數(shù)據(jù)起源過濾機制的研究與評估.pdf

1、隨著社會信息化水平的不斷提升，各類軟件信息系統(tǒng)不斷采集或產生大量數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡在不同應用系統(tǒng)之間、不同組織之間共享和融合。作為描述數(shù)據(jù)的元數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)起源能夠記錄數(shù)據(jù)對象從產生到消亡整個生命周期內的演化過程，經常呈現(xiàn)為由起源元素、直接和間接依賴關系構成的起源圖。起源可用于數(shù)據(jù)可信度提升、加工過程反推演、錯誤原因和責任人追溯等等。在大型起源感知系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)的演化過程復雜，伴隨數(shù)據(jù)發(fā)布的起源可能存在敏感信息。在不同系統(tǒng)和組織之間共享起

2、源時需要保障其機密性。起源過濾是通過改造起源圖以保證其安全的新技術。
　　現(xiàn)有起源過濾機制存在不能過濾間接依賴關系、過濾對象覆蓋不全面、缺乏科學的評估模型、不能兼顧起源過濾多目標要求尤其是語義可用性不高等問題。為克服上述不足，論文提出了多目標起源過濾框架、起源語義可用性修復機制和面向復雜需求的起源過濾機制。
　　首先，論文提出了一個多目標起源過濾框架（MOPSA），作為開展起源過濾機制研究的基礎理論框架。該框架闡釋了機密性、

3、語法有效性、語義可用性等典型過濾目標要求，歸納了起源過濾機制應遵循的過濾約束，區(qū)分了敏感的起源元素、直接依賴關系、間接依賴關系等過濾需求，形式化了匿名、刪除、抽象、修復等四類典型的過濾操作，為制定過濾策略提供了參考。此外，該框架還提出了起源過濾評估模型，通過計算節(jié)點、邊、連通路徑的保留率定量地評估起源語義可用性。該模型定義了起源過濾報告需包含的必要指標，使得起源所有者能夠準確地把握起源過濾機制對需求的滿足程度。
　　其次，論文基于

4、MOPSA框架設計并實現(xiàn)了起源語義可用性修復機制，解決了語義可用性較低的問題。該機制定義了針對三類起源元素和七類依賴關系的過濾和修復規(guī)則。其中，過濾規(guī)則能夠實現(xiàn)所聲明的起源過濾需求，滿足機密性要求；修復規(guī)則遵循起源依賴關系的性質，能夠在滿足語法有效性的基礎上提高語義可用性。起源語義可用性修復機制依據(jù)過濾對象的類型及其在起源圖中的上下文，選擇并應用合適的規(guī)則、以邊過濾邊修復的方式實現(xiàn)過濾需求。由實驗數(shù)據(jù)分析結果得知，相比于現(xiàn)有典型起源過濾

5、機制，該機制在滿足機密性和語法有效性的基礎上將語義可用性提高了至少18％。
　　最后，論文基于MOPSA框架設計并實現(xiàn)了面向復雜需求的起源過濾機制，在兼顧多目標要求的同時解決了過濾對象覆蓋不全面的問題。首先，設計了針對間接依賴關系的過濾機制，包含具體的過濾規(guī)則和修復規(guī)則。其中，過濾規(guī)則基于最小代價決策法，通過貪婪算法篩選出代價最小的方法對敏感間接依賴關系對應的連通路徑集進行過濾；修復規(guī)則實現(xiàn)了對連通性受損的其他所有路徑的修復。其次