[发明专利]一种针对shp线面图层完整性的多级认证方法

摘要

本发明公开了一种针对shp线面图层完整性的多级认证方法，属于地理信息完整性认证领域。该方法包括两个过程：（1）水印生成与嵌入过程：参数设置，生成混沌序列，矢量数据分级，矢量数据分组，然后进行各分组数据的水印生成，分组数据水印嵌入；（2）水印的提取与检测过程：参数设置，生成混沌序列，矢量数据分级，矢量数据分组，然后提取各分组数据原始水印信息，获取各分组数据校验水印信息，将各分组数据Hi，j的原始水印信息与校验水印信息比对，基于比对结果，给出待认证数据的完整性等级。本发明通过数据分级认证和认证链技术，较好地克服了现有技术中的缺点，不但能对shp线面图层的完整性进行篡改定位，而且可以进一步确定篡改的等级和程度。

主权项

1.一种针对shp线面图层完整性的多级认证方法，包括如下过程：（一）水印生成与嵌入过程步骤11：参数设置设原始线面图层数据为R，用户设置数据分级阈值、数据分组点个数M和混沌密钥，将设置的参数保存密钥文件KeyFile中；步骤12：生成混沌序列a）生成混沌序列：基于（1）式所示的Logistic方程、设置的参数，生成长度为M的混沌序列，（1）b)二值化混沌序列：根据公式（2）将序列量化得到一维二值混沌位置序列S，其中，，；（2）步骤13：矢量数据分级对线面要素进行分级，根据用户设置的分级阈值，使用道格拉斯—普克算法，对R中每个线面要素基于（3）式进行分级，其中，d表示道格拉斯—普克算法中数据压缩的极差，经分级后，代表第i级数据集，简称数据集；（3）步骤14：矢量数据分组对经过步骤13分级后的数据进一步进行分组处理，即对每级数据集按先后顺序进一步进行数据分组，每个分组数据中点个数为M，数据集分组结果为，其中，count()/M，count()表示中点个数，表示向下取整；步骤15：各分组数据水印生成数据经过分级、分组处理后，进行各分组数据的水印生成，各分组数据的水印生成方法如下：分组数据与下一个分组数据组成水印生成链，其中，最后一组数据与第一组数据组成水印生成链，a）特征值的计算特征值计算选取的是长度因子，根据公式（4）计算和中每条线要素的折线长度，表示分组数据的点坐标，（4）b）基于特征值的水印信息生成①将L_j与L_j+1组成认证连Lˊ，，并采用MD5哈希函数对Lˊ进行加密，②对加密结果进行进制转换，根据转换后序列长度最接近M的原则，见（5）式，确定转换后的进制，其中，N表示转换后进制；N=（5）步骤16：分组数据水印嵌入对步骤15生成水印信息，先按级别再按分组依次嵌入原始线面图层数据R中，各分组数据水印嵌入过程如下：根据步骤12生成的位置混沌序列S，和公式（6）将水印嵌入点坐标中，嵌入后记为，表示嵌入前点坐标；表示嵌入后点坐标，表示水印序列第i位；（6）（二）水印的提取与检测过程步骤21：参数设置设待认证线面图层数据为H，读密钥文件KeyFile，获取相关参数设置；步骤22：生成混沌序列a）生成混沌序列：利用公式（1）的Logistic方程、获取的相关参数，生成长度为M的沌序列，b）二值化混沌序列：根据公式（2）将序列量化得到一维二值混沌位置序列S，，；步骤23：矢量数据分级对线面要素进行分级，根据从KeyFile文件中读取的分级阈值，使用道格拉斯—普克算法，对H中每个线面要素进行分级，基于（3）式，经分级后，代表第i级数据集，简称数据集；步骤24：矢量数据分组对经过步骤23分级后的数据进一步进行分组处理，即对每级数据集按数据的先后顺序进行数据分组，每个分组数据中点个数为M，数据集H_i分组结果为，其中，count(H_i)/M，count(H_i)表示H_i中点个数，表示向下取整；步骤25：提取各分组数据原始水印信息原始水印信息是先按级别再按分组依次提取的，各分组数据的原始水印信息具体方法如下：a）根据步骤22生成混沌序列S，获取原始水印信息嵌入位置，b）根据公式（7）从j组点坐标中提取原始水印信息，（）表示j组中第r个点坐标，表示混沌序列S第r位；（7）步骤26：获取各分组数据校验水印信息根据步骤15，先按级别再按分组依次生成各分组数据校验水印信息；步骤27：各分组数据的原始水印信息与校验水印信息比对比对方法如下：依次比较分组数据提取的原始水印信息与获取的校验水印信息是否一致，若=，则分级数据集H_i中j组数据完整；若≠，且≠则分级数据集H_i遭到篡改，并对篡改进行定位于j+1组数据；步骤28：数据完整性分级认证基于步骤27的比对结果，给出待认证数据的完整性等级。