一種可識(shí)別修改類型的矢量地圖水印方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種可識(shí)別修改類型的矢量地圖水印方法，包括水印嵌入方法和水印檢測(cè)方法；水印嵌入方法包括以下子步驟：步驟1.1：標(biāo)識(shí)地物并分組；步驟1.2：生成并嵌入分組弱水印；步驟1.3：生成并嵌入地物弱水印；水印檢測(cè)方法包括以下子步驟：步驟2.1：標(biāo)識(shí)地物并分組；步驟2.2：檢測(cè)分組弱水?。徊襟E2.3：檢測(cè)地物弱水??；步驟2.4：定位修改并識(shí)別修改類型。本發(fā)明的技術(shù)方案創(chuàng)造性地提出，基于弱水印檢測(cè)地物修改并識(shí)別修改類型。因此，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)：1.具有良好的脆弱性；2.具有精細(xì)的檢測(cè)粒度；3.具有識(shí)別攻擊類型的能力。
【專利說明】一種可識(shí)別修改類型的矢量地圖水印方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于信息安全【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種水印方法，尤其是涉及一種可識(shí)別修改 類型的矢量地圖水印方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 地理信息系統(tǒng)（Geographic Information System, GIS)在生活中的應(yīng)用越來越普 及與重要。例如，路徑規(guī)劃、車載導(dǎo)航、地籍管理、基于位置的服務(wù)等應(yīng)用均需GIS系統(tǒng)的支 持。矢量地圖是GIS應(yīng)用的基礎(chǔ)，其獲取、構(gòu)建和維護(hù)是一項(xiàng)復(fù)雜、工作量巨大的工程，需耗 費(fèi)大量的物力和財(cái)力。為了節(jié)約成本，GIS應(yīng)用提供商往往需租賃地理數(shù)據(jù)以支持服務(wù)。在 此過程中，應(yīng)用提供商需驗(yàn)證數(shù)據(jù)完整性以保證服務(wù)質(zhì)量。
[0003] 數(shù)字水印是一種有效的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)完整性驗(yàn)證技術(shù)，它基于數(shù)據(jù)生成一個(gè)數(shù)據(jù)摘 要，進(jìn)而將此摘要以水印的形式嵌入至數(shù)據(jù)之中。檢測(cè)時(shí)，檢測(cè)算法除基于數(shù)據(jù)生成摘要 夕卜，同時(shí)從數(shù)據(jù)中檢測(cè)嵌入時(shí)的摘要，進(jìn)而比較此兩個(gè)摘要以感知數(shù)據(jù)修改。目前，數(shù)字水 印已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于各種多媒體數(shù)據(jù)的完整性驗(yàn)證，如音頻文件、視頻文件以及地理數(shù)據(jù)。 然而，對(duì)矢量地圖而言，目前的方法僅能定位修改，即地圖中某部分地物遭受了增加、刪除 或修改攻擊，卻無法識(shí)別修改類型。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明主要是解決現(xiàn)有方法所存在的上述技術(shù)問題，提供了一種可識(shí)別修改類型 的矢量地圖水印方法。
[0005] 采用的技術(shù)方案是：一種可識(shí)別修改類型的矢量地圖水印方法，其特征在于：包 括水印嵌入方法和水印檢測(cè)方法；
[0006] 首先定義矢量地圖VM = IA，02, . . .，0n}是一個(gè)包含η個(gè)地物的集合，每個(gè)地物 =<pQ，Pd . · .，p^-l〉由一組li個(gè)有序頂點(diǎn)組成，每個(gè)頂點(diǎn)ρ」=(χ」，y」）由一對(duì)X坐標(biāo)與y 坐標(biāo)標(biāo)識(shí)；所述的每個(gè)地物〇i，均存在一個(gè)與其對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)角函數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化積分值?\可用于 唯一標(biāo)識(shí)該地物；
