关系数据库数字水印攻击与防御研究

论文摘要

数字水印技术是信息安全技术的重要分支,是对数字产品实施版权保护最有效的技术手段之一。随着数据库技术的不断发展及数据库管理系统的广泛应用,数据库中数据的安全问题越来越受人们的重视,对数据库实施版权保护已成为目前数据库安全研究的重点问题之一。利用数字水印技术实施数据库的版权保护引起了研究者们的注意,关系数据库数字水印技术应运而生。随着关系数据库数字水印技术的发展,对水印攻击的研究不断深入,如何设计出有效抵抗数据库水印攻击的水印算法是研究的重点之一。本文只对数值型关系数据库进行研究。在分析已有的水印算法的基础之上,研究存在的水印攻击,针对还未很好解决的水印攻击设计出能够有效抵抗的水印算法。本文首先提出一种能够有效抵抗可逆攻击的水印算法。为了抵抗可逆攻击,对原始数据库进行特征运算构造特征码,并将此基于数据库内容的特征码作为水印信息嵌入数据库。文中给出了特征运算的详细设计,并提出了与以往不同的水印嵌入方法。实验结果表明算法能够有效抵抗可逆攻击,并对子集攻击有很好的鲁棒性。最后,分析算法存在的不足,对算法进行进一步改进。接着提出一种能够有效抵抗属性攻击的水印算法。对数据库中存在的属性攻击进行分类,并分别提出相应的解决方法。为了抵抗属性重排序攻击,在水印嵌入和提取前对待嵌入水印的属性列根据其属性名称进行排序；为了抵抗属性删除攻击,将水印信息重复嵌入到多个属性列中；为了抵抗属性增加和属性更改攻击,在水印提取时采用多数投票选举机制,并要求水印信息足够分散。在上述分析的基础上,提出了能够抵抗属性攻击的水印算法。最后的实验分析表明算法能够有效抵抗属性攻击,并且具有很好的鲁棒性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 研究意义
• 1.3 研究内容
• 1.4 本文的组织结构
• 第2章 关系数据库数字水印研究现状
• 2.1 引言
• 2.2 数字水印的基本原理和通用模型
• 2.2.1 基本原理
• 2.2.2 通用模型
• 2.3 数字水印的特征及分类
• 2.3.1 数字水印的特征
• 2.3.2 数字水印的分类
• 2.4 数字水印攻击
• 2.5 关系数据库数字水印分析
• 2.5.1 关系数据库对数字水印技术的要求
• 2.5.2 数字水印技术对关系数据库的要求
• 2.5.3 关系数据库数字水印的特征
• 2.6 关系数据库数字水印典型算法
• 2.6.1 R.Agrawal的关系数据库数字水印技术
• 2.6.2 R.Sion的关系数据库数字水印技术
• 2.6.3 牛夏牧的关系数据库数字水印技术
• 2.6.4 ZHANG YONG的关系数据库数字水印技术
• 2.6.5 ZHANG ZHI-HAO的关系数据库数字水印技术
• 2.7 关系数据库数字水印典型攻击及防御
• 2.8 小结
• 第3章 一种抵抗可逆攻击的数据库水印算法
• 3.1 解释攻击
• 3.2 可逆攻击
• 3.3 哈希函数
• 3.4 抵抗可逆攻击的算法设计
• 3.4.1 水印信息的构造
• 3.4.2 水印信息的嵌入
• 3.4.3 水印信息的提取和检测
• 3.5 实验结果和性能分析
• 3.5.1 性能分析
• 3.5.2 可逆攻击分析
• 3.5.3 鲁棒性分析
• 3.6 算法改进
• 3.6.1 算法改进描述
• 3.6.2 改进实验结果
• 3.7 小结
• 第4章 一种抵抗属性攻击的数据库水印算法
• 4.1 相关工作
• 4.2 属性攻击及防御
• 4.3 抵抗属性攻击的算法设计
• 4.3.1 相关定义
• 4.3.2 水印信息的嵌入
• 4.3.3 水印信息的提取
• 4.3.4 水印信息的检测
• 4.4 仿真实验和性能分析
• 4.4.1 性能分析
• 4.4.2 属性攻击分析
• 4.5 算法分析
• 4.6 小结
• 第5章 结论与展望
• 5.1 全文总结
• 5.2 下一步工作
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士期间发表的论文