[发明专利]一种基于聚类加权多维桶分组的安全数据库水印构造方法

说明书

本发明提供了一种基于聚类加权多维桶分组的安全数据库水印构造方法，选取适当的抽象域，利用抽象域生成的不变式表示数据库的稳定单元，通过多维桶分组技术对数据库进行分组，根据分组后的稳定单元和提取出不变属性构造出安全的数据库水印；具体包括根据抽象域选取数据库稳定单元和属性步骤；数据聚类步骤；构建加权多维桶分组步骤；构造安全数据库水印步骤；本发明采用加权多维桶分组，提高了数据质量同时保护了敏感属性的隐私性，使攻击者难以获取到敏感信息，进而提高了水印的鲁棒性；针对不同的场景计算出的敏感属性的权值可能不同，提高了用户的可用性，扩大了水印的应用场景，同时不对原始数据进行修改，确保数据不会失真。

技术领域

本发明涉及信息安全技术领域，主要涉及一种基于聚类加权多维桶分组的安全数据库水印构造方法。

背景技术

随着信息技术的飞速发展，各个行业和领域都积累了大量的数据，而且数据规模正以惊人的速度增长。大数据蕴含着巨大的商业价值，为了更好地利用大数据，数据共享势在必行。而在共享的海量数据中，往往涉及到个人信息或者敏感数据。如果直接进行数据共享就可能会泄露个人隐私信息，因此，为了保证个人敏感信息的安全，在发布数据的同时应进行隐私保护。现有的数据隐私保护方法主要针对单一敏感属性的数据。但是，在很多现实应用中，发布的数据往往涉及到多个敏感属性。对多敏感属性数据的隐私保护的研究主要是针对多维分类型敏感属性和单维数值型敏感属性数据，对多维数值型敏感属性数据的隐私保护研究少有涉猎。事实上，多维数值型敏感属性数据更具一般性，对其进行隐私保护的研究不仅可以有效解决多维数值型敏感属性数据发布时的隐私泄露问题，还可以扩展数据的隐私保护范围，促进隐私保护研究的发展和大数据安全技术的进步。

目前数字水印技术可以有效的解决很多信息安全问题，它是将特定的数字信号嵌入数字产品中保护数字产品版权或完整性的技术。数据库水印技术一般由水印嵌入和水印验证两个阶段组成。在嵌入阶段，使用私钥K将水印W嵌入到原始数据库中。然后公布水印数据库。为了验证可疑数据库的所有权，在以可疑数据库为输入的地方执行验证过程，并利用密钥K(与嵌入阶段使用的相同)提取嵌入水印并与原始水印信息进行比较。现有的水印技术可大致分为两类：基于失真的水印和无失真的水印。基于失真的水印技术在嵌入水印的同时，对数据库的底层数据带来了可容忍的变化。基于无失真水印方案不会给底层数据带来任何失真。现有的技术包括从数据库内容中提取哈希值并将其用作水印；将所有者的标记和数据库特征组合为水印；将数据库关系转换为二进制形式，用作水印等。但是基于无失真的水印比较脆弱、目前可用方法较少且实现难度较大。因此在保证数据失真最小的情况下提高水印的鲁棒性和抗攻击能力、降低水印算法的成本和时间具有重要的意义。

发明内容

发明目的：本发明提供了一种基于聚类加权多维桶分组的安全数据库水印构造方法，选取适当的抽象域，利用抽象域生成的不变式表示数据库的稳定单元，通过多维桶分组技术对数据库进行分组，根据分组后的稳定单元和提取出不变属性构造出安全的数据库水印。使数据库水印在受到特定攻击时不发生改变，提高了数据库水印抵御外界攻击的能力进而提高数据库水印的鲁棒性同时保护了敏感属性的数据隐私。

技术方案：为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种基于聚类加权多维桶分组的安全数据库水印构造方法，包括以下步骤：

步骤S1、根据抽象域选取数据库稳定单元和属性；基于语义的属性，根据范围不同将属性分为单元格属性、元组内属性、元组间属性和关联数据库间属性；将所述基于语义的属性进行累并操作，得到基于语义的不变属性集；具体地，

步骤S1.1、设定数据库DB和与DB交互的应用程序集B，Q为B中应用程序发出的查询集；所述查询集Q包括SELECT、UPDATE、DELETE、INSERT操作；用迁移系统表示数据库的状态变化如下：