[發明專利]基于I碼和CFF碼的矢量地圖數字指紋版權保護方法

有效

• 申請號: 201710582789.X
• 申請日: 2017-07-17
• 公開（公告）號: CN107358072B
• 公開（公告）日: 2019-12-27
• 發明（設計）人: 張黎明;呂文清;閆浩文;劉紀平
• 申請（專利權）人: 蘭州交通大學
• 主分類號: G06F21/16
• 分類號: G06F21/16;G06F16/56;G06F16/29
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.基于I碼和CFF的矢量地圖數據數字指紋方法，其特征包括以下步驟：

步驟一：由I碼和CFF碼進行分塊編碼構建指紋庫，具體包括：

(1)選定集合V和抗合謀攻擊人數r，構造n×n元素均為1的布爾矩陣B；

(2)構造N×n的CFF碼字矩陣,具體步驟如下：

(a)生成n×n元素均為1的布爾矩陣B；

(b)以集合{(1,…,r+1),(r+2,…,2r+2),…,(n-r,…,n)}和{(1,n/(r+1)+1,…,(r×n)/(r+1)+1),(2,n/(r+1)+2,…,(r×n)/(r+1)+2),…,(n/(r+1),2n/(r+1),…,n)}的并集作為CFF基礎集G，修改B中對應元素對的值；

(c)以G為初始值，對V中n個元素進行3階全排列，遍歷所有區組，判斷某個區組的元素對B中對應值是否為0，若為0表示該元素對已經出現，應該舍棄該區組；若值為1則表示該元素對尚未出現，應保留該區組；

(d)以CFF區組構造N×N的關聯矩陣M，M中每行對應一個CFF區組，區組元素對應位置值為1，其余位置為0；

(e)將M按位取反得到碼字矩陣C，即為r-CFF；

(f)對C進行擴展，以提高指紋抗合謀攻擊能力，擴展方式為用10和01分別替換1和0，最終得到r-CFF編碼；

(3)構造N×N的I碼碼字矩陣，具體步驟如下：

(g)生成對角線元素為0，其余元素為1的N×N的矩陣，N為r-CFF的區組數；

(h)對下三角全為1的元素取反；

(i)對I碼進行碼字擴展，以抵抗平均合謀攻擊，擴展方式為10和01分別替換1和0；

(4)將I碼作為地區碼，將CFF碼作為用戶碼進行分塊編碼，建立最終的指紋庫，然后將指紋庫進行保存；

步驟二：指紋嵌入過程如下：

(5)讀取矢量地圖數據，應用式(1)將坐標點構造出復數序列；

a_k＝x_k+iy_k(k＝1,2,...,N) (1)

式中，x_k,y_k分別表示頂點坐標X，Y的值，N表示頂點個數，i表示復數的虛部，a_k表示構造出的復數；

(6)對復數序列進行DFT變換，計算得到相位系數和幅度系數；

(7)應用Logistic混沌算法對待嵌入的指紋進行置亂，以增加指紋安全性，Logistic變換的初始值作為指紋信息提取的密鑰；

(8)應用量化索引調制QIM(Quantization Index Modulation,QIM)方法將指紋信息嵌入到相位系數中，使用式(2)量化嵌入指紋：

Q是量化步長，|A_t|表示相位系數，i表示待嵌入指紋的位次，MOD是數學模運算，|A′_t|表示嵌入指紋后的相位系數；

(9)對含指紋相位序列進行DFT逆變換，得到含指紋矢量地圖數據；

步驟三：指紋提取與叛逆者跟蹤

(10)讀取待測矢量地圖數據，根據式(1)產生復數序列；

(11)對復數序列進行DFT變換，得到相位系數；

(12)通過QIM方法提取ICFF的值，Q為指紋嵌入時的量化值；

(13)對提取到的序列進行Logistic反置亂；

(14)對Logistic反置亂后的指紋序列采用投票原則確定指紋信息，得到最終的指紋序列；

(15)計算提取的指紋序列與指紋庫中指紋的漢明距離，判定與可疑指紋序列漢明距離最小的庫中指紋所對應的用戶為非法用戶，從而追蹤叛逆者，使用式(3)計算漢明距離：

n表示指紋的長度，F_i是原始指紋，F_i′是待測數據提取到的指紋，表示漢明距離的計算，D為計算出的漢明距離。