 인증(verrification)하여 구현한 연구도 있다. 최근에는 웨이블릿 기반의 워터마킹 방법을 이용하여 지문의 미뉴셔(Minutiae )정보를 지문에 삽입하여 통신 채널에서 지문정보를 보호하는 알고리즘도 제안되었다.Prior to this, there are studies that have been implemented by verifying fingerprints using fragile watermarking techniques. Recently, an algorithm for protecting fingerprint information in a communication channel by inserting minutiae information of a fingerprint into a fingerprint using a wavelet-based watermarking method has also been proposed.
그 외에도 지문 영상에서의 저작권 보호를 위한 알고리즘, 지문과 얼굴에서 워터마크 키를 이용하여 워터마킹된 영상에서의 추정한 키와 실제 삽입한 키와의 비교를 통한 인증 여부를 판단하는 알고리즘, 그레이영상에서의 지문을 이용한 저작권 보호 방법, 네트워크 환경에서 얼굴 영상의 인증을 위해서 워터마크를 이용하는 방법, 멀티모달(Multimodal) 바이오인식에서의 워터마킹 기술 등이 제안되었다.In addition, an algorithm for copyright protection in a fingerprint image, an algorithm for determining whether to authenticate by comparing the estimated key in a watermarked image with an actually inserted key using a watermark key on a fingerprint and a face, and a gray image A copyright protection method using fingerprints, a watermark method for face image authentication in a network environment, a watermarking technology in multimodal biometrics, and the like have been proposed.
하지만 위의 방법들은 바이오정보의 미가공데이터(raw data)를 대상으로 한다. 일반적으로 바이오 정보는 압축 파일 형태로 저장된다.However, the above methods are intended for raw data of bioinformation. In general, bio information is stored in the form of a compressed file.
그런데, 종래기술에 의한 연성 워터마킹 방법을 이용한 바이오정보 무결성 확인 기법은 이러한 압축 포맷을 고려하지 않은 방법으로 바이오 정보가 실제 압축형태로 저장되는 경우 워터마크 정보가 사라진다. However, the bio information integrity verification method using the soft watermarking method according to the prior art does not consider such a compression format and the watermark information disappears when the bio information is stored in the actual compressed form.
또한, 종래기술에 의하면 바이오 정보가 많은 다른 기관에 배포될 경우 불법 유출의 가능성이 있지만 무결성 체크 및 불법 유출을 동시에 보호하기 위한 방법은 아직 제시되지 않고 있다.In addition, according to the prior art, there is a possibility of illegal leakage when the bio information is distributed to many other organizations, but methods for simultaneously protecting the integrity check and illegal leakage have not been proposed.
실시예는 워터마킹 기술을 바이오정보에 적용하여 바이오정보가 타인에게 도용되었을 경우 삽입된 워터마크의 추출 여부 자체로 1차 인증을 하고 2차로 추출된 워터마크로 바이오 인식 시스템에 인증을 요구하여 요구한 바이오 정보에 대해 수용 및 거부를 결정할 수 있는 워터마크를 이용한 바이오정보 보호방법을 제공하고자 한다. 즉, 실시예는 워터마킹을 이용하여 바이오정보(얼굴 및 지문 등)에 무결성을 확인하고 후에 불법 유출되었을 경우 유출점을 추적하는 기술을 제안한다.The embodiment applies the watermarking technology to the bioinformation, and if the bioinformation is stolen by others, the first authentication is performed by the extraction of the inserted watermark itself, and the second is a watermark extracted from the biomarker. It is intended to provide a bioinformation protection method using a watermark to determine acceptance and rejection of bioinformation. That is, the embodiment proposes a technique for checking the integrity of the bio information (face and fingerprint, etc.) using watermarking, and tracking the outflow point when illegally leaked later.
