Robust invisible watermarking schemes aim to embed hidden information into images such that the watermark survives common manipulations. However, powerful diffusion-based image generation and editing techniques now pose a new threat to these watermarks. In this paper, we present a comprehensive theoretical and empirical analysis demonstrating that diffusion models can effectively erase robust watermarks even when those watermarks were designed to withstand conventional distortions. We show that a diffusion-driven image regeneration process, which leverages generative models to recreate an image, can remove embedded watermarks while preserving the image's perceptual content. Furthermore, we introduce a guided diffusion-based attack that explicitly targets the embedded watermark signal during generation, significantly degrading watermark detectability. Theoretically, we prove that as an image undergoes sufficient diffusion transformations, the mutual information between the watermarked image and the hidden payload approaches zero, leading to inevitable decoding failure. Experimentally, we evaluate multiple state-of-the-art watermarking methods (including deep learning-based schemes like StegaStamp, TrustMark, and VINE) and demonstrate that diffusion edits yield near-zero watermark recovery rates after attack, while maintaining high visual fidelity of the regenerated images. Our findings reveal a fundamental vulnerability in current robust watermarking techniques against generative model-based edits, underscoring the need for new strategies to ensure watermark resilience in the era of powerful diffusion models.


翻译:鲁棒性不可见水印方案旨在将隐藏信息嵌入图像中,使得水印能够经受常见的图像处理操作。然而,当前强大的基于扩散的图像生成与编辑技术对这些水印构成了新的威胁。本文通过全面的理论与实证分析证明,扩散模型能够有效擦除鲁棒水印,即使这些水印原本设计用于抵抗传统失真。我们表明,一种利用生成模型重建图像的扩散驱动图像再生过程,可以在保持图像感知内容的同时移除嵌入的水印。此外,我们提出一种基于引导扩散的攻击方法,该攻击在生成过程中显式针对嵌入的水印信号,从而显著降低水印的可检测性。理论上,我们证明当图像经历充分的扩散变换时,含水印图像与隐藏载荷之间的互信息趋近于零,从而导致不可避免的解码失败。实验上,我们评估了多种先进的水印方法(包括基于深度学习的方案,如 StegaStamp、TrustMark 和 VINE),并证明经过扩散编辑攻击后,水印恢复率接近零,同时再生图像保持较高的视觉保真度。我们的研究揭示了当前鲁棒水印技术在面对基于生成模型的编辑时存在根本性脆弱点,这强调了在强大扩散模型时代需要新的策略以确保水印的鲁棒性。

0
下载
关闭预览

相关内容

面向低光照图像增强的扩散模型
专知会员服务
15+阅读 · 2025年10月11日
面向 AI 生成图像的安全与鲁棒水印:全面综述
专知会员服务
14+阅读 · 2025年10月6日
扩散模型时代的可视水印:进展与挑战
专知会员服务
7+阅读 · 2025年5月17日
《扩散模型图像编辑》综述
专知会员服务
28+阅读 · 2024年2月28日
专知会员服务
28+阅读 · 2021年7月16日
读者来稿 | 有效遮挡检测的鲁棒人脸识别
计算机视觉战队
19+阅读 · 2019年3月28日
CVPR 2019 | 无监督领域特定单图像去模糊
PaperWeekly
14+阅读 · 2019年3月20日
用缩放CNN消除反卷积带来的棋盘伪影
论智
19+阅读 · 2018年10月30日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
5+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
8+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
VIP会员
最新内容
《图世界模型:概念、分类体系与未来方向》
专知会员服务
0+阅读 · 今天14:38
Palantir AIP平台:连接智能体与决策
专知会员服务
7+阅读 · 今天1:22
《美海军软件测试战略》90页slides
专知会员服务
7+阅读 · 今天1:00
面向具身智能与机器人仿真的三维生成:综述
专知会员服务
8+阅读 · 4月30日
相关VIP内容
面向低光照图像增强的扩散模型
专知会员服务
15+阅读 · 2025年10月11日
面向 AI 生成图像的安全与鲁棒水印:全面综述
专知会员服务
14+阅读 · 2025年10月6日
扩散模型时代的可视水印:进展与挑战
专知会员服务
7+阅读 · 2025年5月17日
《扩散模型图像编辑》综述
专知会员服务
28+阅读 · 2024年2月28日
专知会员服务
28+阅读 · 2021年7月16日
相关基金
国家自然科学基金
0+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
5+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
8+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员