database watermarking based on text formatnew

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1、湖南大学硕士学位论文DATABASEWATERMARKINGBASEDONTEXTFORMAT姓名：DamienHanyurwimfura申请学位级别：硕士专业：ComputerScienceandTechnology指导教师：YulingLiu2010-05DatabaseWatermarkingbasedonTextFormat详细中文摘要近年来，随着计算机技术和网络技术的发展，计算机网络已经从最初军事领域、教育领域的应用转向到包罗万象的因特网领域。因特网是一个开放性的网络，人们可以借助因特网进行信息交流、查找资料、传递资料等各种活动，数字媒体的应用也随之呈爆炸式的增长，

2、越来越多的知识产品以电子版的方式在网上传播。然而数字信号处理和网络传输技术可以对数字媒体原版进行无限制的任意编辑、修改、拷贝和散布，也造成了数字媒体的知识产权保护和信息安全的问题日益突出。为了解决知识产权保护问题和信息安全问题，近年来提出了一种崭新的技术--数字水印。数字水印技术是20世纪90年代出现的，这一概念是Trikel等在1993年首次明确地提出的。数字水印简单地说，就是将代表数字媒体著作权人身份的特定信息、用户指定的标志或者序列码等，按照某种方式嵌入被保护的信息中，在产生版权纠纷时，通过相应的算法提取出该数字水印，从而验证版权的归属，确保著作权人的合法利益，避免非法

3、盗版的威胁。最初，数字水印的研究主要集中在图像、视频和音频等多媒体数据领域，但近年来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，数据库的安全问题越来越受到重视。目前数据库安全方法主要可以通过访问控制、数据加密等技术实现，如银行、证券、通信、医疗等数据。然而，利用数字水印技术采用非加密的方法，实现对数据库的版权保护和安全控制，更符合关系数据的特性和应用需求。与多媒体数据相比，数据库具有规范的结构和语义、数据量大、经常需要更新，且对数据的微小改动都有可能影响数据的可用性，可用于嵌入水印的冗余信息较少。因此，在保证数据可用性的前提下，将版权信息嵌入到数据库中难度较大，传统的

4、媒体数字水印技术难以直接应用到其中。国内外现有的数据库水印算法研究，大致可从以下三个方面来分析。（1）嵌入内容R.Sion和Y.Li等可嵌入带有实际意义的信息，而R.Agrawal等的方法是对数值型属性的LSB位嵌入，按一定规则将特定位的比特置为1或0。算法基于数据的概率特性，虽能验证数据是否包含隐藏的水印信息，但嵌入到关系数据中的编码没有特定含义，仅与数值本身有关，很难直接通过水印内容证明版权的所有者。牛夏牧等的算法上作了改进，嵌入了有实际意义的信息，但嵌入时对数据的改变量较大。张勇等提出关系数据库云水印技术，将图像信息转换成水印云滴嵌入到关系数据中。但将信息转换为云滴增大

5、了待嵌信息量，数据的改变量过大；且提取时仅将原始版权图像与云滴进行相似性比较，并不能从关系数据中提取到版权信息。（2）嵌入定位R.Agrawal等的方法以主键作为定位标志，对没有主键的关系数据难以嵌入，且主键易受攻击。R.Sion和Y.Li等提出以数据MSB值构造虚拟主键定位，但找到能能唯一区分各元组的数值属性较难，且属性值极有可能在正常使用中发生变化，将导致无法正确提取水印。不论是真正的主键，还是虚拟的主键，单以二者作为定位依据，在分组嵌入水印时将使数据的改变量过大。（3）嵌入方式R.Sion等针对数值型属性嵌入水印的方法，是在可用性规则限定下修改数据的分布特性，成组嵌入水

6、印。对数值的改变虽然在允许误差范围内，但改变了数据的分布特性，隐蔽性不够好，嵌入计算量较大；有的方法提取水印时需要使用嵌入图（Embeddingmap），没有实现“全盲”提取。有的方法利用水印将元组中的某个属性用其他值替换，可对任意类型属性进行嵌入，虽没有改变数据的分布特性，但属性值的变化会影响数据正常使用。Y.Li等通过改变关系数据各“索引对”间的顺序嵌入水印，不改变数据的物理位置及关系数据值，几乎不影响数据的使用。但索引是关系数据之外的附加信息，若对关系表作重新索引或删除索引，则水印信息完全丢失，鲁棒性IVMASTER’STHESIS不够好。有学者利用图像水印技术对关系数

7、据嵌入水印，只能用于包含图片属性的特殊关系数据，若将图片属性删去则水印无法保留。David提出在保持查询结果不变的前提下，成对改变数值而保持总和不变嵌入水印，从总体结果看不影响数据的使用，但数据的改动可能涉及用户级应用程序，不符合关系数据应用的需求。有学者将关系数据和web数据库视为半结构（semi-construct）数据，通过改变数据的结构或修改结点值引入噪声嵌入水印，但结构的改变可能破坏参照完整性，噪声引入仍是传统的水印方法。还有学者提出了可逆水印的方法，将小波变换引入到嵌入过程，这对数值本身的改