또한, 실시예는 바이오 정보가 다른 기관으로 배포되었을 경우 바이오정보가 배포되는 배포처 정보를 워터마크로 삽입하여 후에 불법 유출된 바이오정보에 대해 유출점을 역추적할 수 있는 워터마크를 이용한 바이오정보 보호방법을 제공하고자 한다.In addition, the embodiment is a bio information protection method using a watermark that can be traced back to the discharge point for illegally leaked bio information by inserting the distribution destination information to which the bio information is distributed when the bio information is distributed to other institutions To provide.
또한, 실시예는 바이오 이미지를 각각의 압축형태로 저장하여 압축에는 견고하고 위, 변조에는 민감한 최적 삽입 강도 추정이 가능한 워터마크를 이용한 바이오정보 보호방법을 제공하고자 한다.In addition, the embodiment is to provide a bio information protection method using a watermark capable of estimating the optimal insertion strength that is robust to compression, sensitive to the above, modulation by storing the bio image in each compression form.
또한, 실시예는 역추적을 위한 삽입 강도 추정 방법으로 강인하면서도 이미지 품질을 유지하는 최적 강도 추정이 가능한 워터마크를 이용한 바이오정보 보호방법을 제공하고자 한다.In addition, an embodiment is to provide a bioinformation protection method using a watermark that is robust as an insertion intensity estimation method for backtracking, but also capable of estimating an optimal intensity maintaining image quality.
실시예에 따른 워터마크를 이용한 바이오정보 보호방법은 바이오정보 DB에 저장된 바이오정보를 배포하고자 하는 기관에 배포시 상기 바이오정보 DB내의 바이오 정보에 대해 1차 워터마크로 무결성을 검증하는 단계; 상기 기관의 고유 키를 2차 워터마크의 내용으로 설정하는 단계; 및 상기 배포될 바이오 정보에 상기 2차 워터마크를 역추적 워터마크로 삽입한 후 배포하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.Bio information protection method using a watermark according to an embodiment comprises the steps of verifying the integrity of the bio information in the bio information DB to the primary watermark when distributing to the institution to distribute the bio information stored in the bio information DB; Setting a unique key of the authority as the content of the secondary watermark; And inserting the secondary watermark as a backtracking watermark in the bio information to be distributed and distributing it.
또한, 실시예에 따른 워터마크를 이용한 바이오정보 보호방법은 최적 삽입강도 추정을 하는 것을 특징으로 한다.In addition, the bio information protection method using a watermark according to the embodiment is characterized in that the optimum insertion strength estimation.
또한, 실시예에 따른 워터마크를 이용한 바이오정보 보호방법은 역추적을 위한 삽입 강도 추정 방법으로 강인하면서도 이미지 품질을 유지하는 최적 강도 추정을 하는 것을 특징으로 한다.In addition, the bioinformation protection method using the watermark according to the embodiment is characterized in that the optimal intensity estimation is maintained while maintaining the image quality while being robust as an insertion intensity estimation method for backtracking.
실시예에 따른 워터마크를 이용한 바이오정보 보호방법은 암호학 기반의 보안 메카니즘을 활용한 바이오 정보 보안 방법에 워터마크의 무결성 검증 및 불법역추적 기능을 추가한 점에 특징이 있다. 실시예에 따른 워터마크를 이용한 바이오정보 보호방법은 기존의 보안메카니즘의 단점을 보완한 개념으로 가능한 손실점(leaking point)을 줄여주어 보안성이 높아지는 장점이 있다. 주된 효과는 아래와 같다.The bioinformation protection method using the watermark according to the embodiment is characterized in that the watermark integrity verification and illegal traceback function are added to the bioinformation security method using the cryptography-based security mechanism. Bio information protection method using a watermark according to the embodiment is a concept that complements the shortcomings of the existing security mechanism has the advantage of increasing the security by reducing the possible (leaking point). The main effects are as follows.
