[发明专利]一种GD-PBIBD编码的矢量空间数据数字指纹方法

说明书

本发明公开了一种GD‑PBIBD编码的矢量空间数据数字指纹方法，包括：运用限定条件的GD‑PBIBD构造指纹编码，将待嵌入指纹序列运用Logistic映射置乱，通过D‑P算法提取矢量空间数据的特征点，对特征点实施DFT变换得到相位系数和幅度系数，然后运用QIM方法将指纹嵌入到DFT变换域的幅度系数上，最后应用DFT逆变换得到含指纹的矢量空间数据。根据可疑数据指纹和原始数据指纹的汉明距离追踪到合谋者。该方法编码构造简单，在码长一定的情况下，较BIBD码可容纳更多的用户，编码效率高；对单用户指纹攻击及多重攻击鲁棒性较好，可解决数据版权识别问题；也能够抵抗多用户最小值和最大最小值攻击，追踪到所有叛逆者，为矢量空间数据叛逆者追踪提供依据。

技术领域

本发明涉及地图学与地理信息系统的技术领域，更具体的说是涉及一种GD-PBIBD编码的矢量空间数据数字指纹方法。

背景技术

矢量空间数据是指与地理和空间分布有关的、反映现实世界各种现象及其变化的一类带有空间坐标的数据，在国家安全和国防现代化建设中起着非常重要的作用。随着地理信息产业的飞速发展，矢量空间数据应用越来越广泛，但随之而来数据的非法拷贝、恶意篡改等安全问题屡屡出现，数字水印技术的出现解决了数字产品的版权标识，但对非法传播的数据，无法追溯其源头；对多用户非法合谋伪造数据的情况下，无法找出合谋者。数字指纹技术是目前能够解决这两个问题的最佳方案。

数字指纹指在数字产品中嵌入与用户购买唯一的信息。通过该信息来追踪非法拷贝的传播者，从而对非法传播者起到威慑作用，达到版权保护的目的。数字指纹最基本的特征就是抗合谋攻击，解决该问题的主要手段是构造好的指纹编码，要求设计的指纹编码方案不仅能够抗合谋攻击，而且还能追踪到合谋者，从而达到保护版权的目的，这也是指纹技术研究中的难点。

运用数字指纹对数字产品版权保护的思想最早是N.R.Wanger提出。Boneh和Shaw基于嵌入假设提出了具有抗合谋攻击能力的BS码，可防止非法用户对无辜用户的错误检测。但存在随着用户和合谋人数增多，指纹码长显著增长的缺陷。为了缩短码长，提高效率，Trappe等人提出了利用平衡不完全区组设计(balanced incomplete block design,BIBD)的AND-ACC(and anti-collusion code,AND-ACC)，该编码可以抵抗k-1人合谋，具有良好的抗合谋攻击能力。但在特定的参数下，BIBD设计不一定存在，并且在参数较大情况下，该方案构造对参数的限制比较严格，构造困难。Kang I K等人GD-PBIBD(Group DivisiblePartially Balanced Incomplete Block Design,GD-PBIBD)构造AND-ACC，对视频数据抗合谋攻击效果良好。近年来，针对所有权验证、合谋者追踪及编码效率低等问题，国内外对数字指纹的研究日益深入，该技术在图像、音频、视频等多媒体数据领域应用颇多。矢量空间数据具有空间特征明显、精度高、结构多样的特点，既是人类社会与地理环境信息的重要组成部分，也是相关社会信息的重要载体，在国民经济和国防建设中起着非常重要的作用。

因此，如何提供一种可行易用的技术实现矢量空间数据的版权保护及盗版追踪方法是本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种GD-PBIBD编码的矢量空间数据数字指纹方法，在运用限定条件的GD-PBIBD构造指纹编码，提取矢量空间数据的特征点，对特征点实施DFT(Discrete Fourier Transform,DFT)变换得到相位系数和幅度系数，将指纹嵌入到DFT变换域的幅度系数上，最后应用IDFT(Inverse Discrete Fourier Transform,IDFT)得到含指纹的矢量空间数据。当发现可疑数据后，使用该方法提取可疑数据指纹，并根据汉明距离追踪出合谋者，解决了矢量空间数据版权保护和盗版追踪的难题。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种GD-PBIBD编码的矢量空间数据数字指纹方法，包括：指纹生成，指纹嵌入和指纹提取追踪三部分；