自上世紀(jì)90年代以來,數(shù)字水印技術(shù)發(fā)展迅猛。由物理信息隱藏技術(shù)到如今應(yīng)用于數(shù)字產(chǎn)品中,實(shí)現(xiàn)巨大跨越,正在向著多方產(chǎn)業(yè)融合方向進(jìn)步。隨著航天航空領(lǐng)域得到全面發(fā)展,為我國的地理信息化產(chǎn)業(yè)提供條件,如何將數(shù)字水印技術(shù)與地理空間數(shù)據(jù)結(jié)合也成為一個新興領(lǐng)域,面臨諸多技術(shù)難題。地理空間矢量數(shù)據(jù)是應(yīng)用于GIS系統(tǒng)的數(shù)據(jù)源,SHP文件又是大范圍應(yīng)用的地理空間矢量數(shù)據(jù)格式。數(shù)字化平臺逐日擴(kuò)大對地理空間數(shù)據(jù)的適用范圍,地理空間矢量數(shù)據(jù)的安全問題日益凸顯。采用數(shù)字水印技術(shù)對數(shù)字信息數(shù)據(jù)提供有效防護(hù),對SHP文件的傳遞流轉(zhuǎn)進(jìn)行監(jiān)控,在地理空間矢量數(shù)據(jù)安全和版權(quán)保護(hù)方面發(fā)揮著越來越重要的作用。本文將基于數(shù)字水印技術(shù)對遙感影像的SHP數(shù)據(jù)文件進(jìn)行研究。通過分析SHP文件特殊格式的特點(diǎn),加以研究當(dāng)下可應(yīng)用的數(shù)字水印方法,對其進(jìn)行技術(shù)改進(jìn)和創(chuàng)新,實(shí)現(xiàn)對SHP文件的全盲魯棒水印技術(shù),主要開展了如下研究:通過對地理空間數(shù)據(jù)的信息格式進(jìn)行研究,以及對適用于地理空間信息數(shù)據(jù)的數(shù)字水印技術(shù)加以研究,在已有的歸一化算法上進(jìn)行改進(jìn),采用了基于最大最小歸一化的SHP全盲魯棒水印算法。改進(jìn)后的數(shù)字水印算法在空間域水印算法的基礎(chǔ)上,提升... 

【文章來源】：北華航天工業(yè)學(xué)院河北省

【文章頁數(shù)】：61 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

數(shù)字水印的框架

SHP文件全盲魯棒數(shù)字水印加密算法研究與應(yīng)用18且小于4時，Logistic實(shí)際上的映射運(yùn)行狀態(tài)是呈現(xiàn)一片混沌的，換言之針對不同的初始值x生成的序列是無章法的、無收斂性的。而在其他的范圍內(nèi)，經(jīng)過多次映射將會趨近于一個特定的值。通過Logistic的分叉圖也能清楚地看到這個過程，如圖3.1所示：圖3.1Logistic映射分叉過程依照Logistic映射函數(shù)的分叉過程，不難看出這里的映射函數(shù)是成倍數(shù)周期改變的，這一特性也是非線性變換變向混沌的方式之一。采用Logistic的基本參數(shù)μ做橫軸，x做縱軸，在變化范圍內(nèi)可以發(fā)現(xiàn)，當(dāng)參數(shù)μ在0~3之間變化時，x對應(yīng)唯一值；當(dāng)參數(shù)μ在3~4之間變化時，圖像趨于混沌變化，參數(shù)μ=3.5699456達(dá)到周期變化與混沌變化的臨界點(diǎn)。把Logistic混沌映射在對圖像加密的過程中進(jìn)行結(jié)合使用，通過公式（3.1）對原始水印圖像的坐標(biāo)進(jìn)行變換生成一個長度為M的序列L，M為圖像的坐標(biāo)點(diǎn)個數(shù)。將L序列進(jìn)行升序處理，得到有序的序列，再通過L序列值作為水印的嵌入位置，可以將水印信息無序的嵌入原始影像中，達(dá)到置亂加密的效果，可以大大增強(qiáng)數(shù)字水印算法自身的魯棒性和安全性。3.1.2Arnold變換Arnold這種置亂變換方法是在V.J.Arnold進(jìn)行遍歷過程研究時提出的，俗稱為貓變換。Arnold置亂變換效果簡潔直觀，并且屬于周期性的變換，是主要針對像素位置進(jìn)行變換。Arnold的變換原理是先進(jìn)性橫軸錯位再進(jìn)行縱軸的錯位，最后通過一次模運(yùn)算將變換后的像素回填到原始位置。運(yùn)算公式見式（3.2）：Nyxyxmod2111（3.2）化簡為多項(xiàng)式如（3.3）所示：NyxyNyxxmod2mod（3.3）