첫째, 실시예는 바이오 정보 획득 및 DB 저장 시나리오에 적용이 가능하다. 예를 들어, 획득 장치로부터 바이오 정보를 획득한 다음 장치정보, 생성일자 등의 고유정보가 워터마크로 삽입되며, 워터마크가 삽입된 상태로 바이오정보 DB로 전송 되고, 바이오정보 DB내에서 발생할 수 있는 위, 변조의 위험에 대해 워터마크로 검증할 수 있다.First, the embodiment can be applied to the bio information acquisition and DB storage scenario. For example, after obtaining the bio information from the acquisition device, unique information such as device information, creation date, etc. is inserted into the watermark, transmitted to the bioinformation DB with the watermark inserted, and may occur in the bioinformation DB. Above, the risk of tampering can be verified with a watermark.
또한, 실시예는 바이오정보 DB에서 타 기관 배포 시 불법유출점 역추적이 가능하다. 예를 들어, 바이오 정보 배포 시 기관마다 고유한 키를 할당하여 이 키에 의해 생성된 워터마크를 역추적 워터마크로 바이오 정보에 삽입할 수 있다. 또한, 불법유출된 바이오 정보에 대해 할당된 모든 키로 추출을 시도하여 배포 기관 역추적이 가능하다. In addition, the embodiment can trace back illegal outflow points when distributing other institutions in the bio information DB. For example, when distributing bio information, a unique key may be assigned to each institution, and the watermark generated by the key may be inserted into the bio information as a backtracking watermark. In addition, it is possible to trace back the distribution agency by attempting extraction with all assigned keys for illegally leaked bio information.
또한, 실시예는 최적 삽입 강도 추정이 가능하다. 예를 들어, 바이오 이미지가 각각의 압축형태로 저장되기 때문에 압축에는 견고하고 위, 변조에는 민감한 최적 삽입 강도 추정이 가능하다. 또한, 실시예는 역추적을 위한 삽입 강도 추정 방법으로 강인하면서도 이미지 품질을 유지하는 최적 강도 추정이 가능하다.In addition, the embodiment can estimate the optimum insertion strength. For example, because bio-images are stored in their respective compression forms, it is possible to estimate the optimal insertion strength that is robust to compression and sensitive to stomach and modulation. In addition, the embodiment is robust to the insertion intensity estimation method for the backtracking, it is possible to estimate the optimal intensity while maintaining the image quality.
이하, 실시예에 따른 워터마크를 이용한 바이오정보 보호방법을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, a method of protecting bioinformation using a watermark according to an embodiment will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
실시예에 따른 워터마크를 이용한 바이오정보 보호방법은 전자신분증에 적용될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 전자신분증은 전자여권일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 전자여권 발급을 위해 획득되는 얼굴 및 지문 영상 및 기타 바이오 정보에 대해 획득 디바이스 내에서 워터마크를 삽입하고, DB에 저장되기 전과 DB에서 유출되기 전에 워터마크를 추출하여 무결성을 검증할 수 있다. 또는, 전자신분증에 대한 DB에서 타 기관에 바이오정보 배포 시 불법유출 점 역추적이 가능할 수 있다. 또한, 전자신분증에 대해 최적 삽입 강도 추정이 가능하다.The bioinformation protection method using the watermark according to the embodiment may be applied to an electronic identification card, but is not limited thereto. The electronic identity card may be an electronic passport, but is not limited thereto. For example, watermarks can be inserted into the acquisition device for face and fingerprint images and other bioinformation obtained for issuing ePassports, and the watermarks can be extracted before being stored in the DB and before it is leaked from the DB. Can be. Alternatively, illegal release points may be traced back when distributing bio information to other organizations in the DB for electronic ID. In addition, it is possible to estimate the optimal insertion strength for electronic identification.
아래 제1 실시예 내지 제5 실시예는 가능한 범위 내에서 각기 실시예를 조합하여 실시가능하며, 이는 본 발명의 권리범위에 속한다.The first to fifth embodiments below can be implemented in combination with each embodiment to the extent possible, which belongs to the scope of the present invention.
