轨迹数据的完整性检测方法研究

发布时间：2019-09-07 07:03

【摘要】：随着信息技术的快速发展,轨迹数据被广泛用于移动对象导航、放牧管理、数据挖掘等方面。网络技术的快速发展使轨迹数据的传递与交换变得非常便捷,与此同时,数据安全却面临新的挑战:如何验证数据内容的完整性、如何保护轨迹数据的版权等。在轨迹数据的应用过程中,数据的完整性是轨迹数据应用的前提,所以需要一种新的方法,在轨迹数据应用之前能检测其是否完整。本文的研究内容包括以下几个方面:(1)为了检测轨迹数据的完整性,本文分别提出了脆弱水印和公用水印的方法。在基于脆弱水印的轨迹数据完整性检测算法中,水印嵌入算法是以嵌入两次水印的方式将组水印和轨迹点水印这两种脆弱水印信息嵌入到轨迹数据中。嵌入水印时,首先将轨迹数据按照时间分为若干个组,然后将由组标识生成的组水印和由轨迹点坐标生成的轨迹点水印按照一定的规则分别嵌入到轨迹点坐标的最低有效位和轨迹点坐标的次最低有效位。水印检测算法分别对轨迹数据进行组水印检测和轨迹点水印检测,然后通过水印验证向量的结果模式来判定轨迹数据的完整性和篡改类型。实验结果表明,该算法可以有效的检测出轨迹数据的完整性。(2)由于脆弱水印不能公开检测水印的完整性,而且在嵌入水印的时候会降低数据的质量,因此又提出了公有水印算法。在该算法中,其水印生成算法是利用空间金字塔模型从底层到顶层逐层生成水印信息。水印检测算法是数据使用者通过获取公开的水印信息与利用空间金字塔模型生成水印的信息,从顶层到底层依次做比较来验证轨迹数据的完整性。实验结果表明,该算法对于被篡改的数据可进行检测并定位。(3)轨迹数据完整性检验工具的设计与实现。为了方便水印算法的使用,基于WampServer和Net Beans开发环境,通过PHP语言开发了轨迹数据完整性检测工具。该工具包含水印生成、水印嵌入、水印检测和轨迹数据模拟篡改等功能。本文根据轨迹数据的特征,设计了两种轨迹数据完整性检测的算法,开发了轨迹数据完整性检测的工具,实现了轨迹数据完整性检测的目的,最后并通过实验证明了算法的可靠性。
【图文】：

主界面,轨迹,公有水印,脆弱水印

图 5-2 工具的主界面Fig.5-2 Main interface of tool（1）水印算法模块该模块主要包括脆弱水印算法和公有水印算法，并实现了轨迹数据生成水印和检测水印的功能，如图 5-3 所示。该模块可以用公有水印算法或者脆弱水印算法检测轨迹数据的完整性。当选择某一种水印算法后，可以按照水印生成，模拟攻击，，水印检测的步骤判断轨迹数据的完整性。默认情况下先将当前没有嵌入水印的轨迹数据进行备份，也可以选择手动备份当前轨迹数据。

模块图,水印算法,模块,轨迹

图 5-3 水印算法模块Fig.5-3 Watermarking algorithm module（2）轨迹数据模块该模块的主要功能包括轨迹数据的查看和轨迹数据的模拟篡改。其中轨迹数据的模拟篡改包括修改轨迹数据、删除轨迹数据、增加轨迹数据等。增加、删除、修改轨迹是指根据输入的比例对选择的轨迹数据进行模拟篡改或者按组进行模拟篡改。轨迹数据的查看不仅可以查看轨迹数据，而且可以直观的观察到对数据篡改的效果，以及水印嵌入前后轨迹数据的变化情况。在轨迹数据的显示区有分页查看等功能，以方便使用者查看。当轨迹数据加载后，其基本信息中会自动显示，如：轨迹数据的总条数，轨迹数据有多少分组，每组有多少条数据等，如图 5-4 所示。
【学位授予单位】：石河子大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TP309.7

【参考文献】