[发明专利]基于随机响应机制本地差分隐私的数据库水印系统

说明书

本发明公开了一种基于随机响应机制本地差分隐私的数据库水印系统，数据拥有者利用数据库预处理模块对待发布的原始数据库进行属性排序获得排序数据库；由本地差分隐私与水印嵌入模块针对排序数据库的敏感属性值实施基于随机响应机制的本地差分隐私，获得隐私保护数据库，依据隐私保护数据库中的数据特征向隐私保护数据库中嵌入水印信息，获得带水印信息数据库并发布到云端；针对被怀疑数据库，由数据拥有者或权威取证机构根据带水印信息数据库所对应的密钥和水印位置数组，从被怀疑数据库中提取水印信息，从而进行版权追踪和数据库完整性验证。本发明能够对数据库的隐私数据安全性、数据完整性及来源可靠性等做出综合保护。

技术领域

本发明属于数据库安全领域，特别是涉及一种基于随机响应机制本地差分隐私的数据库水印系统及其实施方法。

背景技术

计算机网络技术和大数据技术的快速发展为数据在世界范围内的迅速传播开辟了便捷的途径，然而，日趋流行的大数据共享和交易也导致了信息安全和数据库版权保护的问题日趋严重。近年来，数据泄露的事件频繁发生，甚至发生在包含大量敏感数据的医疗领域以及服务行业。数据库作为政府、企业以及个人获取和传递信息的重要载体，其创建、传输和共享显著增加的同时也带来了安全风险，如数据被盗窃、非法复制和侵犯版权。目前针对数据库的隐私保护技术包括k-匿名、l-diversity匿名、t-closeness匿名和差分隐私等方法，而针对数据库版权保护技术主要依赖于数据库水印技术。尽管这些技术都得到了很好的发展，但是，目前缺少一种方法能够在保持较高数据可用性的同时解决数据库隐私问题以及版权保护问题。

目前的差分隐私技术和数据库水印技术还存在以下缺点：

1、当数据库中包含大量的用户个人敏感信息时，隐私保护非常重要且数据库共享时数据库溯源、版权保护以及数据的完整性验证等问题也需要解决。目前的数据库水印技术只能对数据库的完整性进行验证以及对数据库进行版权保护，但不能保护隐私。

2、目前尚无既能提供数据库隐私保护，又能提供原始数据版权追踪、完整性验证的数据库水印方法。

3、目前的差分隐私技术进行隐私保护时造成的数据失真比较大。

4、目前的数据库水印技术的鲁棒性还有待进一步提高，且嵌入水印导致失真使数据质量下降，不能满足大数据共享环境下数据挖掘和统计分析的需求，还有待进一步改进。

针对以上缺点，本申请发明人公开号为CN109033766A、公开日为20181218的发明专利申请中公开了“一种基于本地差分隐私的数据库水印方法”，其是基于拉普拉斯机制的本地差分隐私的数据库水印方法的发明专利申请，以提供改进方案，但其技术方案仍然存在不足，一是该方法虽然在提供版权保护的同时提供了较好数据库隐私保护，但依然没有解决传统差分隐私机制造成数据失真较大的问题；二是该方法中数据库水印技术具有很好的鲁棒性，但还有进一步改进的空间。

发明内容

本发明是为避免上述现有技术所存在的问题，提供一种基于随机响应机制本地差分隐私的数据库水印系统，以期对数据库的隐私数据安全性、数据完整性及来源可靠性等做出综合保护。

本发明为解决技术问题采用如下技术方案：

本发明基于随机响应机制本地差分隐私的数据库水印系统的特点是：

所述数据库水印系统包括：数据库预处理模块、本地差分隐私与水印嵌入模块和水印提取模块；

数据拥有者利用所述数据库预处理模块针对待发布的原始数据库A进行属性排序获得排序数据库A1，并获得排序数据库A1的敏感属性，根据随机生成的密钥对所述排序数据库A1进行元组分组，确定所述排序数据库A1中各元组编号；