[0007] 定義bs(a)，hb(a，b)與bit(a，b)分別返還（a)2的位數(shù)、（a)2中高于b的數(shù)位以及 第b位，其中，b為制定數(shù)位，（a) 2代表a的二進(jìn)制數(shù)值；定義如果b彡bs (a)，msb (a, b)返 還（a)2的前b位，否則msb (a, b)返還（a)21 |msb (a, b-bs (a))，其中，I I代表字符串連接；
[0008] 基于上述定義，所述的水印嵌入方法包括以下子步驟：
[0009] 步驟1. 1 :標(biāo)識(shí)地物并分組；
[0010] 步驟1. 2 :生成并嵌入分組弱水印；
[0011] 步驟1. 3 :生成并嵌入地物弱水?。?br> [0012] 基于上述定義，所述的水印檢測(cè)方法包括以下子步驟：
[0013] 步驟2. 1 :標(biāo)識(shí)地物并分組；
[0014] 步驟2. 2 :檢測(cè)分組弱水?。?br> [0015] 步驟2. 3 :檢測(cè)地物弱水??；
[0016] 步驟2. 4 :定位修改并識(shí)別修改類型。
[0017] 作為優(yōu)選，步驟1. 1中所述的標(biāo)識(shí)地物并分組，其具體實(shí)現(xiàn)過程包括以下子步驟：
[0018] 步驟1. 1. 1 :對(duì)地物〇i，求取地物標(biāo)識(shí)?φ = hb(Ti，γ)，其中γ為用戶指定參 數(shù)；
[0019] 步驟1. 1. 2 :依據(jù)idi將地物劃分至分組Gj :Gj = Ηαφ I |K)mod g，其中H()為加密 哈希函數(shù)，K為用戶密鑰，mod表示求余，g為分組數(shù)，由用戶給定。
[0020] 作為優(yōu)選，步驟1. 2中所述的生成并嵌入分組弱水印，其具體實(shí)現(xiàn)過程包括以下 子步驟：
[0021] 步驟1. 2. 1 :根據(jù)步驟1. 1所求取的地物分組，對(duì)每個(gè)分組

【權(quán)利要求】
1. 一種可識(shí)別修改類型的矢量地圖水印方法，其特征在于：包括水印嵌入方法和水印 檢測(cè)方法； 首先定義矢量地圖VM = IA，02,. . .，0J是一個(gè)包含η個(gè)地物的集合，每個(gè)地物〇i = <pQ，Pd . . .，ρΗ-1>由一組li個(gè)有序頂點(diǎn)組成，每個(gè)頂點(diǎn)ρ」=(χ」，y」）由一對(duì)X坐標(biāo)與y坐 標(biāo)標(biāo)識(shí)；所述的每個(gè)地物〇i，均存在一個(gè)與其對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)角函數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化積分值?\可用于唯 一標(biāo)識(shí)該地物； 定義bs(a), hb(a, b)與bit(a, b)分別返還（a)2的位數(shù)、（a)2中高于b的數(shù)位以及第 b位，其中，b為制定數(shù)位，（a)2代表a的二進(jìn)制數(shù)值；定義如果b < bs (a), msb (a, b)返還 (a)2的前13位，否則msb(a, b)返還（a)2| |msb(a, b-bs(a))，其中，I I代表字符串連接； 基于上述定義，所述的水印嵌入方法包括以下子步驟： 步驟1. 1 :標(biāo)識(shí)地物并分組； 步驟1. 2 :生成并嵌入分組弱水??； 步驟1. 3 :生成并嵌入地物弱水印； 基于上述定義，所述的水印檢測(cè)方法包括以下子步驟： 步驟2. 1 :標(biāo)識(shí)地物并分組； 步驟2. 2 :檢測(cè)分組弱水??； 步驟2. 3 :檢測(cè)地物弱水印； 步驟2. 4 :定位修改并識(shí)別修改類型。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的可識(shí)別修改類型的矢量地圖水印方法，其特征在于：步驟1. 1 中所述的標(biāo)識(shí)地物并分組，其具體實(shí)現(xiàn)過程包括以下子步驟： 步驟1. 1. 1 :對(duì)地物〇i，求取地物標(biāo)識(shí)?φ =hb(Ti，γ)，其中γ為用戶指定參數(shù)； 步驟1. 1.2 :依據(jù)?φ將地物劃分至分組G」：6」= Ηαφ| |K)modg，其中H()為加密哈希 函數(shù)，K為用戶密鑰，mod表示求余，g為分組數(shù)，由用戶給定。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的可識(shí)別修改類型的矢量地圖水印方法，其特征在于：步驟1.2 中所述的生成并嵌入分組弱水印，其具體實(shí)現(xiàn)過程包括以下子步驟： 步驟1. 2. 1 :根據(jù)步驟1. 1所求取的地物分組，對(duì)每個(gè)分組
