基于区块链的遥感影像数字版权控制技术研究

发布时间：2020-06-22 15:56

【摘要】：目前,各个行业领域对遥感影像数据的应用需求日益增加,人们获取遥感影像数据的成本变得越来越低,甚至不法分子随意的传播、复制、篡改这些数据,使得版权盗版日益泛滥,很多的数字出版商未经授权就随意传播,给遥感影像数据的安全带来了新的挑战。如何防止对遥感影像的非法篡改、传播以及对遥感影像的控制使用成为目前亟待解决的问题。针对上述问题,本文提出了一种基于区块链的遥感影像数字版权保护的策略,并设计了一个基于区块链的遥感影像数据的安全交易系统。该系统主要针对多光谱高分遥感影像进行研究,本文的主要研究工作及成果如下:(1)区块链技术的核心是共识算法,所以现有的共识算法存在的共识问题的基础上,提出了一种基于区块链的遥感影像数字版权共识算法。目前的共识算法主要包括工作量证明算法、Pos、DPos、拜占庭容错算法等。针对拜占庭容错算法共识速度慢和吞吐量低的缺点以及传统的拜占庭容错算法是一种C/S架构的共识模型,研究出了一种新型的分布式的共识算法,称之为基于区块链的遥感影像数字版权共识算法。该算法可以有效的减少全网节点共识达成的时间,改善了共识速度慢和吞吐量低的问题。通过对比实验,提出的基于区块链的共识共识算法的吞吐量比传统的拜占庭容错算法的吞吐量高4.2%,基于区块链的平均共识速度比传统的拜占庭容错算法的平均共识速度快3%,验证了该共识算法的高效性。(2)针对现有的对遥感影像数据保护技术存在的问题,提出一种基于区块链的遥感影像数字版权保护方法,目前的遥感影像数据的保护方法主要有数字水印技术和混沌加密理论等技术,但是这些技术是将数字水印直接镶嵌到遥感影像中,这在一定程度上影响了遥感影像的图像质量,为了在不破坏原有遥感影像数据质量的情况下,研究出了一种基于区块链的遥感影像保护方法。该方法克服了传统数字水印对遥感影像数据的保护技术的缺陷,保证了遥感影像原始的质量。(3)针对上述改进的共识算法和提出的保护模型,设计了一种基于区块链的遥感影像数据安全交易系统。该系统可以上传和下载遥感影像数据、遥感影像数据产品等,通过该系统上传的遥感遥感影像数据需要通过验证是否已经存在,如果验证通过能够上传成功并获得一个数字证书。用户如果想要使用该遥感影像数据数据,需要进行交易,根据交易付费的情况去使用遥感影像数据,在交易的过程中根据付费情况系统会自动生成遥感影像的使用次数、使用时间等权限机制,如果是特别重要的数据需要设置不允许二次开发和转让的权限。该交易系统经过测试在功能上和性能上都满足实际应用的需求。研究结果表明,本文提出的基于区块链的遥感影像数据安全交易系统,能够安全高效的进行遥感影数据的交易;并且能够保证遥感影像数据不被随意复制、篡改以及二次加工,为遥感影像数字版权的保护提供了一种全新的研究方案,对我国高分辨率遥感影像数据的应用提供了非常有价值的意义。
【学位授予单位】：河南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TP751;TP311.13
【图文】：

图 2-1 椭圆曲线的公式曲线图以一个随机生成的私钥 key 为起点，与曲线上预定的生成点 G 相乘获得曲线上的一点，即对应的公钥 KEY，生成点是椭圆曲线的一部分，密钥的生成点都是相同的这是椭圆曲线密钥的生成过程。2.1.3 数字签名数字签名技术是一种安全防护的重要技术，它能够为信息验证提供安全保障，数签名技术的主要内容为签名者实施签名技术的理论基础是密码学，在对传输的信息文进行加密[30]。数字签名就是要在发送的信息上再加上另外一段内容，作为发送者的签并且保证要发送的信息没有被篡改过，发送方首先将需要发送的消息用哈希算法进行次哈希运算得到一个哈希值，然后用私钥对该哈希值进行加密，得到一个数字签名，后再将要发送的信息和数字签名捆绑在一起发送给接收方，接收方接收到消息后，利发送方的公钥对签名进行解密，将加密前的哈希值还原出来，再通过哈希算法将还原

中心节点图 2-2 中心化方式 图 2-3 分布式方式从图2-2中可以看出中心化方式是有一个中心节点作为支撑的，一旦中心节点遭到攻击，整个网络都有可能瘫痪，从整体上来讲是不安全的。从图2-3看出分布式方式是没有中心节点的，每个节点彼此互不信任，整个网络由所有节点共同维护，不存在任何特殊的节点，网络中的每一个几点都有一整套完整的数据记录。2.2.3 数据结构区块链技术是通过建立一个共同维护且不可篡改的分布式账本数据库来记录整个网络的所有交易记录和历史数据，所有的数据都是分布式存储且都是公开透明的。一个完整的区块链系统包含了很多的技术，时间戳、数字签名、非对称的密码学原理、P2P网络、共识算法，以及挖矿和工作量证明机制等[33]。区块链本身其实就是一串由密码学哈希算法对区块头进行哈希运算产生的哈希值所链接的数据区块

【参考文献】

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本文编号：2725894