结合选择性内容加密与数字指纹的遥感影像内容安全保护方法研究

遥感信息高度敏感，一旦被非法泄露、传播，将给国家安全和利益带来严重危害。只有同时结合加密和数字指纹才是全面有效的安全保护。当前有关成果加密安全性不高、抗合谋攻击能力不足，没有考虑遥感影像的数据特征和特殊需求；并且若相对每个用户生产具有指纹的遥感影像海量数据定制版本，计算量特别巨大。针对上述问题，课题创新性提出结合选择性内容加密和数字指纹的遥感影像内容安全保护方法。该方法基于Blakley秘密分享原理，结合加密密钥、遥感影像指纹嵌入区域选取及具有级联结构的指纹码，提出解密控制矩阵生成算法，成功实现选择性内容加密和数字指纹的融合；即使用户数量众多，所有用户只需共享一个密文版本，通过不同解密控制矩阵解密，即可自然生成具有指纹定制的遥感影像用户版本，显著降低遥感影像数据生产和分发的工作量。本课题的研究成果有望为遥感影像提供内容加密和数字指纹结合的全面安全保护，并显著提高遥感影像安全分发的效率。

遥感信息高度敏感，一旦被非法泄露、传播，将给国家安全和利益带来严重危害。只有同时结合加密和数字指纹才是全面有效的安全保护。当前有关成果在加密安全性、数字指纹的抗合谋攻击能力及安全分发的效率等方面存在不足，且没有考虑遥感影像的数据特征和特殊需求。针对上述问题，项目开展了深入的研究，并创新性地提出了几种结合选择性内容加密和数字指纹的遥感影像内容安全保护方法。.项目针对海量遥感影像安全分发存在的效率及安全性问题，提出联合数字指纹与解密(JFD)的内容安全保护方案，利用“一次加密，分用户不同解密”的思想，只对遥感影像进行一次加密，所有用户只需共享一个密文版本，而不同用户通过不同解密控制矩阵解密，即可自然生成具有指纹定制的遥感影像用户版本，能显著降低遥感影像数据生产和分发的工作量，大大提高遥感影像安全分发的效率。.项目针对遥感影像的信息嵌入必须兼顾不可见性和近无损性的难题，提出基于邻域相似度的遥感影像内容安全保护方法，定义邻域相似度，选取加密后邻域相关性保持较好及对遥感影像内容影响较小的区域作为指纹嵌入区域，部分解密后形成数字指纹，既继承了JFD框架高效的特性，又保证了遥感影像在嵌入指纹后依然具有较好的图像质量，且不影响遥感影像的后续应用。.项目针对当前内容安全保护方法普遍需要进行部分解压缩才能获得操作系数，存在影响压缩比、影响效率等问题，创新性提出一种压缩域内容安全保护方法，采用变模加密方法对压缩码流直接进行加密，解决了加密造成的非法码字问题，保证了密文的格式兼容性；采用基于空间映射的指纹嵌入方法，解决了压缩码流几乎没有冗余信息，指纹信息难以嵌入的问题。这种方法能直接针对压缩码流进行操作，无需任何解压缩操作，效率更高，不影响压缩比，是一种真正意义上的压缩域内容安全保护方法。.项目针对加密与数字指纹分属不同正交域，二者结合存在相互干扰的问题，提出一种基于正交变换的的加密与数字指纹（水印）的结合方法，既保证了两种不同操作上的相对独立，又保证了结果的相关耦合，两种操作可任意交换操作次序，且具有较好的安全性和普适性。.项目历时三年，严格按照预定研究计划完成了各项研究内容，达到并超出了预定研究目标，较为圆满地完成了整个项目。项目取得的研究成果能为遥感影像提供内容加密和数字指纹结合的全面安全保护，保证其在传输、使用等过程中的安全，防止敏感信息外泄，确保遥感影像资源安全、广泛、高效应用