Embedding Security Keys in Images Using Digital Watermarks

由於電腦與通訊網路的進步，使得電子文件交換、電子商務、隨選視訊、數位圖書館等數位服務廣為流行。由於數位化資料很容易被複製，所以需要能防止竊取或篡改的保護機制。數位浮水印技術為近年來新興的技術，它能將資訊隱藏於多媒體資料中用來宣告所有權、著作權或認證。 在我們的研究上，我們是使用通訊系統中的展頻通訊原理來實現數位浮水印。本文將數位浮水印系統比擬成通訊系統，原始媒體資訊(影像)之頻率域為傳輸通道，而浮水印資料為傳輸訊號，可能遇到的攻擊或破壞則視為通道雜訊[4][9]。 JPEG壓縮是現今普遍使用的壓縮格式，因它有著高壓縮特性，以及壓縮後影像品質仍很高，所以普遍被大眾使用。由於慢速跳頻展頻浮水印技術主要是設計對抗JPEG壓縮。在多重傳送(Multicast)的環境下，我們想在同一張影像中放入二個不同的資訊，以提升影像的安全性，在本論文中，我們利用慢速跳頻展頻技術提出雙浮水印的嵌入構想，將浮水印嵌入於不同的頻帶中，實現將二個重要的資訊嵌入於同一張影像。 本論文最後提出利用二張不同的量化表，可讓二組key順利且無干擾的嵌入於同一張影像中，實現利用影像浮水印嵌入安全金鑰。The advances of computers and communication networks make digital content service such as digital document exchange, E-commerce, video on demand, and digital library very popular. Since digital data can be easily reproduced without any loss, copyright protection becomes an imperative requirement to prevent piracy. Digital watermarking has been proposed as one of the techniques to prevent data piracy and plagiarism. Digital watermarking is a novel and emerging technology. It has developed very quickly for the past few years. A digital watermark is a set of information that is robustly and imperceptibly embedded in the data to be protected. Applications include copyright protection and authentication. In the thesis, we developed two watermarking techniques using spread-spectrum technique. We interpreted the watermarking technology based on communication theory. The watermark was the signal to be transmitted. The frequency domain of the original image was the transmission channel. The attacks were regarded as channel noise. JPEG compression is the most widely used image compression technique because of its high compression ratio and reasonable image quality. In the multicast environment, we wanted to embed two different information to increase the security of images. Here, we developed an embedding method to embed two watermarks in the different bands. We used two different quantization tables to embed two keys in the same image, and realize embedding security keys in images using digital watermarks.中文摘要......................................................I 英文摘要....................................................III 致謝.........................................................V 目錄........................................................VI 圖目錄.......................................................X 表目錄.....................................................XIV 第一章 緒論...................................................1 1.1 影像保密..............................................1 1.2 何謂數位浮水印........................................1 第二章 數位浮水印的背景.......................................4 2.1 數位浮水印的評估標準..................................4 2.2 數位浮水印架構........................................5 2.3 數位浮水印特性........................................7 2.3.1數位浮水印之種類.....................................7 2.3.2浮水印影像...........................................8 2.4 影像品質定義.........................................10 2.5 浮水印相似度衡量.....................................11 2.6 浮水印嵌入之領域.....................................13 2.6.1 嵌入浮水印於空間域...............................14 2.6.2 嵌入浮水印於頻率域...............................14 2.7 展頻通訊介紹與展頻數位浮水印研究方向.................16 2.7.1 跳頻展頻.........................................17 2.7.2 直接序列展頻.....................................19 2.8 展頻數位浮水印研究方向...............................21 第三章 多路徑數量量化器......................................22 3.1 多路徑數量量化器介紹.................................22 3.2 多路徑數量量化器的公式化與表示法.....................23 3.3 多路徑數量量化器失真問題.............................25 3.4 理想狀況的條件.......................................26 3.5 在多路徑數量量化器性能下的失真率範圍.................28 3.6 標籤指定.............................................30 3.6.1 標籤指定介紹.....................................30 3.6.2 設計好的標籤指定條件.............................30 3.6.3 修正的巢狀標籤指定...............................31 3.6.4 修正的線性標籤指定...............................33 3.6.5 MN和ML標籤指定特性比較...........................35 第四章 跳頻展頻與多路徑數量量化器於數位浮水印上的應用........36 4.1 前言.................................................36 4.2 快速跳頻展頻浮水印...................................36 4.3 慢速跳頻展頻浮水印...................................38 4.4 嵌入浮水印方法.......................................39 4.4.1 產生跳頻碼與建立慢速跳頻表.......................41 4.5 取出浮水印方法.......................................47 4.6 加入MDSQ的浮水印.....................................49 4.7 MDSQ解碼器應用於浮水印的問題.........................53 4.7.1 問題產生原因.....................................53 4.7.2 問題解決方式.....................................53 4.8 模擬結果.............................................55 第五章 雙浮水印嵌入的展頻浮水印架構..........................60 5.1 研究動機.............................................60 5.2 雙浮水印嵌入.........................................60 5.3 雙浮水印取出.........................................63 5.4 模擬結果.............................................63 第六章 利用影像浮水印嵌入安全金錀............................66 6.1 研究方向.............................................66 6.2 重新修改量化表.......................................67 6.3 模擬結果.............................................70 第七章 結論與未來工作........................................76 7.1 結論.................................................76 7.2 未來方向.............................................77 參考文獻.....................................................7

