一种可识别修改类型的矢量地图水印方法技术

本发明专利技术公开了一种可识别修改类型的矢量地图水印方法，包括水印嵌入方法和水印检测方法；水印嵌入方法包括以下子步骤：步骤1.1：标识地物并分组；步骤1.2：生成并嵌入分组弱水印；步骤1.3：生成并嵌入地物弱水印；水印检测方法包括以下子步骤：步骤2.1：标识地物并分组；步骤2.2：检测分组弱水印；步骤2.3：检测地物弱水印；步骤2.4：定位修改并识别修改类型。本发明专利技术的技术方案创造性地提出，基于弱水印检测地物修改并识别修改类型。因此，本发明专利技术具有如下优点：1.具有良好的脆弱性；2.具有精细的检测粒度；3.具有识别攻击类型的能力。

【技术实现步骤摘要】
一种可识别修改类型的矢量地图水印方法
本专利技术属于信息安全
，涉及一种水印方法，尤其是涉及一种可识别修改类型的矢量地图水印方法。
技术介绍
地理信息系统(GeographicInformationSystem，GIS)在生活中的应用越来越普及与重要。例如，路径规划、车载导航、地籍管理、基于位置的服务等应用均需GIS系统的支持。矢量地图是GIS应用的基础，其获取、构建和维护是一项复杂、工作量巨大的工程，需耗费大量的物力和财力。为了节约成本，GIS应用提供商往往需租赁地理数据以支持服务。在此过程中，应用提供商需验证数据完整性以保证服务质量。数字水印是一种有效的数字数据完整性验证技术，它基于数据生成一个数据摘要，进而将此摘要以水印的形式嵌入至数据之中。检测时，检测算法除基于数据生成摘要外，同时从数据中检测嵌入时的摘要，进而比较此两个摘要以感知数据修改。目前，数字水印已经被广泛应用于各种多媒体数据的完整性验证，如音频文件、视频文件以及地理数据。然而，对矢量地图而言，目前的方法仅能定位修改，即地图中某部分地物遭受了增加、删除或修改攻击，却无法识别修改类型。
技术实现思路
本专利技术主要是解决现有方法所存在的上述技术问题，提供了一种可识别修改类型的矢量地图水印方法。采用的技术方案是：一种可识别修改类型的矢量地图水印方法，其特征在于：包括水印嵌入方法和水印检测方法；首先定义矢量地图VM＝{O1,O2,...,On}是一个包含n个地物的集合，每个地物Oi＝<p0,p1,...,pli-1>由一组li个有序顶点组成，每个顶点pj＝(xj,yj)由一对x坐标与y坐标标识；所述的每个地物Oi，均存在一个与其对应的转角函数的标准化积分值Ti可用于唯一标识该地物；定义bs(a),hb(a,b)与bit(a,b)分别返还(a)2的位数、(a)2中高于b的数位以及第b位，其中，b为制定数位，(a)2代表a的二进制数值；定义如果b≤bs(a),msb(a,b)返还(a)2的前b位，否则msb(a,b)返还(a)2||msb(a,b-bs(a))，其中，||代表字符串连接；基于上述定义，所述的水印嵌入方法包括以下子步骤：步骤1.1：标识地物并分组；步骤1.2：生成并嵌入分组弱水印；步骤1.3：生成并嵌入地物弱水印；基于上述定义，所述的水印检测方法包括以下子步骤：步骤2.1：标识地物并分组；步骤2.2：检测分组弱水印；步骤2.3：检测地物弱水印；步骤2.4：定位修改并识别修改类型。作为优选，步骤1.1中所述的标识地物并分组，其具体实现过程包括以下子步骤：步骤1.1.1：对地物Oi，求取地物标识idi：idi＝hb(Ti,γ)，其中γ为用户指定参数；步骤1.1.2：依据idi将地物划分至分组Gj：Gj＝H(idi||K)modg，其中H()为加密哈希函数，K为用户密钥，mod表示求余，g为分组数，由用户给定。作为优选，步骤1.2中所述的生成并嵌入分组弱水印，其具体实现过程包括以下子步骤：步骤1.2.1：根据步骤1.1所求取的地物分组，对每个分组求取分组种子Si：其中mi为组内地物数，idj≤idj+1；步骤1.2.2：对每个地物Oj∈Gi，生成该地物的分组水印步骤1.2.3：将的第k位嵌入至Oj的第k个顶点的x坐标之中，即，其中τ为地图的二进制精度位。