일반적으로 인쇄 문서의 위변조를 방지하기위해 복사방지마크와 이차원 바코드가 많이 사용되고 있다. 하지만 이차원 바코드는 복사 방지 마크와 분리 배치되어 있어 사본 구별이 시각적으로 힘들고, 스캐너로만 인식할 수 있다는 단점이 있다. 따라서 본 논문은 이차원 바코드에 워터마크를 삽입해 시각뿐만 아니라 스캐너로 정확하게 구분 할 수 있는 위변조방지기술에 대해 연구했다. 복사 방지마크는 디지털 입출력 장치의 저주파 필터 특성으로 인해 특정 패턴이 소실되거나 변형되는 것을 이용해 패턴으로 만들었다. 원본과 사본을 스캔한 이미지의 히스토그램을 분석을 통해 성능검증을 했다. 그리고 이차원 바코드를 웹캠이나 핸드폰 카메라로 인식한 인증키로 온라인 서버에 접속해 내용을 확인하는 시스템을 제안했다.
일반적으로 인쇄 문서의 위변조를 방지하기위해 복사방지마크와 이차원 바코드가 많이 사용되고 있다. 하지만 이차원 바코드는 복사 방지 마크와 분리 배치되어 있어 사본 구별이 시각적으로 힘들고, 스캐너로만 인식할 수 있다는 단점이 있다. 따라서 본 논문은 이차원 바코드에 워터마크를 삽입해 시각뿐만 아니라 스캐너로 정확하게 구분 할 수 있는 위변조방지기술에 대해 연구했다. 복사 방지마크는 디지털 입출력 장치의 저주파 필터 특성으로 인해 특정 패턴이 소실되거나 변형되는 것을 이용해 패턴으로 만들었다. 원본과 사본을 스캔한 이미지의 히스토그램을 분석을 통해 성능검증을 했다. 그리고 이차원 바코드를 웹캠이나 핸드폰 카메라로 인식한 인증키로 온라인 서버에 접속해 내용을 확인하는 시스템을 제안했다.
Generally, the copy protection mark and 2D bar-code techniques are widely used for forgery protection in printed public documents. But, it is hard to discriminate truth from the copy documents by using exisiting methods, because of that existing 2D-barcode is separated from the copy protection mark ...
Generally, the copy protection mark and 2D bar-code techniques are widely used for forgery protection in printed public documents. But, it is hard to discriminate truth from the copy documents by using exisiting methods, because of that existing 2D-barcode is separated from the copy protection mark and it can be only recognized by specified optical barcord scanner. Therefor, in this paper, we proposed the forgery protection tehchnique for discriminating truth from the copy document by using watermark inserted 2D-barcord, which can be accurately distinguished not only by naked eye, but also by scanner. The copy protection mark consists of deformed patterns that are caused by the lowpass filter characteristic of digital I/O device. From these, we verified the performance of the proposed techniques by applying the histogram analysis based on the original, copy, and scanned copy image of the printed documents. Also, we suggested 2D-barcord confirmation system which can be accessed through the online server by using certification key data which is detected by web-camera, cell phone camera.
Generally, the copy protection mark and 2D bar-code techniques are widely used for forgery protection in printed public documents. But, it is hard to discriminate truth from the copy documents by using exisiting methods, because of that existing 2D-barcode is separated from the copy protection mark and it can be only recognized by specified optical barcord scanner. Therefor, in this paper, we proposed the forgery protection tehchnique for discriminating truth from the copy document by using watermark inserted 2D-barcord, which can be accurately distinguished not only by naked eye, but also by scanner. The copy protection mark consists of deformed patterns that are caused by the lowpass filter characteristic of digital I/O device. From these, we verified the performance of the proposed techniques by applying the histogram analysis based on the original, copy, and scanned copy image of the printed documents. Also, we suggested 2D-barcord confirmation system which can be accessed through the online server by using certification key data which is detected by web-camera, cell phone camera.
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문제 정의
본 논문에서는 글자를 이차원 바코드에 삽입해 시각적으로 인식할 수 있게 하고, 스캐너로 스캐닝한 원본과 사본의 히스토그램 차이를 통해 복사 유무를 구별하는 위변조 시스템에 대해 연구했다. 이를 바탕으로 인증키를 이차원 바코드에 저장해 문서 위․변조를 방지하는 시스템을 제안했다.
가설 설정
3) 패턴-선택표의 XOR bit 인 15~12번 bit와 입력데이터를 XOR 연산하여 1차 변환한다.