體育專業背景國中校長生涯轉換歷程之敘說研究

[[abstract]]A Narrative Research of Career Transition process of Sports professional backgrounds in Junior High School Principal January 2010 Graduate Student: Cheng-Yu Chih Advisor ：Li-Chien Shin Abstract The main purpose of this study is to understand the physical process of career transition professional background of principals, and principals of the road towards the key factor. The main research methods for the narrative research method, through story-telling way, so that study participants can return to their body, to re-discover a major event in career decision making process and the key factor. Based on three participants in narrative analysis, summarized conclusions of the study are as follows： First, the road heads towards the key factors: (1) personal aspirations and ideals (2) Self-Assessment and cognitive ability (3) Administrative experience the integrity and the work of thinking and attitude of (4) self-motivated and sophisticated ability-job training (5) The enthusiasm and dedication of the state of mind (6) interpersonal influence (7) significant influence of others (8) the impact the working environment (9) organizational functions impact (10) Personal exposure and visibility Second, principals should have the conditions and characteristics of sports people in line are: physical and mental health, moral good, stick to our principles, the main Dynamic positive, good communication, interpersonal relations, endure frustration, ability to be strong, there is affinity, optimistic attitude, Kennedy Yi's forces,enthusiasm, ability to reflect, there is play, not shirk their responsibilities.

Cellular electrophysiology of cardiac pacemaker channel-implications on novel drug and gene therapies development

