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Geheimtinte: Wasserzeichen in Bildern

Unsichtbare Wasserzeichen verstecken Copyright-Informationen oder Identifikationsnummern in digitalen Bildern und helfen somit dem Urheber, unerlaubte Kopien aufzuspüren. Doch nicht jedes Wasserzeichen hält, was es verspricht.

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Das Markieren von Eigentum hat eine lange Tradition: Herdentieren verpasst man ein Brandzeichen, Autos ein Wunschnummernschild, Lebensabschnittsgefährten ein Namens-Tattoo und Liegestühle reserviert man morgens gleich mit seinem Handtuch. Für Bilder gibt es Wasserzeichen, wobei man die sichtbaren in ihrer Wirkung ungefähr mit einem Ganzkörper-Brandzeichen vergleichen kann. Damit lässt sich jede beliebige Copyright-Info unmissverständlich großflächig ins Bild einbrennen. Das Werk selbst degradiert diese Behandlung allerdings zum reinen Demomaterial – ähnlich schlecht dürften sich mit dem Logo des Kuhbesitzers verunzierte Lederjacken verkaufen. So erfanden die Software-Firmen das für die menschliche Wahrnehmung unsichtbare Wasserzeichen, welches digitale Kunst nicht nur dauerhaft markieren, sondern auch für Kunden mit hohen Ansprüchen und kritischem Blick nutzbar erhalten soll.

In der Regel kann man Bilder mit einer unverwechselbaren ID oder auch Copyright-Informationen wie dem Namen und der Kontaktadresse des Urhebers versehen – allerdings nicht in beliebigem Maße: Je mehr Informationen man unterbringt, desto stärker wird das Bild verfremdet und desto fragiler die Markierung. Auf diese in den Pixeln verborgenen, kodierten Textinformationen kann man einen spezialisierten Web- Crawler ansetzen und so zumindest die im Internet ohne Zugriffskontrolle veröffentlichten Werke aufspüren. Solche Suchdienste bieten die Hersteller der Wasserzeichensoftware häufig gleich mit an.

Die Einsatzgebiete sind vielfältig: Nicht nur die klassische Klientel – Fotografen und Bildagenturen – versucht damit die unkontrollierte Verbreitung ihrer digitalen Schöpfungen zu verhindern. Markenhersteller beispielsweise möchten ihre aufwendig produzierten Produktfotos schützen: Laut Sven Friedrichs, Geschäftsführer des Online-Wasserzeichendienstes Photopatrol, würden Original-Produktfotos gerne vom Web-Auftritt des Herstellers kopiert, um Graumarkt-Online-Shops eine seriöse Fassade zu verpassen. In diesem Fall kommt es allerdings nicht so sehr darauf an, die ID zweifelsfrei auszulesen, sondern vielmehr die Abbildungen selbst aufzuspüren.

Anders bei der Prototypenentwicklung, die Fraunhofer-Experte Martin Steinebach als weiteres Beispiel für den Einsatz unsichtbarer Wasserzeichen anführt. Zur Begutachtung verschickte Fotos von Prototypen und neuen Produktdesigns würden häufig mit einer ID geimpft, um Fälle von Produktpiraterie aufzuklären – also denjenigen identifizieren zu können, der die vertraulichen Informationen weitergegeben hat. Wer Bilder wiederum vor unerlaubter Bearbeitung schützen möchte, bettet bewusst ein besonders fragiles Zeichen ein, das bei der geringsten Manipulation zusammenbricht.

Sichtbare Wasserzeichen (links) sehen häufig aus wie Text, sind aber überlagerte Bilder. Unsichtbare Wasserzeichen (rechts, per Differenzbild und extremen Kontrast verstärkt) sehen aus wie Bildrauschen, sind aber kodierter Text und lassen sich mit speziellen Suchmaschinen im Web aufspüren.

Das zur Identifizierung eingebettete Wasserzeichen muss einiges aushalten, und zwar sowohl versehentliche, bei der erlaubten Bildbe- und -verarbeitung unvermeidbare, als auch böswillige Attacken. Das Wasserzeichen muss sich also kaum wahrnehmbar in den Bildinformationen verstecken und gleichzeitig so robust sein, dass es Unbedarfte gar nicht und böse Buben nur unter höchsten Qualitätsverlusten entfernen können. Wie gut aktuelle Wasserzeichenverfahren den Spagat zwischen Bildqualität und Robustheit hinbekommen, haben wir an dem Bildbearbeitungs-Plug- in von Digimarc, Eikonamark 4.8 von Alpha Tec, Icemark 1.2 von Phibit Software, dem Webdienst Photopatrol sowie der Shareware SignMyImage 2.05 von ADP Tools überprüft.

Ein brauchbares Wasserzeichen sollte zumindest jenen Angriffen trotzen, die das Bild in nahezu gleichbleibender Qualität erhalten. Dazu gehören geringfügige geometrische Verzerrungen wie Drehen um kleine Winkel, moderates Skalieren oder der Einsatz eines fotografischen Filters zum Herausrechnen von Objektivverzeichnungen. Darüber hinaus sollten die Urheberinformationen auch leichte bis mittlere Formen der verlustbehafteten JPEG-Kompression überleben: Sicherlich hängt es immer vom Einsatzzweck und dem Anwender ab, welche Qualitätsverluste jeweils akzeptabel sind. Um einen Eindruck von der Qualität und Widerstandsfähigkeit der Wasserzeichen zu bekommen, haben wir eine kleine Auswahl von Bildern unterschiedlichen Charakters markiert und mit leichten Formen der oben genannten Bildbearbeitungsverfahren traktiert (siehe Tabelle) – auch einer Kombination mehrerer Filter und Operationen mussten die Kandidaten standhalten. Dabei haben wir darauf geachtet, unsere Testbilder in möglichst hoher Qualität zu erhalten. Getestet haben wir mit einem Porträt, einem Architekturfoto, in dem klare Linien dominieren, sowie einer detailreichen Naturaufnahme, jeweils in hoher (3800 × 2600) und niedriger Auflösung (800 × 600 Pixel). Wer mit extremen Kompressions- und Skalierungsfaktoren auf signierte Bilder schießt, kann sich zwar schnell über ein erlegtes Wasserzeichen freuen, über die unansehnlichen Überreste des Angriffs hingegen weniger.

Unser Anspruch war, herauszufinden, ob man die verräterischen IDs ohne Kenntnis des eingesetzten Verfahrens so schonend herausoperieren kann, dass vom relativ anspruchslosen Internet-Publishing bis hin zum großformatigen Druck alles möglich bleibt.