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《武汉大学》 2016年
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云环境下遥感影像内容安全研究

熊礼治  
【摘要】:随着遥感影像的共享服务和应用变得越来越多,遥感影像数据在开放网络环境下的共享服务安全性也受到了越来越多的重视。遥感影像的敏感性和特殊性,使其相比于一般数字媒体,安全性需求更高。遥感影像作为一种特殊的数字媒体,既具有数字媒体的特性,又有不同于一般数字媒体的特殊需求。因此,对遥感影像内容安全进行单独的研究是必要的。遥感影像属于典型的“大数据”,传统技术已无法满足其大规模地共享服务和应用处理,而先进的云计算技术能为具有海量数据的遥感影像共享服务和应用处理提供强有力的保障。但云计算环境本身存在特殊的安全问题,使得云环境下遥感影像内容安全研究成为了重要研究课题,它既要解决云环境数据安全问题,也要解决遥感影像的内容安全问题。但是目前针对云环境下遥感影像内容安全的研究处于起步阶段,理论和方法没有形成体系,因此,针对云环境下遥感影像内容安全的研究非常必要,具有重要理论意义和实用价值。针对云环境下遥感影像内容安全问题,本文将首先构建可证安全的交换密码水印方法,为解决遥感影像内容安全问题奠定基础。在此基础上,研究结合重加密与交换密码水印的方法,为解决云环境下数据安全问题和遥感影像内容安全提供理论方法。研究针对遥感影像的多水印算法,为解决遥感影像共享应用中的多水印需求提供解决方案。最后,提出云环境下遥感影像内容安全共享服务模型,为云环境下遥感影像内容安全共享服务提供技术基础。主要研究内容如下:1)可证安全的正交分解交换密码水印算法数字媒体的内容安全保护存取安全和使用安全,而密码和水印是分别实现这两类安全的常用方法。只有结合密码和水印才能真正的为数字媒体提供完整性保护。针对目前交换密码水印算法的适用性不足、融合性缺乏和安全性分析不够等问题,研究可证安全的正交分解交换密码水印算法。通过对数字媒体内容安全保护的安全性需求分析来重构正交分解交换密码水印算法,提出可证安全的正交分解交换密码水印算法。基于内容保护思想和可计算安全性原则,分析算法的安全性,为后续的研究内容奠定基础。2)重加密和水印结合算法研究重加密是为云环境数据安全而发展的加密方法,因此,将重加密和水印二者有机结合可以为云环境数字媒体数据服务提供完整的内容保护。本文首先通过构建面向云环境数据服务的安全可信模型,为云环境数据服务提供安全保障。在此模型的基础上,本文设计了基于EIGamal的重加密算法,为云环境下数据服务的重加密模型提供了实现实例。接着,研究实现重加密处理和水印操作在时空上无缝融合而操作上相对独立的理论方法,提出适用于云环境的安全交换重加密水印算法,为云环境下遥感影像数据共享服务安全提供理论基础。3)遥感影像多水印算法遥感影像数据共享服务有着多样化的需求,很多情况下存在多方版权保护和验证的需求,遥感影像多水印算法成为了一个必要研究内容。遥感影像作为一种特殊的图像媒体,具有一般图像的共性即可视性,但其自身特征、后期应用特点以及对安全性和计算效率性的要求等方面,又有别于一般数字图像。因此,本文首先根据遥感影像的特点,选取水印操作域及组织数据。在此前提下,根据不同的应用需求,筛选合适的水印方法。接着,在正交分解可证安全交换密码水印原理的基础上,提出了基于正交分解的遥感影像多水印算法。4)云环境下遥感影像内容安全共享模型应用研究本文根据云环境下遥感影像内容安全共享需求,提出了云环境下遥感影像内容安全共享服务模型。在安全共享服务中,对遥感影像的使用权限进行分类,分为可以得到原始遥感影像的第一类权限,可以得到含水印遥感影像的第二类权限以及可以得到含可逆水印遥感影像的第三类权限。每一类权限都有不同的应用需求。在第三类权限中,遥感影像拥有者可以根据嵌入信息容量控制遥感影像后期应用影响,用户通过申请可以得到原始遥感影像。对此,本文在基于正交分解的安全交换重加密水印算法的基础上,提出了云环境下遥感影像结合加密和可逆标记算法。最后,本文总结了云环境下遥感影像内容安全研究,并指出了在本文的基础上,需要进一步进行研究的方向。
【学位授予单位】:武汉大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:TP751;TP309.7

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