(제1 실시예)(First embodiment)
바이오 정보는 지문인식기나 디지털카메라 등의 획득 장치에서 획득된 후 각각의 포맷으로 변환되어 바이오 정보 DB에 저장된다. 바이오 정보 DB는 보안성을 갖는 Secure DB이다. 저장공간을 줄이기 위해 압축된 형태로 저장되는데 얼굴영상의 경우 JPEG, 지문영상의 경우 WSQ(Wavelet Scalar Quantization) 방법을 사용할 수 있다.The bio-information is obtained by an acquisition apparatus such as a fingerprint reader or a digital camera, and then converted into respective formats and stored in the bio-information DB. The bioinformation DB is a secure DB having security. It is stored in a compressed form to reduce the storage space. For face images, JPEG, and fingerprint image, WSQ (Wavelet Scalar Quantization) can be used.
획득 장치와 바이오 정보 DB는 물리적으로 멀리 떨어져 있을 경우도 있다. 이럴 경우에는 전송 채널에서의 보안성을 유지하기 위하여 암호화하여 전송한다. 하지만 바이오 정보의 무결성을 위협하는 시점은 여전히 존재한다. 바이오 정보가 획득된 후 전송하기 전이나 바이오 정보 DB 내에서도 악의적인 사용자에 의해 위,변조의 가능성이 있다.The acquisition device and the bioinformation DB may be physically far apart. In this case, in order to maintain security in the transmission channel, it is encrypted and transmitted. However, there is still a time point that threatens the integrity of bioinformation. There is a possibility of forgery and forgery by malicious users even after the bio information is obtained and before transmission or even within the bio information DB.
실시예에 따른 워터마크를 이용한 바이오정보 보호방법은 기존의 암호화 기반의 보안방식을 보완하여 바이오 정보의 보안성을 높이는 기능을 한다. The bioinformation protection method using the watermark according to the embodiment improves the security of the bioinformation by supplementing the existing encryption-based security method.
도 1은 제1 실시예에 따른 워터마크를 이용한 바이오정보 보호방법에서 워터마킹을 이용한 바이오정보 보안 시나리오이다.1 is a bioinformation security scenario using watermarking in the bioinformation protection method using a watermark according to the first embodiment.
바이오 정보는 디지털 카메라나 지문센서에 의해 획득된 후 제1 워터마크가 삽입된다. 워터마크 정보는 획득 장치명이나 획득 날짜, 혹은 일련번호 등이며 고유의 키에 의해 삽입될 수 있다. The bio information is obtained by the digital camera or the fingerprint sensor and then inserted with the first watermark. The watermark information may be an acquisition device name, an acquisition date, a serial number, or the like, and may be inserted by a unique key.
제1 워터마크가 삽입된 바이오 정보는 전송채널을 통해 바이오 정보 DB로 저장된다. 바이오정보 DB로 저장되기 전 전송채널에 대한 무결성은 제1 워터마크를 추출하여 확인한다. 또한, 바이오정보 DB로부터 다른 곳으로 바이오 정보가 배포될 때 제1 워터마크를 다시 추출하여 바이오정보 DB내의 무결성을 점검할 수 있다.The bio information in which the first watermark is inserted is stored in the bio information DB through a transmission channel. The integrity of the transmission channel before being stored in the bio information DB is checked by extracting the first watermark. In addition, when the bio information is distributed from the bio information DB to another place, the first watermark may be extracted again to check the integrity in the bio information DB.
(제2 실시예)(2nd Example)
도 2는 제2 실시예에 따른 워터마크를 이용한 바이오정보 보호방법에서 워터마크의 삽입 과정도이다.2 is a diagram illustrating a process of embedding a watermark in the bioinformation protection method using the watermark according to the second embodiment.
예를 들어, 삽입될 워터마크는 CRC(Cyclic Redundancy Check) 16비트와 함께 일정크기의 2차원 랜덤신호로 변환된다. 이 신호의 값은 {+1, -1}이다. 이 신호는 바이오 이미지의 크기에 비례하여 타일링(tiling)을 통해 반복 배치된다. For example, the watermark to be inserted is converted into a two-dimensional random signal having a constant size with 16 bits of cyclic redundancy check (CRC). The value of this signal is {+1, -1}. This signal is repeatedly arranged through tiling in proportion to the size of the bio-image.
