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電力物資供應(yīng)鏈信息安全論文參考
1文本數(shù)字水印技術(shù)在電力物資供應(yīng)鏈中應(yīng)用的需求分析
1.1供應(yīng)鏈的流程主要包含：備件生產(chǎn)、采購、儲備與庫房建設(shè)、管理等一系列流程，需要設(shè)備供應(yīng)商、采購商與用戶等輪流接手，將電力物資在此供應(yīng)鏈上順承。因此，只有保證各個環(huán)節(jié)所獲取的信息準(zhǔn)確無誤，才能進(jìn)一步確定最終信息的正確性，進(jìn)而防止信息在傳播過程中遭受惡意攻擊破壞。如果發(fā)現(xiàn)文檔被篡改，合理的進(jìn)行篡改定位，可以及時發(fā)現(xiàn)被改動的信息，防止導(dǎo)致嚴(yán)重的后果。
1.2文本數(shù)字水印技術(shù)文本數(shù)字水印技術(shù)利用文本文檔的冗余空間，完成水印信息的嵌入，以達(dá)到隱蔽通信、真?zhèn)舞b定、內(nèi)容認(rèn)證等目的。文本數(shù)字水印技術(shù)結(jié)合人類視覺系統(tǒng)（HVS），在肉眼感知系數(shù)變化不超過不可感知的范圍內(nèi)，通過微調(diào)文檔格式或改變文檔內(nèi)容嵌入水印信息，以達(dá)到所需目的。基于微調(diào)文檔格式的水印算法主要是在肉眼不可分辨的閾值內(nèi)，輕微改變行間距、字符間距及字符屬性嵌入水印信息，此類水印算法魯棒性較好，可以抵抗一定的攻擊，透明性高，容量大；通過改變文檔內(nèi)容嵌入水印信息的方法主要是依靠同義詞替換和等價句式替換完成水印信息的嵌入，此類算法魯棒性高于基于格式嵌入水印的算法，但是，由于引起了內(nèi)容的變化，透明性較差，容量較小。
2基于字符顏色的文本水印算法
電力物資供應(yīng)鏈中文檔的可信傳輸，針對算法的透明性與魯棒性要求較高，即不能發(fā)生易察覺的變化，引起攻擊者的興趣，保證文檔內(nèi)容不能發(fā)生變化導(dǎo)致歧義的同時還必需保障算法具備較好的魯棒性以抵抗攻擊。因此，本文采取基于改變字符顏色嵌入水印信息的水印算法。根據(jù)人眼視錐細(xì)胞對顏色的敏感度測試可知，肉眼對顏色的RGB分量敏感度不同，對紅色最敏感，綠色次之，藍(lán)色最弱。為了保證嵌入水印信息具備更好的透明性，本算法不改變字符顏色的R位，而采用修改字符顏色G分量的低三位，B分量的低四位，完成水印信息的嵌入。
2.1水印信息潛入規(guī)則水印信息的預(yù)處理過程為了提高安全性，本算法結(jié)合密碼學(xué)，對水印信息進(jìn)行預(yù)處理，使用漢明編碼對加密后的信息進(jìn)行編碼。基于線性同余法實現(xiàn)了水印信息嵌入位置的隨機化。線性同余偽隨機序列的迭代公式為：xi+1=(axi+c)(modm)其中，m為最接近文檔字符總數(shù)的素數(shù)，a∈(2,m)，c小于m且與m互素。步驟1：輸入密鑰信息，并將其轉(zhuǎn)化為二進(jìn)制序列K=k1k2k3…km；步驟2：輸入水印信息，并將其轉(zhuǎn)化為二進(jìn)制序列W=w1w2w3…wn；步驟3：針對密鑰與水印序列進(jìn)行循環(huán)取模，獲得加密后的二進(jìn)制序列M=m1m2m3…ml，其中，l=max{m,n}；步驟4：基于（7，4）漢明編碼增加監(jiān)督碼，以實現(xiàn)錯位糾正的目的，即可獲得預(yù)處理后的二進(jìn)制序列H=h1h2h3…h(huán)t，其中，t=7*l/4，hi∈0,1,1≤i≤t。