published_or_final_versionMedicineDoctoralDoctor of Philosoph

我國參加2004年第一屆國際國中學生科學奧林匹亞競賽紀實

[[issue]]276

福島原発事故により放出された不溶性粒子に含まれるプルトニウムの定量

【緒言】Puは原子力災害において最も注目される放射性核種の一つであり、2011年に起こった福島原発事故後にもPuの調査が行われている。Puは環境中には本事故前からグローバルフォールアウト（GF）由来のPuが存在している。本事故でのPuの放出量は極めて少ないために[1]、GF由来のPuの影響が大きく、本事故による汚染の正確な評価は困難である。本事故のみの寄与を明らかにするために、これまで核実験や原発事故毎に異なる同位体比を示すPuに注目した分析が行われてきたが、実際にその多くは同位体比がばらつき、GFによる影響を受けていることがわかっている。本事故では、SiO2の母材に放射性 Cs が濃集した水に不溶な粒子（不溶性粒子）が放出されたことが知られている[2]。不溶性粒子は放出時の状態を保持しており、環境からの汚染を受けていないと考えられる。したがって不溶性粒子のPuを分析することにより、GFの影響を受けにくい本事故由来のPu同位体比を得ることが期待される。また粒子内のPu量は、粒子生成時における炉内環境の解明に繋がると期待される。【実験】本研究では、放射化学的手法とICP-MS質量分析により、不溶性粒子からのPuの定量を行った。具体的には、福島県双葉町と大熊町で発見された不溶性粒子をアルカリ溶融により溶液化し[3]、TEVA,UTEVA,DGAレジンを用いたカラム分離を行い、Puの分離を行った[4]。分離溶液について、SF-ICP-MSにより質量数が239,240,241の領域を測定することにより、Pu同位体（239Pu,240Pu,241Pu）を定量した[5]。【結果と考察】4個の不溶性粒子の分析を行った結果、3つの粒子でPuが検出され、同位体比は、240Pu/239Puで0.330~0.415、241Pu/239Puで0.161~0.178が得られた。これはGF由来の値よりも大きく、福島原発の炉内インベントリーの計算値[6]やこれまで報告されている福島原発施設付近で採取された、落ち葉などの一部の環境試料の値[1]と良い一致を示していることがわかった。不溶性粒子に含まれるPuの量は、239+240Pu/137Csで10-8のオーダーであったが、由来とする原子炉が異なる粒子同士で差があることが分かった[7]。講演では分析した粒子ごとのPu同位体比の詳細や、不溶性粒子に含まれるPuの量から予想される粒子生成過程について議論する。【参考文献[1] J. Zheng et al, Sci. Rep. (2012) 2, 0304. [2] K. Adachi et al., Sci. Rep. (2013) 3, 2554. [3] Z. Zhang et al., Environ. Sci. Technol. (2019) 53, 10, 5868-5876. [4] Z. Wang et al., Anal. Chem. (2017) 89, 2221-2226 [5] J. Zheng et al, J. Nucl. Radiochem. Sci. (2015) 1, 7-13. [6] K. Nishihara et al., JAEA-Data/code. (2012) 2012-018, 65-117. [7] J. Igarashi et al., Sci. Rep. in press日本放射化学会第63回討論会(2019

福島原発事故により放出された不溶性粒子のプルトニウム同位体比

Puは化学的毒性が強く原子力施設等事故において最も注目される放射性核種の一つであり、2011年に起こった福島原発事故後にもPuの汚染調査が行われている。環境中には本事故前から大気核実験によるグローバルフォールアウト（GF）由来のPuが存在している。本事故でのPuの放出量は極めて少ないために[1]、GF由来のPuの影響が大きく、本事故による汚染の正確な評価は困難な状況にある。本事故のみの寄与を明らかにするために、これまで核実験や原発事故ごとに異なる値を取るPu同位体比に注目した分析が行われてきたが、実際にその多くはGFによる影響を受けて同位体比が大きくばらついていることが報告されている[2]。一方で本事故ではSiO2の母材に放射性 Cs が濃集した水に不溶な粒子（不溶性粒子）が放出されたことが知られている[3]。不溶性粒子は放出時の物理化学状態を保持しており、原子炉から放出後に環境からの汚染を受けないと考えられる。したがって不溶性粒子のPuを分析することにより、GFの影響を受けていない本事故由来のPu同位体比を得ることが期待される。134Cs/137Csから1号機から放出されたと推測された、合計6個の不溶性粒子についてPu同位体が定量できた。同位体比の平均値を求めると、240Pu/239Puで0.383±0.019、241Pu/239Puで0.171±0.012となり、各々の炉内インベントリー計算値は0.320~0.356および0.183~0.192 [7]で、少しずれる傾向が見られた。福島原発付近の環境試料のPu同位体と比較を行うと、土壌はGFの値（0.180および0.00194）[8]に近い同位体比を持つ試料が多く存在し、GFの影響を強く受けていることがわかった。黒い物質や植物では、粒子の平均値と良く一致した同位体比を持つものが存在した。落ち葉の同位体比は粒子の平均値よりも低くGFの値よりも大きかったため、粒子が放出された1号機とは別の原子炉からのPu汚染の影響を受けている可能性が示唆された。日本放射化学会第64回討論会(2020

