基于可编辑区块链的数据泄密溯源研究

来源 :南京邮电大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:nimadehundan
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在大数据的时代背景下,数据潜在的价值使其成为重要的财富之一。数据的非法篡改、修正和分发给追踪数据的泄密源头带来巨大挑战。数字指纹技术可应用在数据泄密溯源领域,即在数据中嵌入一串能够唯一标识用户信息的序列。当数据发生泄密后,提取其中蕴含的数字指纹,从而追踪到泄密的叛逆者。但是,由于传统的数据泄密溯源系统采用的是中心化的存储方案,导致极易受到攻击造成大范围破坏。除此之外,数据泄密溯源过程中存在平台与用户之间的合谋攻击等问题,使数据泄密溯源可信度降低。因而研究数据存储方式并实现可信的数据泄密溯源是急需解决的难题。区块链是一种去中心化协议,能够安全地存储链上数据,具有信息不可伪造、无法篡改和可溯源等特性,为可信的数据泄密溯源提供了新的解决方案。因此本文提出一种基于可编辑区块链的数据泄密溯源技术,所做的主要工作如下:首先,针对现有数字指纹构造复杂,编码效率低,在受到高强度的攻击时泄密溯源效果差的问题,本文提出一种泄密溯源能力强并可以抵抗部分合谋攻击的数字指纹溯源方法。将数据的分发分为静态数据库分发和动态数据库分发。首先算法在分发数据之前构造或提取特征,并将特征与该数据的用户对应。一旦数据发生泄露,通过布隆过滤器迅速提取泄露数据中包含的用户特征,将其用于追踪泄密用户。然后,针对现有的数字指纹编码无法满足数据再分发需求、嵌入算法会造成较大的数据失真的问题,本文提出一种满足数据再分发需求的抗合谋指纹编码方法(RD-ACC,Redistributable Anti-collusion Fingerprint Coding)。其中使用BIBD作为外码,码字扩展后的C码作为内码。进一步地,提出一种基于多目标优化的数据库指纹算法,在较小的数据库失真情况下,实现数字指纹更高的鲁棒性,并从泄密数据中提取出的RD-ACC能够有效抵抗组内、组间多用户合谋攻击。最后,针对数字指纹平台存在的平台与用户合谋攻击问题,提出基于可编辑区块链的数据泄密溯源模型。模型解决了在区块链上存储数字指纹以及泄密后追踪叛逆者的问题,从而克服了平台与用户之间的合谋攻击的问题,同时使用可编辑技术提高区块链的性能与实用性。为了评估上述方案,本文搭建了一个可编辑的私有区块链模拟网络,对上述方案进行实现和测试,实验表明了所提出的可编辑区块链方案的正确性和可行性。同时,在可编辑区块链上实现基于布隆过滤器的无失真溯源和基于RD-ACC的有失真溯源方案,实验表明数字指纹良好的透明性、鲁棒性和溯源准确度。
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