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遥感影像数据的保护

尹立杰  
【摘要】: 随着航天技术迅猛发展,遥感影像数据日益成为民用空间信息服务的主要数据源,因此海量遥感影像数据的专项保护技术急待研究。 目前,针对一维文本数据、多维多媒体数据的保护方法,如版权保护的数字水印技术,保障数据机密性的加密技术,已有大量的可行性研究。但这些保护技术面对遥感影像数据的海量、重构图的精度要求,显示了无法克服的弱点。 分组加密算法常用于大数据量的加密保护。如果直接用于遥感数据,就无法避免同一密钥的高频使用。此外,以数学复杂变换为保障的分组加密算法所需的计算资源,是实时数据处理中难于承受的。 数字水印技术是用于数字多媒体数据的版权保护的技术。遥感数据解译精度要求,使得水印的添加位置和强度大小受到限制,必须具有强抗压缩的能力。 依照Kerckhoff第一安全原则和系统安全判定的依据,本文结合遥感影像的编码方法和遥感影像解译的要求,提出了以下保护方法: (1)基于嵌入式零树编码(Zero-tree Embedded Coding ,EZW)的鲁棒性版权保护方法: 压缩是对遥感影像数据版权的主要攻击手段。EZW是高效的编码方法,在遥感数据的EZW域,采取量化替换策略进行水印添加,在满足遥感影像数据精度的要求下,实现了具有抗压缩攻击能力的鲁棒性版权保护。 (2)引入混沌加密理论的数据保护方法: 混沌系统对初始条件敏感,长期性演化不可预测,为实现计算机真随机数序列提供了方法。本文首次引入了安全的TD-ERCS混沌系统,实现了静态专题解译遥感影像数据在DCT压缩域多维单向性置乱保护的方法,解决了分组加密时密钥复用的致命弱点。 (3)提出了EZW算法与混沌加密相结合的实时传输保护方法: 实时数据处理的计算资源是有限的,数据加密过程受到计算资源的制约。本文提出的组合算法,运用混沌理论,在遥感影像数据的EZW压缩域,对实时数据进行置乱保护,满足遥感影像精度要求的同时解决了计算资源占用的问题。


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