作为优选，步骤1.3中所述的生成并嵌入地物弱水印，其具体实现过程包括以下子步骤：步骤1.3.1：对每个地物Oi，生成地物弱水印Wjo：步骤1.3.2：将Wjo的第k位嵌入至Oj的第k个顶点的y坐标之中，即，bit(yk,τ)＝bit(Wjo,k)。作为优选，步骤2.1中所述的标识地物并分组，其具体实现过程包括以下子步骤：步骤2.1.1：对地物Oi，求取地物标识idi：idi＝hb(Ti,γ)，其中γ为用户指定参数；步骤2.1.2：依据idi将地物划分至分组Gj：Gj＝H(idi||K)modg，其中H()为加密哈希函数，K为用户密钥，mod表示求余，g为分组数，由用户给定。作为优选，步骤2.2中所述的检测分组弱水印，其具体实现过程包括以下子步骤：步骤2.2.1：根据步骤2.1所求取的地物分组，对每个分组求取分组种子Si：其中mi为组内地物数，idj≤idj+1；步骤2.2.2：对每个地物Oj∈Gi，生成该地物的分组弱水印步骤2.2.3：定义检测分组弱水印为从Oj的第k个顶点的x坐标之中检测的第k位，即，步骤2.2.4：比较与若二者相同，则地物Oj的分组弱水印检测结果为True，否则为False。作为优选，步骤2.3中所述的检测地物弱水印，其具体实现过程包括以下子步骤：步骤2.3.1：对每个地物Oi，生成地物弱水印Wjo：步骤2.3.2：定义检测地物弱水印为Wjod，从Oj的第k个顶点的y坐标之中检测Wjod的第k位，即，bit(Wjod,k)＝bit(yk,τ)；步骤2.3.3：比较Wjo与Wjod，若二者相同，则地物Oj的地物弱水印检测结果Djo为True，否则Djo为False。作为优选，步骤2.4中所述的定位修改并识别修改类型，其具体实现过程为依据步骤2.2与步骤2.3中的检测结果，遭受了地物删除攻击的分组Gdel可定位为增加的地物Oadd可定位为其中，GTi＝{Oj|Oj∈Gi,voj＝True}，代表着地物水印检测结果为True的地物的集合；修改的地物Omod可定位为其中argG(Oi)返还Oi所在分组。本专利技术的技术方案创造性地提出，基于弱水印检测地物修改并识别修改类型。因此，本专利技术具有如下优点：1.具有良好的脆弱性；2.具有精细的检测粒度；3.具有识别攻击类型的能力。具体实施方式为了便于本领域普通技术人员理解和实施本专利技术，下面结合实施例对本专利技术作进一步的详细描述，应当理解，此处所描述的实施示例仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。本专利技术所采用的技术方案是：一种可识别修改类型的矢量地图水印方法，包括水印嵌入方法和水印检测方法；首先定义矢量地图VM＝{O1,O2,...,On}是一个包含n个地物的集合，每个地物Oi＝<p0,p1,...,pli-1>由一组li个有序顶点组成，每个顶点pj＝(xj,yj)由一对x坐标与y坐标标识；每个地物Oi，均存在一个与其对应的转角函数的标准化积分值Ti可用于唯一标识该地物；定义bs(a),hb(a,b)与bit(a,b)分别返还(a)2的位数、(a)2中高于b的数位以及第b位，其中，b为制定数位，(a)2代表a的二进制数值；定义如果b≤bs(a),msb(a,b)返还(a)2的前b位，否则msb(a,b)返还(a)2||msb(a,b-bs(a))，其中，||代表字符串连接；基于上述定义，水印嵌入方法包括以下子步骤：步骤1.1：标识地物并分组；其具体实现过程包括以下子步骤：步骤1.1.1：对地物Oi，求取地物标识idi：idi＝hb(Ti,γ)，其中γ为用户指定参数；步骤1.1.2：依据idi将地物划分至分组Gj：Gj＝H(idi||K)modg，其中H()为加密哈希函数，K为用户密钥，mod表示求余，g为分组数，由用户给定。