[发明专利]一种基于位隐藏的最小化失真关系型数据库水印方法

权利要求书

1.一种基于位隐藏的最小化失真关系型数据库水印方法，其特征在于将用户指定的水印嵌入至指定的数据库中，当用户发现自己的数据泄露或被转卖时，从数据中提取水印并通过验证水印签名，证明水印和数据的所有权，以此进行数据的版权保护，所述水印嵌入具体包括下述步骤：

(A)水印处理阶段：用户向水印嵌入系统提交明文水印，系统将明文水印编码为二进制字符串，用于后续的嵌入；

(B)数据读取阶段：水印嵌入系统根据用户输入的数据库信息连接数据库并读取用户指定表中的数据，或读取csv/xls数据文件中的数据；

(C)水印嵌入阶段：嵌入者需要选择一个或多个属性告知水印嵌入系统，并设置字符串范围参数，系统将根据这些参数将数据集分为多个互不重叠的分区，分区数量等于水印的二进制字符串长度，每个分区将对应一个水印比特位，再提供最大可接受偏差值以及待嵌入水印比特的元组，该元组不能和上述用于分区的元组相同，通过偏差值确定水印比特位嵌入的位置，并将该位置的比特替换为对应的水印比特位，完成了单个水印比特的嵌入，当每个水印比特都被嵌入到对应的分区后，整个水印嵌入阶段结束，所述水印嵌入具体包括下述步骤：

C1：用户需要选择一个或多个属性和字符串范围参数，通过该参数计算所选属性中每个元组值的字符串范围内的部分的哈希值模水印比特位长度的结果，即该元组对应的分区，所选的属性需要保证其值的分布足够均匀，从而保证每个分区的元组数量均匀，减少分区中出现零元组数的概率；

C2：用户提供最大可接受偏差值q和选择用于嵌入水印比特的属性列，由下述(1)式通过偏差值确定每个值v的比特隐藏位h：

C3：将每个水印比特按照上述(1)式嵌入到对应分区的所有用户选定的属性值中；

(D)失真控制阶段：对嵌入了水印比特的数值进行调整，以此复原整个数据集的统计指标，所述失真控制具体包括下述步骤：

D1：在不影响数值的隐藏比特的情况下对该属性的每个值进行调整，平均数和方差都增加了，则需要对大于平均数的数值进行缩小调整；平均数增加而方差减小，则需要对小于平均数的数值作增加调整，另外两种情况则作对应的相反处理；

D2：随机将需调整的值中低于水印隐藏位的多个比特值设置为1或0，以此将整个属性的平均数和方差恢复到嵌入水印前的数值；

(E)数据保存阶段：水印嵌入系统将已嵌入水印的数据保存在源数据附近的位置以便用户查看；

所述当用户发现自己的数据泄露或被转卖时，可以从数据中提取水印并通过验证水印签名，证明水印和数据的所有权，其水印的提取过程具体包括下述步骤：

(F)数据读取阶段：用户向水印嵌入系统提供嵌入了水印的数据集；

(G)水印提取阶段：提取者需要向水印嵌入系统提供嵌入时所选择的属性和字符串范围，系统会通过这些参数还原水印嵌入时的数据分区，再根据用户设置的最大可接受偏差和选择的嵌入属性，确定每个数值中隐藏位的比特值，通过统计每个分区中隐藏位的比特值来确定该分区所对应的水印比特值，将每个比特值按分区序号串联就可以得到水印的二进制字符串；

(H)水印解码阶段：将水印比特串解码就可以得到明文水印，实现数据的版权保护。

2.根据权利要求1所述基于位隐藏的最小化失真关系型数据库水印方法，其特征在于所述步骤(A)中的水印处理具体包括下述步骤：

A1：用户向水印嵌入系统提供想要嵌入到数据集中的明文水印；

A2：将水印编码为二进制字符串。

3.根据权利要求1所述基于位隐藏的最小化失真关系型数据库水印方法，其特征在于所述步骤(B)中的数据读取具体包括下述步骤：

B1：当用户选择数据库模式时，水印嵌入系统则根据用户输入的数据库地址、用户名、密码和待嵌入水印的表与数据库中的表建立连接，数据被读取到内存中等待嵌入水印，所述用户输入的数据库地址、用户名、密码和待嵌入水印的表被系统缓存用于新生成数据的保存；

B2：当用户选择文件模式时，水印嵌入系统则根据文件后缀名调用不同的数据读取方法将数据读取到内存中等待嵌入水印，文件路径则被系统缓存用于新生成数据的保存。