제안 방법
(a)와 같이 ‘본’과 같은 글자를 삽입하고, 배경에도 워터 마크를 적용한 바코드 생성 방법을 제안했다.
600dpi에서 심볼과 배경에서 큰 효과를 나타낸 2개의 바코드 이미지를 선택 해 200dpi로 스캔 후 600dpi 실험과 같이 히스토그램으로 분석했다. 실험에 사용한 바코드 그림 11의 (c)와 그림 11의 (f)를 선택했다.
따라서 인증키를 이차원 바코드에 저장해 문서 발급하고, 온라인을 통해 문서 인증하는 시스템을 제안했다.
마지막으로 복사방지 마크가 적용된 바코드에 인증키를 저장해 문서를 발급하고 문서 인증하는 시스템을 제안했다.
삽입된 워터마크의 복사 방지 효과검증을 위해 원본이미 지와 사본이미지를 해상도 600dip에서 스캔한 후 특징을 그림 12와 같이 히스토그램을 통해 분석했다. 우선 특징을 살펴보면, 다음과 같다
이차원 바코드 이미지는 그림 11과 같이 가시성과 워터 마크 효과를 높이기 위해 심볼 모양과 색상이 다른 이미지를 만들어 사용했다. 실험은 복합기와 복사기에서 보편적으로 사용되는 해상도인 600dpi에서 워터마크 성능을 검증했다. 이 중에서 2개를 선택해 스캐너를 통한 빠른 데이터 처리와 복사방지마크의 검출 가능성을 200dpi 스캔 실험을 통해 확인했다.
암호화는 평문 중 일부를 선택해 배열로 만들어 XOR연을 한 후 패턴 코드표에 따라 재배치하는 방법을 사용했다. 선택된 비트는 XOR연산 후 코드표에 따라 값이 변환 된다.
이차원 바코드에 워터마크를 적용하고, 시각으로 확인하기 위해 ‘본’과 같은 글자를 삽입시스템을 제안했다. 워터 마크 성능을 히스토그램 분석을 통해 일반 프린터와 스캐너 에서 성능을 확인했다.
위 2가지 스캔과 프린터의 특성 실험을 통해 만든 4가지 심볼 패턴을 사용해 바코드 이미지를 생성했다. 시각적인 변화를 살펴보면 일반 이차원 바코드의 사본을 스캔한 이미 지(그림 2의 (d))는 원본을 스캔한 이미지(그림 2의 (c))보다 흐리게 나타났고, 보정한 사본 이미지(그림 2의 (e))는 레벨 값 조정만으로 원본과 비슷하게 복원 되었다.
실험은 복합기와 복사기에서 보편적으로 사용되는 해상도인 600dpi에서 워터마크 성능을 검증했다. 이 중에서 2개를 선택해 스캐너를 통한 빠른 데이터 처리와 복사방지마크의 검출 가능성을 200dpi 스캔 실험을 통해 확인했다.
본 논문에서는 글자를 이차원 바코드에 삽입해 시각적으로 인식할 수 있게 하고, 스캐너로 스캐닝한 원본과 사본의 히스토그램 차이를 통해 복사 유무를 구별하는 위변조 시스템에 대해 연구했다. 이를 바탕으로 인증키를 이차원 바코드에 저장해 문서 위․변조를 방지하는 시스템을 제안했다.
이를 해결하기 위해 일반 레이저 프린터와 스캐너에서 이차원 바코드에 복사방지마크 삽입해 시각적으로 확인을 하고, 정확한 확인을 위해서 핸드폰카메라나 스캐너를 사용 하는 위․변조 시스템을 제안했었다[3]. 그리고 심볼에 패턴을 삽입해 시스템으로 구현 했다.
이차원 바코드에 워터마크를 적용하고, 시각으로 확인하기 위해 ‘본’과 같은 글자를 삽입시스템을 제안했다.
실험에 사용한 바코드 그림 11의 (c)와 그림 11의 (f)를 선택했다. 추가적으로 보정 사본을 추가해 비교했다.
대상 데이터
생성된 바코드의 워터 마크 성능검증 실험은 HP사의 3970 스캐너와 laserjet 2300 레이저 프린터를 사용했다. 사본은 원본을 600dpi로 스캔 후 레이저 프린터로 수정 없이 출력한 사본과 레벨 값을 사용해 진하게 보정해 출력한 보정사본을 사용했다.
생성된 바코드의 워터 마크 성능검증 실험은 HP사의 3970 스캐너와 laserjet 2300 레이저 프린터를 사용했다. 사본은 원본을 600dpi로 스캔 후 레이저 프린터로 수정 없이 출력한 사본과 레벨 값을 사용해 진하게 보정해 출력한 보정사본을 사용했다.