步骤1.2：生成并嵌入分组弱水印；其具体实现过程包括以下子步骤：步骤1.2.1：根据本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可识别修改类型的矢量地图水印方法，其特征在于：包括水印嵌入方法和水印检测方法；首先定义矢量地图VM＝{O1,O2,...,On}是一个包含n个地物的集合，每个地物Oi＝<p0,p1,...,pli‑1>由一组li个有序顶点组成，每个顶点pj＝(xj,yj)由一对x坐标与y坐标标识；所述的每个地物Oi，均存在一个与其对应的转角函数的标准化积分值Ti可用于唯一标识该地物；定义bs(a),hb(a,b)与bit(a,b)分别返还(a)2的位数、(a)2中高于b的数位以及第b位，其中，b为制定数位，(a)2代表a的二进制数值；定义如果b≤bs(a),msb(a,b)返还(a)2的前b位，否则msb(a,b)返还(a)2||msb(a,b‑bs(a))，其中，||代表字符串连接；基于上述定义，所述的水印嵌入方法包括以下子步骤：步骤1.1：标识地物并分组；步骤1.2：生成并嵌入分组弱水印；步骤1.3：生成并嵌入地物弱水印；基于上述定义，所述的水印检测方法包括以下子步骤：步骤2.1：标识地物并分组；步骤2.2：检测分组弱水印；步骤2.3：检测地物弱水印；步骤2.4：定位修改并识别修改类型。...

【技术特征摘要】
1.一种可识别修改类型的矢量地图水印方法，其特征在于：包括水印嵌入方法和水印检测方法；首先定义矢量地图VM＝{O1,O2,...,On}是一个包含n个地物的集合，每个地物Oi＝<p0,p1,...,pli-1>由一组li个有序顶点组成，每个顶点pj＝(xj,yj)由一对x坐标与y坐标标识；所述的每个地物Oi，均存在一个与其对应的转角函数的标准化积分值Ti可用于唯一标识该地物；定义bs(a),hb(a,b)与bit(a,b)分别返还(a)2的位数、(a)2中高于b的数位以及第b位，其中，b为制定数位，(a)2代表a的二进制数值；定义如果b≤bs(a),msb(a,b)返还(a)2的前b位，否则msb(a,b)返还(a)2||msb(a,b-bs(a))，其中，||代表字符串连接；基于上述定义，所述的水印嵌入方法包括以下子步骤：步骤1.1：标识地物并分组；其具体实现过程包括以下子步骤：步骤1.1.1：对地物Oi，求取地物标识idi：idi＝hb(Ti,γ)，其中γ为用户指定参数；步骤1.1.2：依据idi将地物划分至分组Gj：Gj＝H(idi||K)modg，其中H()为加密哈希函数，K为用户密钥，mod表示求余，g为分组数，由用户给定；步骤1.2：生成并嵌入分组弱水印；其具体实现过程包括以下子步骤：步骤1.2.1：根据步骤1.1所求取的地物分组，对每个分组求取分组种子Si：其中mi为组内地物数，idj≤idj+1；步骤1.2.2：对每个地物Oj∈Gi，生成该地物的分组水印Wjg：Wjg＝msb(H(idj||Si||K),lj)；步骤1.2.3：将Wjg的第k位嵌入至Oj的第k个顶点的x坐标之中，即，bit(xk,τ)＝bit(Wjg,k)，其中τ为地图的二进制精度位；步骤1.3：生成并嵌入地物弱水印；基于上述定义，所述的水印检测方法包括以下子步骤：步骤2.1：标识地物并分组；其具体实现过程包括以下子步骤：步骤2.1.1：对地物Oi，求取地物标识idi：idi＝hb(Ti,γ)，其中γ为用户指定参数...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭智勇，岳名亮，彭煜玮，廖璋，熊胜超，
申请(专利权)人：武汉大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42