다음으로 이미지를 저주파 대역 통과필터 후 에지디텍션(Edge detection) 필터를 사용해 에지(edge)를 추출한다. 또한, 각 픽셀 위치에서 3x3, 또는 5x5의 서브넷 마스크(subnet mask)를 이용하여 분산 값을 구한 후 식별(thresholding)을 통해 플랫(flat), 텍스쳐(texture) 영역을 구분한다. Next, the image is extracted using a low frequency band pass filter and then an edge detection filter. In addition, a variance value is obtained by using a subnet mask of 3x3 or 5x5 at each pixel position, and then a flat and texture area is distinguished through thresholding.
이는 이미지를 flat, edge, texture 영역으로 구분하여 flat과 edge 영역에서는 삽입 강도를 작게, texture 영역에서는 크게 설정하기 위해서다. 이를 통해 인간시각시스템(HVS : Human Visual System)이 구현될 수 있다.This is because the image is divided into flat, edge, and texture areas so that the insertion strength is small in the flat and edge areas and large in the texture area. Through this, a human visual system (HVS) may be implemented.
최종적으로 삽입 강도에 따라 워터마크 신호가 이미지에 더해진다. Finally, the watermark signal is added to the image according to the insertion strength.
워터마크의 추출은 예를 들어, 워터마크 된 이미지에서 위너필터(Wiener Filter)을 이용하여 워터마크를 추정한다. 추정된 워터마크 신호는 상관계수(cross-correlation)함수를 사용하여 삽입된 워터마크와 비교되어 최종적으로 삽입 워터마크를 추출한다. 추출된 워터마크에서 CRC 값이 추출되고, 추출된 워터마크로부터 계산된 CRC 값과 비교하여 같으면 워터마크가 추출된 것이라 간주할 수 있다. Extracting the watermark, for example, estimates the watermark using a Wiener filter in the watermarked image. The estimated watermark signal is compared with the embedded watermark using a cross-correlation function to finally extract the embedded watermark. If the CRC value is extracted from the extracted watermark and compared with the CRC value calculated from the extracted watermark, the watermark may be regarded as extracted.
(제3 실시예)(Third Embodiment)
제3 실시예는 무결성 검증을 위한 최적 삽입강도 추정 방법에 대한 것이다.The third embodiment relates to a method of estimating the optimal insertion strength for integrity verification.
상기 최적 강도는 워터마크 신호의 전체적인 삽입 강도를 나타낸다. 바이오 이미지는 JPEG, WSQ 같이 각각의 압축포맷형태로 저장된다. The optimal intensity represents the overall insertion strength of the watermark signal. Bio-images are stored in their respective compressed formats, such as JPEG and WSQ.
무결성을 검사하기 위한 워터마크는 일반적으로 아주 약하게 삽입되나, 이런 경우 압축을 하게 되면 삽입된 워터마크가 지워져 버려 무결성을 확인할 수 있는 방법이 없다. 따라서 압축 상태에서는 검출 가능하고 위,변조를 위한 잘림 처리 등에서는 검출이 불가능한 최적의 삽입 강도를 찾아야 한다. Watermarks to check the integrity are generally inserted very weakly. In this case, the compressed watermark is erased when compressed, so there is no way to verify the integrity. Therefore, it is necessary to find the optimum insertion strength that can be detected in the compressed state and not detectable in the forgery and the truncation treatment for modulation.
실시예는 작은 강도로부터 삽입, 추출을 반복해 검증해 봄으로써 최적 강도를 추정하는 방법을 제안한다.The embodiment proposes a method of estimating the optimal intensity by repeatedly verifying the insertion and extraction from the small intensity.
도 3은 제3 실시예에 따른 워터마크를 이용한 바이오정보 보호방법에서 무결성 검증을 위한 최적강도 추정 방법의 순서도이다.3 is a flowchart illustrating a method for estimating the optimal strength for integrity verification in the bio information protection method using the watermark according to the third embodiment.
