基于误差随机干扰的GIS矢量数据伪装与还原方法.pdf

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摘要
申请专利号:

CN201110274342.9

申请日:

2011.09.16

公开号:

CN102332079A

公开日:

2012.01.25

当前法律状态:

终止

有效性:

无权

法律详情:

未缴年费专利权终止IPC(主分类):G06F 21/60申请日:20110916授权公告日:20131204终止日期:20160916|||授权|||实质审查的生效IPC(主分类):G06F 21/24申请日:20110916|||公开

IPC分类号:

G06F21/24; H04L9/08

主分类号:

G06F21/24

申请人:

南京师范大学

发明人:

李安波; 闾国年; 周卫

地址:

210046 江苏省南京市栖霞区文苑路1号

优先权:

专利代理机构:

南京知识律师事务所 32207

代理人:

汪旭东

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内容摘要

本发明公开了一种基于误差随机干扰的GIS矢量数据伪装与还原方法,属于地理信息安全领域。本方法的数据伪装处理步骤主要包括:(1)打开一个GIS矢量数据图层文件,判断图层类型并计算横坐标数据中小数点后的位数N,设置8位二进制随机信息做为密钥Key,并存入密钥文件;(2)数据读取及分组;(3)针对数组队列D中的每个分组Di,进行数据的误差干扰处理;(4)循环步骤(2)(3),直至每一要素处理完毕后,保存伪装后的数据文件。本发明的方法能有效提高GIS矢量数据在数据传输、脱密处理中的安全性,可应用于GIS矢量数据的隐藏通信与安全传输。

权利要求书

1: 基于误差随机干扰的 GIS 矢量数据伪装与还原方法, 包括以下过程 : (1) 伪装过程 步骤一 : 打开一个 GIS 矢量数据图层文件, 判断图层类型并计算横坐标数据中小数点 后的位数 N, 设置 8 位二进制随机信息做为密钥 Key, 并存入密钥文件 ; 步骤二 : 数据读取及分组 如果为线面类型数据, 则每次读取一个要素中的所有点的横坐标, 计算点的个数 m, 并 按照 , 分为 L 组, 组织到数组队列 D 中 ; 如果为点类型数据, 则读取该文件中的所有点要素, 计算点的个数 m, 并将相关点要素 的横坐标按照 , 分为 L 组, 组织到数组队列 D 中 ; 步骤三 : 针对数组队列 D 中的每个分组 Di, 进行数据的误差干扰处理, 具体方法为 : 取该分组 Di 中第一个数据 Di1 的小数点前第一位的值 d ; 如果 0

