矢量地图数据加密技术研究

摘要

随着计算机，互联网的普及和高速发展，GIS矢量地图已从专业领域应用拓展到面向大众和政府部门。在军事领域，GIS矢量地图得到广泛的重视和应用，成为现代化战争的基础。在目前网络化、信息化时代中，获取、复制地理信息产品更加方便快捷，同时地理信息安全也受到了严峻的挑战，违法行为和侵权行为屡禁不止。因此，地图数据安全需要借助加密技术的保护，防止非法窃取和分发。然而目前矢量地图数据加密技术主要依赖于传统的加密技术，存在加密效率不高、破坏原始数据结构、数据量膨胀等问题。
　　本文分析了矢量地图数据主要的加密技术，分别为基于传统加密算法的加密技术、基于混沌系统的加密技术和矢量地图数据的置乱加密技术，得出了该三种加密技术各自的优劣势，尽管能够满足一定加密需求，但并不实用。
　　本文设计了分层加密方案、批量加密方案和安全分发方案，并提出了一种基于混沌序列的矢量地图数据加密算法。分层加密，该加密方案是按照地图的层次进行加密，有利于矢量地图数据的精细化管理，另外只对矢量地图数据的核心部分进行加密，加密效率得到了改善；接着介绍了批量加密方案，也就是多个用户请求多个文件的加密方案，该方案在保证安全性的前提下提高了加密的效率；最后介绍了安全分发方案，该方案解决了对称加密的密钥在网络上分发的安全问题。本文的核心内容是基于混沌序列的加密算法，本文阐述了该加密算法的加密原理和加密过程。该算法主要是基于混沌系统生成的伪随机序列，利用混沌序列对初始值的敏感性和混沌序列的随机性，随机化置乱要素的横纵坐标，然后分别对横纵坐标做一维离散余弦变换，并选择加密DC值，再进行一维离散余弦逆变换，最后再次经过随机化置乱达到加密整个要素的目的。与传统加密算法相比，该加密方法具有保留原始数据结构，抗穷举攻击强的优点。

目录

声明

第1章 绪论

1.1 研究背景及意义

1.2 国内外研究现状及分析

1.3 研究目标与内容

1.4 论文组织结构

第2章 矢量地图数据加密基础

2.1 混沌系统

2.1.1 混沌的定义

2.1.2 混沌的特性

2.1.3 典型混沌系统模型

2.2.1 非对称加密

2.2.2 对称加密

2.3.1 一维DCT变换

2.3.2 二维DCT变换

2.4.1 矢量地图数据特征

2.4.2 Shape文件

2.5 本章小结

第3章 矢量地图数据加密

3.1 加密方案设计

3.1.1 分层加密方案

3.1.2 批量加密方案

3.1.3 安全分发方案

3.2.1 算法原理

3.2.2 算法描述

3.2.3 算法实例

3.3 本章小结

第4章 矢量地图数据加密系统测试与实验分析

4.1.1 测试环境

4.1.2 功能测试

4.1.3 性能测试

4.2 实验与结果分析

4.2.1 加密不同数据的对比

4.2.2 不同加密算法的对比

4.3 本章小结

结论

参考文献

致谢