福島原発事故により放出されたタイプの異なる不溶性粒子の Sr,Pu 分析

【序論】福島原発事故では SiO2 の母材に高濃度の放射性 Cs を含んだ不溶性の微粒子（以下、不溶性粒子）が放出された。これまでに形態や組成元素、放出元の原子炉がそれぞれ異なる、複数の種類の不溶性粒子の存在が指摘されている[1,2,3]。これらの粒子は不溶性であることから放出時の物理化学状態を保持していると考えられ、粒子の分析から事故時の炉内環境についての情報を得ることができると期待される。燃料内に存在する核種の中で Sr や Pu は、Cs よりも揮発性の低い元素であり、これらの核種は炉内の酸化還元雰囲気の違いに応じて変化する各化学状態により揮発性が変化する性質が知られている[4,5]。したがって不溶性粒子に含まれる Sr,Pu を定量することで、粒子生成時における炉内温度や酸化還元雰囲気などの知見が得られる。また Pu を定量することで、由来ごとに異なる同位体比の決定が可能である。福島原発事故により放出された Pu はその量と同位体比の調査が行われてきているが、土壌などの環境試料から定量された Pu は事故による放出量が少ないために、事故前から存在するグローバルフォールアウトの影響が混合して値が大きくばらついていることが報告されている [6]。本研究では放出時の状態を保持した不溶性粒子の分析を行い、Sr の存在量から各原子炉における粒子生成時の炉内環境について考察した。さらに Pu の定量を行い、同様の炉内環境についての情報を得るだけでなく、グローバルフォールアウトの影響のない福島原発事故由来のPu のみを分析することで、福島原発事故由来の Pu 同位体比を決定した[7]。【実験】本研究では Cs の放射能比から 1 号機由来と 2 号機または 3 号機由来であると推測されたそれぞれ種類の異なる不溶性粒子について、放射化学的手法と ICP-MS 分析により Sr,Pu の定量を行った。具体的にはアルカリ溶融により粒子を溶液化し、Sr-Rad disk により Sr を分離し液体シンチレーションカウンタによって 90Sr を定量した[3]。Sr-Rad disk を通過した溶液成分について、さらにレジンを用いたクロマトグラフィー実験により Pu を濃縮し、SF-ICP-MS によって Pu (239Pu, 240Pu)を定量した[8]。【結果と考察】不溶性粒子から定量された Pu 同位体比（240Pu/239Pu）は 0.3~0.4 程度であり、炉内のインベントリー計算値[9]や、落ち葉などの一部の環境試料の値[6]と良い一致を示していた。不溶性粒子に含まれる Sr,Pu 量については、1 号機由来の不溶性粒子では 90Sr/137Cs と 239+240Pu/137Cs の値がそれぞれ 10e-4~10e-3,10e-8~1e0-7 であった。一方で 2 号機または 3 号機由来の不溶性粒子では、90Sr/137Cs の値は 1 号機由来の粒子と同程度であったが、239+240Pu/137Cs の値については 1 号機由来の粒子よりも低いものが存在し、粒子の種類で違いが現れることがわかった。講演では不溶性粒子の Pu 同位体比の詳細や各種類の不溶性粒子に含まれる Sr,Pu 量から予想される不溶性粒子の生成過程について議論する。【参考文献】[1] K. Adachi et al., Sci. Rep. (2013) 3, 2554. [2] Y. Satou et al. Geochem. J. (2018) 52, 0514. [3] Z. Zhang et al., Environ. Sci. Technol. (2019) 53, 10, 5868-5876. [4] Y. Pontillon et al. Nucl. Eng. and Design. (2010) 240, 1853-1866. [5] S. Miwa et al. Nucl. Eng. and Design. (2018) 326, 143-149. [6] J. Zheng et al, Sci. Rep. (2012) 2, 0304. [7] J. Igarashi et al., Sci. Rep. (2019) 9, 11807. [8] Z. Wang et al., Anal. Chem. (2017) 89, 2221-2226. [9] K. Nishihara et al., JAEA-Data/code. (2012) 2012-018, 65-117