[发明专利]一种可逆的数据库水印方法及系统

权利要求书

1.一种可逆的数据库水印方法，其特征在于，包括：

利用数据库中非空文本型数据生成主键；

利用萤火虫遗传算法生成秘钥，并根据所述秘钥、所述主键利用哈希算法对数据库中数值型数据计算添加或存在水印的位置，并在该位置添加或删除水印；

根据所述主键利用同义词对数据库中文本型数据确定添加或存在水印的位置，并采用同义词替换和算术编码法在该位置嵌入或删除文本型水印。

2.如权利要求1所述的可逆的数据库水印方法，其特征在于，所述利用萤火虫遗传算法生成秘钥，并根据所述秘钥、所述主键利用哈希算法对数据库中数值型数据计算添加或存在水印的位置，并在该位置添加或删除水印，包括：

根据所述秘钥、所述主键利用哈希算法对数据库中数值型的属性列进行分组；根据每组内的各属性所在列的位置确定添加或存在水印的位置，并采用直方图移位法在该位置添加或删除水印。

3.如权利要求2所述的可逆的数据库水印方法，其特征在于，所述根据每组内的各属性所在列的位置确定添加或存在水印的位置，包括：

判断每组中的属性是否为所在列的最大或最小值；

当不为最大或最小值时，将所述属性所在位置作为添加或存在水印的位置；

当为最大或最小值时，该属性所在位置不作为添加或存在水印的位置，并跳转到下一列的属性继续进行判断，直到找到所有可作为添加或存在水印的位置。

4.如权利要求3所述的可逆的数据库水印方法，其特征在于，所述采用直方图移位法在该位置添加或删除水印，包括：

基于每组的属性列中最大值、最小值以及原始值计算所述属性列的预测变量和预测误差值，并以预测误差为横坐标，以预测误差出现的次数作为纵坐标构建每个元组的直方图；

将预先设置的水印信息从第一个bit位开始，依次添加至数值型数据添加或存在水印的位置处，每个位置上添加一个水印信息的bit位，循环执行，直到所有添加或存在水印的位置处均添加了水印信息；

基于所有元组的直方图、添加或存在水印的位置以及水印信息构建低失真的直方图，得到加入水印信息后的新属性值；

基于新属性值、添加或存在水印的位置以及水印信息结合低失真的直方图删除水印信息，恢复原始数据。

5.如权利要求4所述的可逆的数据库水印方法，其特征在于，所述基于所有元组的直方图、添加或存在水印的位置以及水印信息构建低失真的直方图，得到加入水印信息后的新属性值，包括：

基于所述每个元组的直方图确定具有非零频率的峰值及所述峰值的位置，放入峰值数组，并计算所述峰值左侧频率和、右侧频率和，并将所述左侧频率和以及右侧频率和放入附加信息数组中；

计算所述峰值与左侧和右侧第一个为零的频率位置的左侧差值和右侧差值，并将所述左侧差值和右侧差值放入附加信息数组中；

基于所述左侧频率和、右侧频率和的大小关系以及预测误差是否大于零，确定新的预测误差计算式，并结合所述预测误差分别与峰值、峰值和所述左侧差值的差、峰值和右侧差值的和的大小关系，以及水印信息计算新的预测误差；

以所述新的预测误差为横坐标，以所述新的预测误差出现的次数为纵坐标构建每个元组的低失真直方图；

基于所述新的预测误差和预测变量结合属性值计算式计算添加了水印的新的属性值。

6.如权利要求5所述的可逆的数据库水印方法，其特征在于，所述新的预测误差计算式如下式所示：

当左侧频率和大于右侧频率和，并预测误差大于零时，新的预测误差按下式计算：

式中，b_e为预测误差，w为水印中的bit位，b′_e为降低失真后的预测误差，bi为峰值；d_ir为右侧差值；

当左侧频率和大于右侧频率和，并预测误差小于零时，新的预测误差按下式计算：

当左侧频率和小于右侧频率和，并预测误差不小于零时，新的预测误差按下式计算：

式中，d_il为左侧差值；

当左侧频率和小于右侧频率和，并预测误差小于零时，新的预测误差按下式计算：