用于公开验证所有权的鲁棒地理数据水印方法

摘要

本发明提供一种用于公开验证所有权的鲁棒地理数据水印方法，包括水印嵌入过程和水印检测过程，所述水印嵌入过程包括对于原始的地理数据集中每个地物分别计算出一个相应的地物标识，将地物划分分组，将版权信息块分别隐藏到分组中，为各分组分别生成一个对应的验证向量集，将验证向量集作为公钥随同地理数据集的产品一起发布；所述水印嵌入过程包括生成临时公钥，依据临时公钥和公钥计算用户版权信息，将提取出的用户版权信息和公开发布的版权信息进行比较，如果相同则能申明该数据版权，否则不能。本发明能有效抵抗常见的地理数据水印攻击方式，且水印检测时无需密钥，可公开、重复验证数据所有权。该方法不会修改原始数据，不会降低原始数据的质量。

主权项

1.一种用于公开验证所有权的鲁棒地理数据水印方法，其特征在于：包括水印嵌入过程和水印检测过程，所述水印嵌入过程包括以下步骤，步骤A1，设地理数据集D中包括n个地物P₁,P₂,…,P_n，对于原始的地理数据集D中每个地物P_i，i的取值为1,2,…,n，分别计算出一个相应的地物标识PID_i；步骤A2，将地理数据集D中所有地物划分为m个分组{G₁,G₂,…,G_m}，划分实现方式为，对于任意地物P_i，以相应地物标识PID_i作为种子构造伪随机数发生器R，取其整数序列的第一个整数，记为firstInteger(R)，对分组数m取模划分如下，grpNum＝firstInteger(R)modm    (式一)其中，PID_i为地物标识，地物P_i被划分到第grpNum个分组中，每个分组中平均包含V=n/m个地物；步骤A3，设版权信息W={W₁,W₂,…,W_m}，将版权信息块W_j分别隐藏到分组G_j中，j=1,2,…,m，为各分组G₁,G₂,…,G_m分别生成一个对应的验证向量集，最终生成与地理数据集对应的验证向量集B(b₁,b₂,…b_n)，b₁,b₂,…b_n是与地物P₁,P₂,…,P_n分别相应的验证向量，将B(b₁,b₂,…b_n)作为公钥随同地理数据集D的产品一起发布；隐藏方式为，设对某分组G_j中任意地物P_jv，将生成一个对应的验证向量b_jv；验证向量b_jv包括向量标识和验证位串，其中向量标识b_jv.ID和地物P_jv的地物标识PID_jv相同，地物P_jv的验证位串b_jv.bs根据地物标识PID_jv和版权信息块W_j计算如下，$b_{\mathrm{jv}}.\mathrm{bs}=\mathrm{hash}({\mathrm{PID}}_{\mathrm{jv}},\mathrm{len})\otimes W_j$(式二)其中，len为哈希值长度；所述水印检测过程包括以下步骤，步骤B1，设有待验证版权的地理数据集D’中包括n’个地物，生成临时公钥A(a₁,a₂,…,a_n’)，a₁,a₂,…,a_n’是与地理数据集D’中n’个地物分别相应的临时验证向量，生成临时验证向量的实现方式为，对于地理数据集D’中每个地物P_i，i的取值为1,2,…,n’，分别计算出一个相应的地物标识PID_i；令临时验证向量a_i中向量标识a_i.ID=PID_i，临时验证向量a_i中验证位串a_i.bs=hash(PID_i,len)；步骤B2，依据临时公钥A(a₁,a₂,…,a_n’)和公钥B(b₁,b₂,…b_n)计算用户版权信息W’，包括以下子步骤，步骤B2.1，找出临时公钥A(a₁,a₂,…,a_n’)和公钥B(b₁,b₂,…b_n)中向量标识相同的相应向量，构造验证向量对；步骤B2.2，将验证向量对进行分组，分组实现方式为，设有验证向量对(b_i,a_i)，以向量对的一个向量标识作为种子构造伪随机数发生器R，取其整数序列中第一个整数记为firstInteger(R)，计算grpNum=firstInteger(R)modm，grpNum为该验证向量对所属的分组号；步骤B2.3，按验证向量分组提取版权信息，设第j个验证向量分组VVG_j包含V’个验证向量对，j=1,2,…,m，设VVG_j中有某验证向量对(b_jv,a_jv)，相应隐藏的版权信息tw_jv通过两个验证向量的验证位串b_jv.bs、a_jv.bs的异或操作求取如下，${\mathrm{tw}}_{\mathrm{jv}}=b_{\mathrm{jv}}.\mathrm{bs}\otimes a_{\mathrm{jv}}.\mathrm{bs}$(式三)遍历VVG_j中所有的验证向量对，得到一组版权信息TW_j={tw_j1,tw_j2,…,tw_jV’}，对TW_j中二进制串遵循“少数服从多数”原则按位进行投票，得到验证向量分组VVG_j对应的版权信息块W_j’；步骤B2.4，将每个验证向量分组相应的版权信息块W₁’,W₂’,…,W_m’进行合并，得到检测出的用户版权信息W’；步骤B3，验证版权信息，包括将提取出的用户版权信息W’和公开发布的版权信息W进行比较，如果相同则能申明该数据版权，否则不能。