，求 取分組種子S,:
，其中叫為組內(nèi)地物數(shù)， idj ^ idj+1 ； 步驟1. 2. 2 :對(duì)每個(gè)地物0」e Gp生成該地物的分組水印W/ :W/ = msb(H(idj| |S」|Κ)，1』）； 步驟1. 2. 3 :將W/的第k位嵌入至0」的第k個(gè)頂點(diǎn)的χ坐標(biāo)之中，即，bit (xk, τ )= bit (W/，k)，其中τ為地圖的二進(jìn)制精度位。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的可識(shí)別修改類型的矢量地圖水印方法，其特征在于：步驟1.3 中所述的生成并嵌入地物弱水印，其具體實(shí)現(xiàn)過程包括以下子步驟： 步驟1. 3. 1 :對(duì)每個(gè)地物〇i，生成地物弱水印W/ :

步驟1. 3. 2 :將W/的第k位嵌入至0」的第k個(gè)頂點(diǎn)的y坐標(biāo)之中，即，bit (yk, τ )= bit (Wj0, k)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的可識(shí)別修改類型的矢量地圖水印方法，其特征在于：步驟2. 1 中所述的標(biāo)識(shí)地物并分組，其具體實(shí)現(xiàn)過程包括以下子步驟： 步驟2. 1. 1 :對(duì)地物Op求取地物標(biāo)識(shí)?φ =hb(Ti，γ)，其中γ為用戶指定參數(shù)； 步驟2. 1.2 :依據(jù)?φ將地物劃分至分組G」：6」= Ηαφ| |K)modg，其中H()為加密哈希 函數(shù)，K為用戶密鑰，mod表示求余，g為分組數(shù)，由用戶給定。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的可識(shí)別修改類型的矢量地圖水印方法，其特征在于：步驟2. 2 中所述的檢測(cè)分組弱水印，其具體實(shí)現(xiàn)過程包括以下子步驟： 步驟2. 2. 1 :根據(jù)步驟2. 1所求取的地物分組，對(duì)每個(gè)分組
，求 取分組種子Si:
其中叫為組內(nèi)地物數(shù)， idj ^ idj+1 ； 步驟2. 2. 2 :對(duì)每個(gè)地物0」e Gp生成該地物的分組弱水印W/ :W/ = msb(H(idj| |S」|Κ)，1』）； 步驟2. 2. 3 :定義檢測(cè)分組弱水印為W/d，從h的第k個(gè)頂點(diǎn)的χ坐標(biāo)之中檢測(cè)W/d的 第k 位，即，bit(Wjgd，k) =bit(xk，τ); 步驟2. 2. 4 :比較W/與W/d，若二者相同，則地物0」的分組弱水印檢測(cè)結(jié)果D/為True， 否則D/為False。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的可識(shí)別修改類型的矢量地圖水印方法，其特征在于：步驟2. 3 中所述的檢測(cè)地物弱水印，其具體實(shí)現(xiàn)過程包括以下子步驟： 步驟2. 3. 1 :對(duì)每個(gè)地物〇i，生成地物弱水印W/ :

步驟2. 3. 2 :定義檢測(cè)地物弱水印為W/d，從h的第k個(gè)頂點(diǎn)的y坐標(biāo)之中檢測(cè)W/d的 第k 位，即，bit(Wj°d，k) =bit(yk，τ); 步驟2. 3. 3 :比較W/與W/d，若二者相同，則地物0」的地物弱水印檢測(cè)結(jié)果D/為True， 否則D/為False。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的可識(shí)別修改類型的矢量地圖水印方法，其特征 在于：步驟2. 4中所述的定位修改并識(shí)別修改類型，其具體實(shí)現(xiàn)過程為依據(jù)步 驟2. 2與步驟2. 3中的檢測(cè)結(jié)果，遭受了地物刪除攻擊的分組Gdel可定位為
，增加的地物〇add可定位為
，修改的地物〇m()d可定位為
，其中argG(〇i)返還所在分組。
【文檔編號(hào)】G06T1/00GK104063840SQ201410339530
【公開日】2014年9月24日 申請(qǐng)日期:2014年7月16日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月16日
【發(fā)明者】彭智勇, 岳名亮, 彭煜瑋, 廖璋, 熊勝超 申請(qǐng)人:武漢大學(xué)