矢量地图脆弱水印算法的研究

来源 :哈尔滨工程大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:niitliu
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近年来随着数字地图测绘学科的飞速发展,数字矢量地图凭借其内容的丰富性和操作的便利性已经应用到军事测绘、GPS导航、海洋开发及数字化城市等众多领域。但是,矢量地图信息安全问题接踵而来,矢量地图的部分使用者希望在使用接收到的矢量地图前先进行内容真实性与完整性的认证。对此,如何最有效地对矢量地图进行内容认证,是国内外研究人员不懈的追求。脆弱水印技术成为了解决上述问题比较热门的选择,在目前国内外的研究中,大多数研究是将矢量地图上的特征进行分块或分组并嵌入脆弱水印,在水印检测阶段将篡改内容所在的组或块标记出来,以此实现良好的篡改定位精度。但是,在对特征的批量删除攻击下矢量地图有可能丢失整个特征组,这些按组进行内容认证的水印算法不能对这种篡改攻击进行有效的检测和标记。为了解决上述问题,本文提出了一种抗线状特征删除的矢量地图脆弱水印算法。在这个算法中,首先根据记录号将矢量地图的线状特征进行分组,标记每个特征的位置,并使用本文设计的特征组关联技术,将每个特征组的位置信息嵌入与其相邻的特征组中,接着使用对数极坐标变换法和折叠法构造散列函数来生成具有旋转、缩放和平移(RST)不变性的脆弱水印,再使用RST不变的脆弱水印嵌入算法将水印信息嵌入地图。在水印认证阶段,通过每个特征的位置标记和特征组的关联标记可以准确的识别原始地图特征的分组情况和丢失组的重要位置信息,再将提取的认证水印与重新生成的水印信息进行对比,以实现对篡改内容的精确定位。通过实验分析和对比,本文提出的脆弱水印算法具有良好的不可见性和较高的篡改定位精度,水印的嵌入对矢量地图内容的干扰较小,能够抵抗顶点或线状特征的增加、删除和修改操作以及特征重排和顶点反转攻击,在不破坏已有水印算法的RST不变性的基础上,对特征的批量删除操作进行有效的检测。
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