關(guān)系型數(shù)據(jù)庫水印認(rèn)證.pdf

1、早在700多年前，第一篇有關(guān)于水印的文章發(fā)表在手工藝術(shù)的領(lǐng)域上。1292年，這篇最早的水印文章在檔案室被發(fā)現(xiàn)，而檔案室所處的城市是意大利法布里亞諾城鎮(zhèn)，這座城鎮(zhèn)在水印制作產(chǎn)業(yè)的改革中起到了重要的作用。今天，數(shù)據(jù)攻擊成為了越來越有利可圖的犯罪產(chǎn)業(yè)。文獻(xiàn)[2]中提到，最近一項(xiàng)研究表明，一次成功的攻擊造成的損失幾乎相當(dāng)于整個(gè)美國(guó)產(chǎn)業(yè)的成本。在2014年，網(wǎng)絡(luò)犯罪對(duì)美國(guó)企業(yè)造成了6053萬美元的損失。網(wǎng)絡(luò)犯罪可以定義為：通過計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)的途徑對(duì)

2、特定團(tuán)體，個(gè)人以及企業(yè)進(jìn)行在線的攻擊。網(wǎng)絡(luò)攻擊能夠直接攻擊計(jì)算機(jī)或者不在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的目標(biāo)。
　　它使受害者遭受巨大的損失和成本開銷，損失主要包括數(shù)據(jù)的丟失，成本開銷主要是數(shù)據(jù)恢復(fù)，調(diào)查研究，取證和名譽(yù)管理等預(yù)防措施的成本，同時(shí)也包括新技術(shù)中的數(shù)據(jù)投資。
　　網(wǎng)絡(luò)攻擊同樣損害了企業(yè)的名譽(yù)和降低了當(dāng)前以及潛在客戶的信任度，從而導(dǎo)致營(yíng)業(yè)額和客戶占有率下降。目前，數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)無所不在并且對(duì)于擁有者來說非常重要，保護(hù)它們不受非法索取，非

3、法復(fù)制，詳細(xì)內(nèi)容變得十分有必要。隨著信息技術(shù)的發(fā)展，數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)（聲音、圖像、視頻、數(shù)據(jù)庫以及3D）可能需要與指定的接受者共享，但同時(shí)也可能會(huì)被懷有惡意目的的第三方蓄意攔截。然而，個(gè)人或者組織敏感信息是作為數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的，并且為決策支持，資產(chǎn)跟蹤以及不同的需求所共享。這些數(shù)據(jù)在共享時(shí)必須保證保密性和完整性，但是很可惜他們很可能遭受到篡改，非法復(fù)制和盜版。為了解決上述的問題，在十年前很多技術(shù)已經(jīng)開始被采用，主要有密碼學(xué)、速記法、指紋識(shí)別以及水印。

4、每一種技術(shù)都有自己的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。目前，任意數(shù)據(jù)類型的數(shù)據(jù)庫普遍存在，因此保護(hù)它們的可靠性和身份認(rèn)證變得至關(guān)重要。針對(duì)這些問題，相關(guān)學(xué)者提出了相應(yīng)的技術(shù)，這些技術(shù)各有優(yōu)劣。
　　其中，數(shù)字水印是一種比較認(rèn)可的技術(shù)，這種技術(shù)通過將信息（主要是二進(jìn)制序列信息）嵌入到多媒體數(shù)據(jù)中，這些多媒體數(shù)據(jù)主要包括圖像，聲音和視頻。在脆弱水印技術(shù)中，數(shù)據(jù)的完整性能夠得到保護(hù)，免受非法篡改。在這篇論文中，針對(duì)關(guān)系數(shù)據(jù)庫的身份認(rèn)證和篡改定位的問題，提出了

5、三種方法。首先，我們將數(shù)據(jù)庫設(shè)置為不允許任何修改，但這樣會(huì)導(dǎo)致數(shù)據(jù)在水印過程中拒絕任何修改為了處理這個(gè)問題，我們已經(jīng)設(shè)計(jì)和開發(fā)出一個(gè)具有理論性和實(shí)際可行性的無失真的水印技術(shù)來保護(hù)數(shù)值型數(shù)據(jù)庫的身份認(rèn)證。這種技術(shù)首先將數(shù)據(jù)庫分為若干個(gè)獨(dú)立的方陣組。然后，基于組的水印能夠被安全地生成，獲取和被第三方注冊(cè)。最后，完整性驗(yàn)證通過計(jì)算每組矩陣行列式的值和次對(duì)角線來實(shí)現(xiàn)的。
　　因此，這種技術(shù)對(duì)于任何對(duì)數(shù)據(jù)庫的修改有較高的彈性控制，而且篡改能

6、夠定位到屬性組。
　　但實(shí)際上，在水印嵌入過程中，并不是所有的關(guān)系數(shù)據(jù)庫都能被設(shè)計(jì)成數(shù)據(jù)修改完全脆弱性的。一些合法的數(shù)據(jù)庫修改必須能夠被認(rèn)可，并且不能被誤判為篡改；為了解決這樣的問題，我們已經(jīng)提出了一種新的水印技術(shù)。從理論和實(shí)際角度出發(fā)，這種技術(shù)在隱藏關(guān)系數(shù)據(jù)庫的信息的同時(shí)保留了一些預(yù)定義的約束。此外，這種技術(shù)主要從水印嵌入和識(shí)別的過程中進(jìn)行優(yōu)化。在嵌入過程中，單個(gè)水印位能夠安全地插入到每個(gè)數(shù)據(jù)分塊中。在識(shí)別過程中，運(yùn)用一種計(jì)算最

7、優(yōu)閾值來識(shí)別使用了優(yōu)化方法的水印。該技術(shù)將數(shù)據(jù)庫分為若干個(gè)不同的方陣組，并且在修改數(shù)據(jù)庫的同時(shí)保留了每個(gè)屬性值用戶自定義的約束。然后，通過數(shù)據(jù)庫組的行列值來確定哪些屬性需要被標(biāo)記，而且能夠識(shí)別和定位對(duì)數(shù)據(jù)的惡意修改。我們的第三個(gè)技術(shù)針對(duì)第二種技術(shù)做了改進(jìn)，能夠?qū)?shù)值型和非數(shù)值型的數(shù)據(jù)庫進(jìn)行身份認(rèn)證。這種技術(shù)首先將數(shù)據(jù)庫進(jìn)行分組，然后將每組按照一定的順序?qū)⒃孢M(jìn)行排序，并且計(jì)算方陣組中非數(shù)值型的數(shù)據(jù)的ASCII碼，最后將它使用在水印的嵌入