예를 들어, 삽입 강도의 초기값은 강도 세팅 범위 중 가장 작은 값일 수 있다. 예를 들어, 삽입강도의 범위가 1 ~ 20이라면 초기 값은 1이다. 세팅된 삽입 강 도로 워터마크를 삽입한 후 각각의 압축 포맷으로 저장한 다음 다시 추출한다. 추출이 실패하면 다시 삽입 강도를 예들 들어, 1단계 증가시켜 다시 워터마크를 삽입하고, 추출이 성공하면 세팅된 삽입 강도를 워터마크 삽입 강도로 사용한다. For example, the initial value of the insertion strength may be the smallest value of the intensity setting range. For example, if the insertion strength ranges from 1 to 20, the initial value is 1. Insert a watermark with the set insertion strength, save it in each compression format, and then extract it again. If the extraction fails, the insertion strength is increased again, for example, by one step, and the watermark is inserted again. If the extraction is successful, the set insertion strength is used as the watermark insertion strength.
위 방법으로 설정된 삽입 강도는 압축에만 강인한 최소의 삽입강도가 된다. 만약 위, 변조를 위해 압축된 이미지를 자르거나 일부분을 다른 이미지로 대치(replacement)한다면 워터마크가 압축에만 견디도록 최소로 삽입되어 있기 때문에 검출이 실패하게 되어 위, 변조 여부를 검증할 수 있다.The insertion strength set by the above method is the minimum insertion strength that is robust only to compression. If the cropped image is replaced or replaced with another image for modulation, the watermark is minimally inserted to endure only compression, and thus detection fails, thereby verifying whether the modulation is performed.
압축의 형태는 지문이미지의 경우 WSQ, 얼굴이미지의 경우 JPEG이다. 시나리오(혹은 시스템)에 따라 각기 다른 압축비가 정해질 수 있으며 이에 따라 삽입 강도도 제안한 방법에 의거하여 다르게 정해질 수 있다.The type of compression is WSQ for fingerprint images and JPEG for face images. Different compression ratios can be determined depending on the scenario (or system), and accordingly, the insertion strength can be determined differently based on the proposed method.
(제4 실시예)(Example 4)
바이오정보 DB에 저장된 바이오 정보는 다시 그 필요성에 따라 여러 기관으로 재배포가 가능하다. 하지만 재배포된 바이오 정보는 불법으로 유출될 확률이 높다. 따라서 각 기관에 배포되기 전 기관 고유의 정보가 제2 워터마크로 다시 삽입될 수 있다.The bioinformation stored in the bioinformation DB can be redistributed to various institutions depending on the necessity. However, redistributed bioinformation is likely to be leaked illegally. Therefore, the institution-specific information can be reinserted into the second watermark before being distributed to each institution.
도 4는 제4 실시예에 따른 워터마크를 이용한 바이오정보 보호방법에서 불법유출점을 역추적하기 위한 시나리오이다. 4 is a scenario for backtracking an illegal leak point in a bio information protection method using a watermark according to a fourth embodiment.
바이오 정보가 재배포될 기관을 N개라 가정하면 각 기관별 제2 워터마크 삽입을 위한 고유한 키가 존재하면 이 키에 의해 생성된 랜덤 신호가 제2 워터마크로 삽입될 수 있다.Assuming that there are N institutions to be redistributed with bioinformation, if a unique key for inserting a second watermark for each institution exists, a random signal generated by the key may be inserted into the second watermark.
추후에 불법배포가 의심되는 바이오 정보가 있을 때 제2 워터마크의 추출하여 어느 기관에서 유출되었는지 역추적한다. 각 기관은 고유의 키값을 가지므로 삽입 시 사용했던 N개의 키로 추출을 시도하여 성공하는 키에 의해 유포 기관을 알아낼 수 있다.When there is bio information suspected of illegal distribution in the future, the second watermark is extracted and traced back from which institution. Each authority has its own key value, so you can try to extract the N keys that were used at insertion time and find out the distributing engine by the successful key.
