论文部分内容阅读
随着大数据、云计算的迅猛发展,数据量呈爆炸式增长,海量数据给人们带来价值的同时,也面临严峻的安全挑战。关系数据库作为存储政府公文、交易账单和患者病例等重要数据信息的载体,尤其需要一种安全手段进行保护。一些恶意攻击者经常在没有得到关系数据库所有者允许的条件下就擅自复制、篡改和传播重要信息,该行为不仅严重损害了版权所有者的权利,同时伤害了发行单位的利益,并重创了数字信息产业的安全发展。因此,如何在网络环境下对数据库实施安全保护已成为迫在眉睫的信息安全问题。本文聚焦可逆水印技术,探索面向关系数据库水印安全保护的新举措,主要内容概括如下:(1)对于数值型关系数据库,本文设计了一种基于差分扩展和人工蜂群算法的数据库可逆水印方法,该方法首先利用密钥哈希将数据库元组分成若干子组,然后使用人工蜂群算法寻优,选择最佳嵌入水印的候选属性列,最后采用差分扩展方式对待嵌入水印属性列中的元组进行运算,从而实现水印嵌入。实验结果表明,与现有方法相比,该方案在保证数据最小失真的同时,提高了水印容量和鲁棒性。(2)目前大多数方法是基于对数据库中数值的修改来实现水印嵌入操作,无法保证数据库中原始数据的无损性。同时,一些可逆水印方法存在水印容量小,鲁棒性弱等缺点。鉴于此,本文提出一种基于随机森林和局部二值模式的鲁棒无损数据库可逆水印方法。该方法首先通过随机森林进行特征选择,实现对数据库中高维度属性降维,进而选取可嵌入水印属性列,再应用局部二值模式算法对待嵌入水印的属性特征列提取特征向量,然后将提取的特征向量二值化获得极性向量,最后将极性向量和水印序列进行异或操作生成密钥,从而实现水印嵌入。实验结果表明该方法不仅能够有效保证数据库中数据的完整性,并且可灵活的控制水印容量大小,提升了抵抗攻击的鲁棒性。本文针对关系数据库,提出了两种新颖的可逆水印方法,提升了数据库水印抵抗各种攻击的鲁棒性。实验结果表明本文提出的数据库水印方法具有可行性,且与现有方法相比具有良好的优越性。