워터마크는 스캐너의 특성을 이용해 사본과 원본사이에 차이가 발생하도록 Survival패턴과 Delete패턴을 만들어 사용했다. 그림 1과 같이 비스듬한 직선을 복사기나 스캐너로 스캔할 경우 CCD센서에 픽셀을 정확하게 매칭할 수 없어 불연속한 점이 나타난다.
이론/모형
또한 위조를 막기 위해서는 Survival패턴과 Delete패턴을 시각적으로 구별하기 힘들어야 한다. 이를 위해 시각 시스템이 두 물체사이를 구별하기 필요한 최소 차이를 설명한 JND(Just Noticeable Difference)를 이용했으며, 식 (1)과 같이 나타낸다.
성능/효과
1) 생성하는 암호문의 수는 ID bit로 표현 가능한 개수 내에서 생성 할 수 있다.
1) 암호문의 기본 구성은 Slice, Select bit이며, 2개 이상의 패턴으로 생성할 경우 만 ID가 추가된다.
2) 순서에 의해 암호화 되는 것이므로 사용자 또는 관리자가 Slice, Select bit, ID bit의 위치를 설정 할 수 있다. 그리고 패턴과 Slice의 bit 개수도 입력 데이터에 따라 자유롭게 설정할 수 있다.
3) 단, 패턴-선택표내에서는 전체 암호문 bit수와 할당된 ID, Select bit의 bit수는 같아야한다.
4) 그리고 동일한 패턴표 내에서는 Select bit와 ID bit 위치는 같고, Slice 순서와 크기는 틀려야한다.
5) 한 개 패턴으로 생성 할 경우 Code bit는 인접해도 상관없으나 나누어 배치하는 것을 권장한다.
두 번째로 사본이미지의 배경영역에서 효과가 크게 나타났다. 사본스캔에서 배경영역 230에서 250사이에 높게 나타나 원본과 큰 차이를 보였다.
특히 스캐너에서 배경영역의 히스토그램이 보정사본과 사본 스캔 이미지 에서 큰 변화 보였고, 시각적으로는 배경 노이즈가 증가하거나 패턴이 세로로 변형되었다. 따라서 복사 유무를 스캐너와 시각적으로 구별할 수 있음을 확인했다. 하지만 삽입된 글자의 가독성과 심볼영역에서의 효과는 개선이 필요하다.
이 같은 특성은 200dpi에서도 비슷하게 나타났다. 특히 스캐너에서 배경영역의 히스토그램이 보정사본과 사본 스캔 이미지 에서 큰 변화 보였고, 시각적으로는 배경 노이즈가 증가하거나 패턴이 세로로 변형되었다. 따라서 복사 유무를 스캐너와 시각적으로 구별할 수 있음을 확인했다.
후속연구
향후 과제에서는 스캐너를 통한 사본검출알고리즘을과 이차원 바코드 복호화를 프로그램으로 구현하고, 검증하는 실험이 필요하다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
이차원 바코드의 단점은?
일반적으로 인쇄 문서의 위변조를 방지하기위해 복사방지마크와 이차원 바코드가 많이 사용되고 있다. 하지만 이차원 바코드는 복사 방지 마크와 분리 배치되어 있어 사본 구별이 시각적으로 힘들고, 스캐너로만 인식할 수 있다는 단점이 있다. 따라서 본 논문은 이차원 바코드에 워터마크를 삽입해 시각뿐만 아니라 스캐너로 정확하게 구분 할 수 있는 위변조방지기술에 대해 연구했다.
인쇄 문서의 위변조를 방지하기 위해 무엇이 많이 사용되고 있는가?
일반적으로 인쇄 문서의 위변조를 방지하기위해 복사방지마크와 이차원 바코드가 많이 사용되고 있다. 하지만 이차원 바코드는 복사 방지 마크와 분리 배치되어 있어 사본 구별이 시각적으로 힘들고, 스캐너로만 인식할 수 있다는 단점이 있다.
복사방지마크가 어떠한 경우에 사본과 구분하기 힘든가?
복사방지마크는 시각적으로 문서의 복사 유무를 식별하고, 바코드를 통해 내용의 위·변조를 확인한다. 하지만, 정교하게 위조가 되었을 때 스캐너와 같은 장비가 없으면 시각적으로 판별하기 힘들고, 바코드만 복사할 경우 사본과 구분하기 힘들다[2].
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