说明书


基于误差随机干扰的 GIS 矢量数据伪装与还原方法

    【技术领域】
     本发明属于地理信息安全领域, 具体涉及一种基于误差随机干扰技术进行 GIS 矢 量数据伪装与还原的方法。背景技术
     地理信息的安全防护涉及国家安全和社会利益, 是当前急需解决的国家和社会重 大需求问题。特别是当今空间数据共享需求逐步扩大, 地理信息服务应用不断拓展的情况 下, 地理信息的安全问题进一步突出。作为国家空间数据基础设施主要数据内容的 GIS 矢 量数据, 其信息安全研究更是至关重要。
     目前, 信息伪装已成为信息安全研究中除密码学之外的另一重要分支。国内外相 关研究文献及专利检索结果分析表明 , 目前, 在信息伪装的研究方面, 所研究的载体数据 类型主要包括图像、 视频、 遥感影像、 DEM 等。但是, 矢量数据由于其具有无固定存储顺序的 数据组织、 多样的数据格式、 强大的可视化表达手段、 复杂的投影变换、 繁多的空间分析应 用, 以及精度高、 冗余少等诸多方面的特性, 使得针对矢量数据的信息伪装研究具有一定的 特殊性和较大难度。 发明内容
     本发明的目的在于 : 基于误差随机干扰技术, 提出一种针对 GIS 矢量数据的伪装 与还原方法, 以有效提高 GIS 矢量数据在数据传输、 脱密处理中的安全性。
     为了实现上述目的, 本发明所采取的技术方案主要包括以下过程 : (1) 伪装过程 步骤一 : 打开一个 GIS 矢量数据图层文件, 判断图层类型并计算横坐标数据中小数点 后的位数 N, 设置 8 位二进制随机信息做为密钥 Key, 并存入密钥文件 ; 步骤二 : 数据读取及分组 (a) 如果为线面类型数据, 则每次读取一个要素中的所有点的横坐标, 计算点的个数 m, 并按照 , 分为 L 组, 组织到数组队列 D 中 ;(b) 如果为点类型数据, 则读取该文件中的所有点要素, 计算点的个数 m, 并将相关点 要素的横坐标按照 , 分为 L 组, 组织到数组队列 D 中 ;步骤三 : 针对数组队列 D 中的每个分组 Di, 进行数据的误差干扰处理, 具体方法为 : (a) 取该分组 Di 中第一个数据 Di1 的小数点前第一位的值 d ; (b) 如果 0     本发明根据 GIS 矢量数据的数据组织特点, 基于误差随机干扰原理, 提出了一种 针对 GIS 矢量数据的伪装与还原方法, 可以进行 shp 格式数据的伪装与还原处理, 一定程度 上满足了 GIS 矢量数据的隐藏通信与安全传输需求。 附图说明
     图 1 为本发明实施例选取的实验数据。 图 2 是本发明方法的数据伪装流程图。 图 3 是本发明方法的数据还原流程图。 图 4 是本发明实施例中原始数据局部效果图。 图 5 是本发明实施例中伪装数据局部效果图。具体实施方式
     下面结合附图和实施例做进一步详细说明。
     本实例选择一典型的 shp 面图层数据, 针对数据的读取、 伪装处理、 数据还原的整 个过程, 进一步详细说明本发明。 本实施例选择全国 1 : 400 万的省界面状图层数据 (如图 1) 作为实验数据。密钥 Key 值为 “10010101” 。
     (1) 数据伪装处理。
     步骤一 : 打开省界图层数据文件, 数据格式为面状数据, 横坐标小数点后的数据位 数为 14, 密钥密钥 Key 值为 “10010101” 。
     步骤二 : 依次读取每一要素的空间数据, 计算当前处理要素中坐标点的个数 m 并 判断进行分组处理。
     所读取第一个要素的坐标点个数为 923。因为 m>2n, 按照, 分为 56 组。将每组数据写入数组 d 后并添加入数组队列 D 中。
     步骤三 : 对数组队列 D 中的每一数组 Di, 进行数据的误差干扰处理。本实施例中, 第一个数组 D1 中第一个数据为 : 121.49738309820822, 其小数点前第一位的值 d 为 1, 符合 0     (2) 数据还原处理。
     步骤一 : 打开伪装处理后的省界图层数据文件, 数据格式为面状数据。 读取密钥文 件, 并设置密钥密钥 Key, 其值为 “10010101” 。
     步骤二 : 依次读取每一要素的空间数据, 计算当前处理要素中坐标点的个数 m 并 判断进行分组处理。
     所读取第一个要素的坐标点个数为 923。因为 m>2n, 按照, 分为 56 组。将每组数据写入数组 d 后并添加入数组队列 D 中。
     步骤三 : 对数组队列 D 中的每一数组 Di, 进行数据的误差干扰处理。本实施例中, 第一个数组 D1 中第一个数据小数点前第一位的值 d 为 1, 符合 0     步骤四 : 循环步骤二至三, 直至每一要素处理完毕后, 保存还原后的数据文件。
     本发明实施例中仅以 shp 格式面图层数据的横坐标进行数据伪装与还原处理, 该 方法也可以适用于使用该数据的纵坐标进行数据伪装与还原处理。
     本发明实施例中仅以面图层数据进行数据伪装与还原处理, 该方法也可以适用于 点、 线类型图层数据。
     本发明实施例中仅以 shp 格式的 GIS 矢量数据进行数据伪装与还原处理, 该方法 也适用于 GML、 E00、 MIF 等其它格式 GIS 矢量数据的数据伪装与还原处理。
     (3) 测试分析。
     由上述实施例中原始数据与伪装处理数据的效果图 (图 4、 图 5) 可知 : 数据经伪装 处理后, 虽仍为可使用 GIS 软件正确打开的 shp 数据, 但每个坐标点的位置发生了较大变 化, 对于数据精度质量要求较高的 GIS 矢量数据来说, 这一处理显著降低了数据质量和数 据使用价值, 限制了非法拷贝或拦截数据的正常使用, 达到一定的数据保护目的。 只有合法 用户获取到密钥文件, 才能正确、 无损地还原数据。
     综上分析, 本发明所采用的方法可以成功地应用于 GIS 矢量数据的伪装与还原处 理, 一定程度上满足 GIS 矢量数据的隐藏通信与安全传输需求。

