面向关系数据库的可逆水印方法研究

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1、硕士学位论文＿參Ｉ面向关系数据库的可逆水印方法研究作者姓名邱升红指导教师姓名、职称安玲玲副教授申请学位类别工学硕士＿＿１面向关系数据库的可逆水印方法研究作者姓名邱升红指导教师姓名、职称安玲玲副教授申请学位类别工学硕士学校代码10701学号1503121478分类号TP391密级公开西安电子科技大学硕士学位论文面向关系数据库的可逆水印方法研究作者姓名：邱升红一级学科：计算机科学与技术二级学科：计算机系统结构学位类别：工学硕士指导教师姓名、职称：安玲玲副教授学院：计算机学院提交日期：201

2、8年6月ReversibleWatermarkingforRelationalDatabasesAthesissubmittedtoXIDIANUNIVERSITYinpartialfulfillmentoftherequirementsforthedegreeofMasterinComputerSystemArchitectureByQiuShenghongSupervisor:AnLinglingTitle:AssociateProfessorJune2018西安电子科技大学学位论文独创性（或创新性）声明

3、秉承学校严谨的学风和优良的科学道德，本人声明所呈交的论文是我个人在导师。指导下进行的研究工作及取得的研宄成果尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果；也不包含一为获得西安电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我同工作的同志对本研宄所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。一学位论文若有不实之处，本人承担切法律责任。本人签名：今４ｋ日期：西安电子科技大学关于论文使用授权的说明：本

4、人完全了解西安电子科技大学有关保留和使用学位论文的规定，即研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属于西安电子科技大学。学校有权保留送交，论文的复印件，允许查阅、借阅论文；学校可以公布论文的全部或部分内容允许采。用影印、缩印或其它复制手段保存论文同时本人保证，获得学位后结合学位论文研。究成果撰写的文章，署名单位为西安电子科技大学本人签名：４？＾ｉｔ导师签名：日期＿？剑ｆ則日期：＾＾摘要摘要随着大数据、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

5、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

6、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

7、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

8、方法相比具有良好的优越性。关键词：可逆水印，数据库水印，局部二值模式，差分扩展IABSTRACTABSTRACTWiththerapiddevelopmentofbigdataandcloudcomputing,thedataisexploding.Whilemassivedatabringsvaluetopeople,italsofacesseriouschalleng