關系型數(shù)據(jù)庫水印認證.pdf

1、早在700多年前，第一篇有關于水印的文章發(fā)表在手工藝術的領域上。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[2]中提到，最近一項研究表明，一次成功的攻擊造成的損失幾乎相當于整個美國產(chǎn)業(yè)的成本。在2014年，網(wǎng)絡犯罪對美國企業(yè)造成了6053萬美元的損失。網(wǎng)絡犯罪可以定義為：通過計算機和網(wǎng)絡的途徑對

2、特定團體，個人以及企業(yè)進行在線的攻擊。網(wǎng)絡攻擊能夠直接攻擊計算機或者不在計算機網(wǎng)絡內(nèi)的目標。
　　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，調查研究，取證和名譽管理等預防措施的成本，同時也包括新技術中的數(shù)據(jù)投資。
　　網(wǎng)絡攻擊同樣損害了企業(yè)的名譽和降低了當前以及潛在客戶的信任度，從而導致營業(yè)額和客戶占有率下降。目前，數(shù)字數(shù)據(jù)無所不在并且對于擁有者來說非常重要，保護它們不受非法索取，非

3、法復制，詳細內(nèi)容變得十分有必要。隨著信息技術的發(fā)展，數(shù)字數(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，但同時也可能會被懷有惡意目的的第三方蓄意攔截。然而，個人或者組織敏感信息是作為數(shù)據(jù)存儲的，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，非法復制和盜版。為了解決上述的問題，在十年前很多技術已經(jīng)開始被采用，主要有密碼學、速記法、指紋識別以及水印。

4、每一種技術都有自己的優(yōu)點和缺點。目前，任意數(shù)據(jù)類型的數(shù)據(jù)庫普遍存在，因此保護它們的可靠性和身份認證變得至關重要。針對這些問題，相關學者提出了相應的技術，這些技術各有優(yōu)劣。
　　其中，數(shù)字水印是一種比較認可的技術，這種技術通過將信息（主要是二進制序列信息）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。在脆弱水印技術中，數(shù)據(jù)的完整性能夠得到保護，免受非法篡改。在這篇論文中，針對關系數(shù)據(jù)庫的身份認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)庫設置為不允許任何修改，但這樣會導致數(shù)據(jù)在水印過程中拒絕任何修改為了處理這個問題，我們已經(jīng)設計和開發(fā)出一個具有理論性和實際可行性的無失真的水印技術來保護數(shù)值型數(shù)據(jù)庫的身份認證。這種技術首先將數(shù)據(jù)庫分為若干個獨立的方陣組。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。最后，完整性驗證通過計算每組矩陣行列式的值和次對角線來實現(xiàn)的。
　　因此，這種技術對于任何對數(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。
　　但實際上，在水印嵌入過程中，并不是所有的關系數(shù)據(jù)庫都能被設計成數(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。從理論和實際角度出發(fā)，這種技術在隱藏關系數(shù)據(jù)庫的信息的同時保留了一些預定義的約束。此外，這種技術主要從水印嵌入和識別的過程中進行優(yōu)化。在嵌入過程中，單個水印位能夠安全地插入到每個數(shù)據(jù)分塊中。在識別過程中，運用一種計算最

7、優(yōu)閾值來識別使用了優(yōu)化方法的水印。該技術將數(shù)據(jù)庫分為若干個不同的方陣組，并且在修改數(shù)據(jù)庫的同時保留了每個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記，而且能夠識別和定位對數(shù)據(jù)的惡意修改。我們的第三個技術針對第二種技術做了改進，能夠對數(shù)值型和非數(shù)值型的數(shù)據(jù)庫進行身份認證。這種技術首先將數(shù)據(jù)庫進行分組，然后將每組按照一定的順序將元祖進行排序，并且計算方陣組中非數(shù)值型的數(shù)據(jù)的ASCII碼，最后將它使用在水印的嵌入