제4 실시예는 종래기술과 달리 2차 워터마크의 내용을 배포하고자 하는 기관의 고유번호 등으로 정하고 바이오정보 DB내의 바이오 정보에 대해 우선 1차 워터마크로 무결성을 검증한 상태에서 2차 워터마크를 삽입한 후 배포하는 시나리오이다. 상기 2차 워터마크는 일정 크기의 기관 고유번호이거나 혹은 공모를 고려한 공모보안코드 등이 될 수 있다. In the fourth embodiment, unlike the prior art, the second watermark is defined as the unique number of the institution to which the contents of the second watermark are distributed, and the integrity of the bioinformation in the bioinformation DB is first verified with the first watermark. This is a scenario to insert and deploy. The secondary watermark may be an institution unique number having a predetermined size or a competition security code in consideration of the competition.
(제5 실시예)(Example 5)
제5 실시예는 불법유출점 역추적을 위한 삽입 강도 추정 방법이다. 제5 실시예는 상기 제4 실시예에 적용될 수 있다.The fifth embodiment is a method of estimating insertion strength for backtracking illegal spill points. The fifth embodiment can be applied to the fourth embodiment.
역추적을 하기 위해서는 바이오 DB에서 바이오정보가 배포되기 전 각 배포기관에 대한 정보가 제2 워터마크로 삽입된다. 삽입과 추출과정은 상기 제2 실시예를 채용할 수 있다.In order to trace back, information about each distribution institution is inserted as a second watermark before bio information is distributed in the bio DB. The insertion and extraction process may employ the second embodiment.
역추적을 위한 제2 워터마크는 모든 처리에 견고하도록 강인하게 삽입해야 한다. 하지만 아주 큰 삽입 강도는 이미지의 품질을 떨어뜨리므로 품질을 어느 기준으로 유지하면서 강인한 삽입 강도를 찾아야 한다. The second watermark for backtracking should be firmly inserted to be robust to all processing. However, very large insertion strength degrades the quality of the image, so it is necessary to find a strong insertion strength while maintaining the quality as a standard.
도 5는 제5 실시예에 따른 워터마크를 이용한 바이오정보 보호방법에서 역추적을 위한 최적 삽입 강도 추정방법의 순서도이다.FIG. 5 is a flowchart illustrating a method of estimating an optimal insertion strength for backtracking in a bio information protection method using a watermark according to a fifth embodiment.
이미지 품질을 평가하는 척도로 원본과의 MSE(Mean Square Error)나 PSNR(Peak Signal-to-Ratio)값들이 이용될 수 있다. 즉, 초기값으로 삽입 강도를 주어진 범위에서 최대값으로 세팅하고 제2 워터마크를 삽입한다. 이를 압축하여 저장한 후 제2 워터마크가 추출 가능한지 확인한다. 또한 이미지 품질이 주어진 기준에 만족하는지 함께 확인한다. Mean square error (MSE) or peak signal-to-ratio (PSNR) values with the original may be used as a measure of image quality. That is, the insertion strength is set to the maximum value in the given range as the initial value and the second watermark is inserted. After compressing and storing it, it is checked whether the second watermark can be extracted. It also checks if the image quality satisfies the given criteria.
두 조건이 만족하면 세팅된 삽입 강도를 추정된 워터마크 삽입 강도로 간주하고 만족하지 않으면 삽입강도를 줄여 이 과정을 다시 반복한다.If the two conditions are satisfied, the set insertion strength is regarded as the estimated watermark insertion strength, and if it is not satisfied, the process is repeated again by reducing the insertion strength.
위와 같은 추정 방법은 주어진 이미지 품질을 만족하면서 최대로 강인하게 워터마크를 삽입할 수 있도록 해 준다.The estimation method as described above allows the watermark to be inserted most robustly while satisfying the given image quality.
