哈希技术在二维CAD图拓扑认证中的应用

"基于哈希的二维工程CAD图拓扑关系认证技术" 本文主要探讨的是如何利用哈希技术来验证二维工程CAD（计算机辅助设计）图的拓扑关系完整性。在CAD设计中，拓扑关系是描述图形元素之间相互连接和依赖的重要属性，对于确保图纸的正确性和一致性至关重要。马晓斌、叶颖和苏智勇三位作者提出的算法旨在解决这个问题，以防止图纸在传输或存储过程中因意外或恶意篡改导致的拓扑关系破坏。 首先，该算法通过提取CAD图的拓扑关系构建拓扑图，这是认证的基础。这一步骤涉及识别和记录各个图形元素之间的连接，如线条、形状和它们之间的相互作用。 接下来，为了量化这些拓扑关系，论文提出了局部拓扑量化模式（LTQP）。LTQP是一种方法，用于将组件的拓扑特征转换为可量化的形式，便于后续处理。通过这种方式，可以更准确地捕获和表示组件间的拓扑差异。 然后，算法将图中的组件按照特定规则编码并分类。分类的目的是基于组件的LTQP值，利用离散余弦变换（DCT）生成每个类别的哈希序列。离散余弦变换是一种信号处理技术，常用于数据压缩和特征提取，在这里被用来从不同的角度捕获组件的拓扑信息。 将所有类别的哈希序列合并后，得到一个完整的图纸哈希序列，这个序列代表了原始图纸的拓扑指纹。如果图纸被非恶意操作（如旋转、缩放或平移）改变，算法仍能保持一定的鲁棒性，即在这些操作下，哈希序列不会发生显著变化，从而保证了对非恶意修改的容忍度。 然而，当遇到恶意的拓扑攻击，即有人故意改变图纸的拓扑结构时，该算法会表现出脆弱性。但这种脆弱性也成为了检测攻击的线索，因为不同类型的组件受到攻击时，对应的哈希序列会有所不同，从而可以帮助定位到被篡改的组件类别。 这项研究为二维工程CAD图的完整性提供了重要的保障手段，通过哈希技术和拓扑分析，能够在一定程度上防止图纸被恶意篡改，并能有效地识别出潜在的修改。这种方法对于工程设计、制造和质量控制等领域具有实际应用价值，能够帮助维护设计的准确性和安全性。