北華航天工業(yè)學(xué)院碩士學(xué)位論文23嵌入水印信息后的.shp文件進(jìn)行信息提取需要采用與嵌入算法相逆的提取算法將水印信息的密文獲取再解密得到加密前的明文水櫻3.3.1水印信息預(yù)處理為實(shí)現(xiàn)SHP文件的傳輸路徑可追溯，并提升傳輸安全性，采用多層次的信息加密算法，以實(shí)現(xiàn)水印信息的自行安全防護(hù)。項(xiàng)目中除了采用圖像形式的水印還會涉及到文字水印的錄入，針對文字水印采用DES對稱加密手段進(jìn)行預(yù)處理。DES是一種公開的加密手法，通過為加密者和解密者頒發(fā)相同的安全密鑰達(dá)到防止他人獲取明文信息。DES加密完成后，采用Base64編碼格式對密文信息進(jìn)行轉(zhuǎn)換。再次進(jìn)行格式轉(zhuǎn)換的目的是防止在水印信息中出現(xiàn)中文字體亂碼顯示的情況，Base64編碼能夠滿足對英文、數(shù)字、漢字多種字符的轉(zhuǎn)換，而且還能多重保障。完成編碼格式轉(zhuǎn)換后就得到水印信息的二值化序列。針對.shp文件表示的集合對象都是用點(diǎn)來定義，每個點(diǎn)都表示一個坐標(biāo)，包含X,Y坐標(biāo)，每個數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)類型都是雙精度浮點(diǎn)數(shù)，在嵌入數(shù)據(jù)時需要將Base64編碼的密文轉(zhuǎn)換為二值序列，分散嵌入到原始.shp文件的點(diǎn)坐標(biāo)中。水印信息加密處理進(jìn)程見下圖3.3：圖3.3水印信息加密處理過程通過代碼實(shí)現(xiàn)DES加密算法，得到結(jié)果如圖3.4所示：圖3.4水印信息加密處理結(jié)果示例3.3.2水印嵌入數(shù)字水印算法中水印信息嵌入的完成是整個設(shè)計(jì)過程中關(guān)鍵解決的問題，如何設(shè)計(jì)算法對原始載體文件進(jìn)行水印嵌入是對作者前期研究工作的考核�？紤]到.shp文件的結(jié)構(gòu)與一般矢量文件不同，設(shè)計(jì)合適的算法是研究的難點(diǎn)。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
[1]基于零水印與數(shù)字指紋的矢量空間數(shù)據(jù)版權(quán)保護(hù)研究[D]. 呂文清.蘭州交通大學(xué) 2018
[2]抗幾何攻擊的零水印算法研究[D]. 孫思宇.遼寧工程技術(shù)大學(xué) 2018
[3]矢量地圖感知加密技術(shù)研究[D]. 王一超.哈爾濱工程大學(xué) 2017
[4]抗幾何攻擊的最低有效位數(shù)字水印算法[D]. 白冬慧.太原理工大學(xué) 2013
[5]基于置亂和混沌的小波數(shù)字圖像水印應(yīng)用研究[D]. 歐陽群波.北京工業(yè)大學(xué) 2013
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本文編號：3381903