상기 역추적을 위한 최적 삽입강도 추정 방법은 모든 단위블록마다 실시할 수 있다. 즉, 실시예에서 제2 워터마크 삽입은 단위블록 단위로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 바이오 이미지의 크기가 256x256이고, 단위블록의 크기가 128x128이면 크기에 비례해 4번 반복해서 삽입된다. 다만, 각 삽입되는 단위블록의 삽입강도는 블록마다 매번 추정된다.The optimal insertion strength estimation method for the backtracking may be performed for every unit block. That is, in the embodiment, the second watermark embedding may be performed in unit block units. For example, if the size of a bio image is 256x256 and the size of a unit block is 128x128, it is inserted four times in proportion to the size. However, the insertion strength of each inserted unit block is estimated for each block.
각 블록마다 삽입강도는 같을 수도 있고 다를 수도 있다. 이는 위, 변조가 부분적으로 이루어질 경우 어느 부분에서 일어나는지 알 수 있게 해 준다.The insertion strength may be the same or different for each block. This makes it possible to know where the modulation occurs, in part, if it is made partially.
본 발명은 기재된 실시예 및 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 청구항의 권리범위에 속하는 범위 안에서 다양한 다른 실시예가 가능하다.The present invention is not limited to the described embodiments and drawings, and various other embodiments are possible within the scope of the claims.
도 1은 제1 실시예에 따른 워터마크를 이용한 바이오정보 보호방법에서 워터마킹을 이용한 바이오정보 보안 시나리오.1 is a bioinformation security scenario using watermarking in the bioinformation protection method using a watermark according to the first embodiment.
도 2는 제2 실시예에 따른 워터마크를 이용한 바이오정보 보호방법에서 워터마크의 삽입 과정도.2 is a process of inserting a watermark in the bioinformation protection method using the watermark according to the second embodiment;
도 3은 제3 실시예에 따른 워터마크를 이용한 바이오정보 보호방법에서 무결성 검증을 위한 최적강도 추정 방법의 순서도.3 is a flow chart of a method for estimating optimal strength for integrity verification in a bio information protection method using a watermark according to a third embodiment;
도 4는 제4 실시예에 따른 워터마크를 이용한 바이오정보 보호방법에서 불법유출점을 역추적하기 위한 시나리오. 4 is a scenario for backtracking an illegal spill point in a bioinformation protection method using a watermark according to a fourth embodiment.
도 5는 제5 실시예에 따른 워터마크를 이용한 바이오정보 보호방법에서 역추적을 위한 최적 삽입 강도 추정방법의 순서도.FIG. 5 is a flowchart illustrating a method of estimating an optimal insertion strength for backtracking in a bio information protection method using a watermark according to a fifth embodiment; FIG.
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|---|---|---|---|
| KR1020080079917A KR100902490B1 (en) | 2008-08-14 | 2008-08-14 | Method for protecting bio information using watermark |
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8745399B2 (en) | 2009-12-11 | 2014-06-03 | Electronics And Telecommunications Research Institute | Method for sharing and updating key using watermark |
| CN108268757A (en) * | 2016-12-30 | 2018-07-10 | 中移（杭州）信息技术有限公司 | A kind of database identity identifying method and device based on digital watermarking |
| KR20200121638A (en) | 2019-04-16 | 2020-10-26 | 숭실대학교산학협력단 | Method for embeding and extracting watermark in biomedical image, device and computer readable medium for performing the method |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100757393B1 (en) | 2006-08-22 | 2007-09-11 | (주)와우소프트 | Printerchaser |
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2008
- 2008-08-14 KR KR1020080079917A patent/KR100902490B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (1)
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8745399B2 (en) | 2009-12-11 | 2014-06-03 | Electronics And Telecommunications Research Institute | Method for sharing and updating key using watermark |
| CN108268757A (en) * | 2016-12-30 | 2018-07-10 | 中移（杭州）信息技术有限公司 | A kind of database identity identifying method and device based on digital watermarking |
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