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1、10申请公布号CN102332079A43申请公布日20120125CN102332079ACN102332079A21申请号201110274342922申请日20110916G06F21/24200601H04L9/0820060171申请人南京师范大学地址210046江苏省南京市栖霞区文苑路1号72发明人李安波闾国年周卫74专利代理机构南京知识律师事务所32207代理人汪旭东54发明名称基于误差随机干扰的GIS矢量数据伪装与还原方法57摘要本发明公开了一种基于误差随机干扰的GIS矢量数据伪装与还原方法,属于地理信息安全领域。本方法的数据伪装处理步骤主要包括(1)打开一个GIS矢量数据图层。

2、文件,判断图层类型并计算横坐标数据中小数点后的位数N,设置8位二进制随机信息做为密钥KEY,并存入密钥文件;(2)数据读取及分组;(3)针对数组队列D中的每个分组DI,进行数据的误差干扰处理;(4)循环步骤(2)(3),直至每一要素处理完毕后,保存伪装后的数据文件。本发明的方法能有效提高GIS矢量数据在数据传输、脱密处理中的安全性,可应用于GIS矢量数据的隐藏通信与安全传输。51INTCL19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书3页附图2页CN102332092A1/1页21基于误差随机干扰的GIS矢量数据伪装与还原方法,包括以下过程(1)伪装过程步骤一打开一个GI。

3、S矢量数据图层文件,判断图层类型并计算横坐标数据中小数点后的位数N,设置8位二进制随机信息做为密钥KEY,并存入密钥文件;步骤二数据读取及分组如果为线面类型数据,则每次读取一个要素中的所有点的横坐标,计算点的个数M,并按照,分为L组,组织到数组队列D中;如果为点类型数据,则读取该文件中的所有点要素,计算点的个数M,并将相关点要素的横坐标按照,分为L组,组织到数组队列D中;步骤三针对数组队列D中的每个分组DI,进行数据的误差干扰处理,具体方法为取该分组DI中第一个数据DI1的小数点前第一位的值D;如果02N,按照,分为56组。将每组数据写入数组D后并添加入数组队列D中。0018步骤三对数组队列D。

4、中的每一数组DI,进行数据的误差干扰处理。本实施例中,第一个数组D1中第一个数据为12149738309820822,其小数点前第一位的值D为1,符合02N,按照,分为56组。将每组数据写入数组D后并添加入数组队列D中。0024步骤三对数组队列D中的每一数组DI,进行数据的误差干扰处理。本实施例中,第一个数组D1中第一个数据小数点前第一位的值D为1,符合0DN1条件,则将该分组中相应密钥信息位为1的第1、4、6、8等四个数据,进行小数点后的第1位与第2位数据交换。0025步骤四循环步骤二至三,直至每一要素处理完毕后,保存还原后的数据文件。0026本发明实施例中仅以SHP格式面图层数据的横坐标进。

5、行数据伪装与还原处理,该方法也可以适用于使用该数据的纵坐标进行数据伪装与还原处理。0027本发明实施例中仅以面图层数据进行数据伪装与还原处理,该方法也可以适用于点、线类型图层数据。0028本发明实施例中仅以SHP格式的GIS矢量数据进行数据伪装与还原处理,该方法也适用于GML、E00、MIF等其它格式GIS矢量数据的数据伪装与还原处理。0029(3)测试分析。0030由上述实施例中原始数据与伪装处理数据的效果图(图4、图5)可知数据经伪装处理后,虽仍为可使用GIS软件正确打开的SHP数据,但每个坐标点的位置发生了较大变化,对于数据精度质量要求较高的GIS矢量数据来说,这一处理显著降低了数据质量和数据使用价值,限制了非法拷贝或拦截数据的正常使用,达到一定的数据保护目的。只有合法用户获取到密钥文件,才能正确、无损地还原数据。0031综上分析,本发明所采用的方法可以成功地应用于GIS矢量数据的伪装与还原处理,一定程度上满足GIS矢量数据的隐藏通信与安全传输需求。说明书CN102332079ACN102332092A1/2页6图1图2图3说明书附图CN102332079ACN102332092A2/2页7图4图5说明书附图CN102332079A。

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