一种数字矢量地图完整性保护方法

摘要

本发明涉及密码学、信息安全、地理信息系统和数字图像处理领域，具体涉及一种可抵挡多种攻击，提高写数据速度的对数字矢量地图进行完整保护和认证的方法。本发明包括生成水印、隐藏水印和完整性认证三部分：生成水印包括：生成认证水印；生成定位水印；生成恢复水印；隐藏水印包括：水印信息传递到驱动层；隐藏水印信息；完整性认证包括：提取认证水印；提取定位水印；提取对恢复水印；完成篡改恢复。本发明加快了存储速度，减少了存储的数据量，既保证了安全性，又提高了写数据的速度。

主权项

一种数字矢量地图完整性保护方法，包括生成水印、隐藏水印和完整性认证三部分，其特征在于：（1）生成水印包括如下步骤：1）生成认证水印：将矢量地图以二进制数据流形式读入缓存，进行MD5哈希处理，获得128b摘要信息并使用Blowfish加密生成认证水印；2）生成定位水印：对矢量地图的坐标文件，顺序读取每一条子线段，以50条子线段为处理单位块，对块内所有坐标集合进行MD5哈希处理，得到每块的摘要信息，使用Blowfish加密后生成该单位块的定位水印；3）生成恢复水印：对矢量地图的坐标文件，以子线段为处理单位，提取线段上所有坐标点的横纵坐标，第一顶点值不变，计算其余坐标值与前一个顶点坐标值的差，差值化整，遍历整形差值，记录横纵坐标对应的正负值的个数和总和，计算对应正负块的平均值，并使用BZIP2压缩生成该子线段的恢复水印；（2）隐藏水印包括如下步骤：1）水印信息传递到驱动层：对上述的每一种水印分别创建一个唯一的系统I/O控制码，将对应的水印传递到驱动层；2）隐藏水印信息：将认证水印存储头文件中，定位水印存储在矢量地图坐标值中，恢复水印存储在地图文件头部；（3）完整性认证包括如下步骤：1）提取认证水印，对待检测地图进行MD5哈希处理计算哈希值：如果与提取出的认证水印相同，则证明数字矢量地图未经篡改，认证结束；如果与提取出的认证水印不同，则代表矢量地图已经被篡改，执行步骤2）；2）提取定位水印，对待检测地图以50条子线段为处理单位进行MD5哈希处理，将得到的信息摘要依次与对应块定位水印进行比较，如果与提取出的定位水印相同，则相应的块未经篡改；如果与定位水印不同，则该块被篡改，执行步骤3）；3）根据定位的篡改块，提取对应子线段块的恢复水印，将恢复水印解压缩，得到原始坐标值，依次比较每条子线段的坐标值，如果与对应的坐标相同，则该条子线段未经篡改；如果与对应的坐标不同，则该条子线段被篡改，执行步骤4）；4）对被篡改的子线段使用恢复水印解压缩后得到的原始坐标值替换被篡改的坐标，完成篡改恢复。