水印信息的嵌入步驟1：文檔初始化，將字符顏色均設(shè)置為黑色，即RGB（0,0,0）；步驟2：遍歷文檔，統(tǒng)計字符數(shù)N，判斷預(yù)嵌入空間是否足夠；步驟3：根據(jù)水印信息預(yù)處理部分所得的位置，對于字符（jj<N），嵌入水印信息的間隔標(biāo)識S，進(jìn)行水印信息的循環(huán)嵌入，即修改字符的RGB值，此時，RGB分別被修改為（0,0,1），（0,0,2）；步驟4：選定字符j，若j<N，則執(zhí)行步驟7；否則判斷間隔標(biāo)識，標(biāo)識嵌入完成執(zhí)行步驟5，未完成則執(zhí)行步驟1；步驟5：hi=1時，修改當(dāng)前字符為RGB（0,1,1）；修改下一個字符為RGB（0,1,2）；hi=0時，修改當(dāng)前字符為RGB（0,2,0）；修改下一個字符為RGB（0,2,1）；步驟6：重復(fù)執(zhí)行步驟1-5嵌入信息。步驟7：嵌入完成，保存文檔。
2.2水印信息的提取步驟1：輸入密鑰，將其轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制序列K；步驟2：遍歷文檔，查找RGB被修改的位置，根據(jù)嵌入的規(guī)則，提取“1”，“0”，得到二進(jìn)制序列S；步驟3：通過對S解碼和糾錯，得到二進(jìn)制序列M；當(dāng)imod7=0時，計算校正子，如果3位校正子全為0，則水印未被篡改，如果得到其它值，對其進(jìn)行篡改定位并進(jìn)行一位錯碼糾正，去除監(jiān)督位。步驟4：對二進(jìn)制序列M與密鑰K進(jìn)行循環(huán)取模，可以得到水印信息的二進(jìn)制序列，再對其進(jìn)行轉(zhuǎn)換，得到輸入的水印信號。
3實驗結(jié)果與實驗分析
本實驗隨機選取3篇包含中、英文字符的word文檔為測試文檔，對其進(jìn)行水印信息的嵌入和提取，以及攻擊實驗，其中，嵌入的測試水印信息為“電力物資123”。
（1）透明性分析：該算法的透明性設(shè)計充分考慮了HVS，滿足肉眼不可分辨字符色彩有所變化的范圍。同時，由圖1和圖2對比所見，嵌入信息后的文檔與原始文檔并無差異。
（2）魯棒性分析：該算法的魯棒性較強，由于此算法采用循環(huán)嵌入水印信息的方式，因此，含有水印信息的文檔只要有一個完整的水印信息沒有被攻擊破壞，就可以完成該水印信息的檢測提取。該算法可以抵抗除了全篇字符顏色攻擊外的其他格式攻擊，同時，在針對一部分字符遭受顏色攻擊時可以成功進(jìn)行篡改定位。針對內(nèi)容攻擊，該算法的魯棒性亦較強，只要全篇內(nèi)容沒有均遭受攻擊，嵌入的水印信息就可以被正確檢測。
（3）容量分析：該算法基于改變字符RGB值完成水印信息的嵌入，一個字符可以完成一個字節(jié)信息的嵌入，容量很大，但是，算法中結(jié)合了糾錯機制，即漢明編碼，每7個碼字包含4個信息位，糾正1比特錯誤。因此，平均兩個字符可以完成一個字節(jié)水印信息的嵌入，容量可以滿足基本的使用。綜上，該算法具備透明性、容量較大的特點，可以實現(xiàn)針對內(nèi)容進(jìn)行隱蔽通信，不易引起對手的興趣，該算法魯棒性較強，可以抵抗一定的攻擊，同時該算法具備一定的篡改定位性能，進(jìn)一步保障了文檔的安全傳輸。
4結(jié)束語
針對電力系統(tǒng)的可靠運行，電力物資供應(yīng)鏈各個環(huán)節(jié)的信息傳輸安全具備重要作用。本文提出將一種文本數(shù)字水印算法用于電力物資供應(yīng)過程中文本文檔信息安全保護(hù)，可以進(jìn)一步提高文檔在各個環(huán)節(jié)傳遞的安全性。通過針對該算法進(jìn)行水印信息的嵌入、提取與攻擊實驗，證明該算法具備容量較大、透明性高、魯棒性強等特點，同時該算法還具備針對對應(yīng)算法嵌入屬性攻擊進(jìn)行篡改定位的性能，驗證了該算法可以滿足隱蔽通信、內(nèi)容認(rèn)證及篡改定位的要求，具備一定的實際工程意義。
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