25、基于循环直方图调制的关系数据库无损水印认证控制

基于循环直方图调制的关系数据库无损水印认证控制

1. 引言

如今，得益于高效数据挖掘工具等的发展，数据库在决策过程中占据重要地位，且共享和远程访问日益频繁。然而，这种便捷的操作也可能危及数据安全，数据可能在未经授权的情况下被重新分发或修改，即使在医疗等敏感领域，每年报告的数据泄露和欺诈事件数量也不容小觑。

为保护关系数据库，已部署了多种安全机制，如访问控制和加密，它们主要在授予访问权限之前保护数据；数字签名可验证数据完整性，但一旦访问限制被绕过或辅助安全属性被移除，数据就不再受保护。

水印技术可以作为一种补充方案，它是一种“事后”保护方法，基于可控失真原则，将消息（如安全属性）“不可察觉”地嵌入到多媒体宿主文档（如图像或数据库）中。水印应使用户难以察觉，且与数据存储格式无关，这样既能保证数据的正常使用和访问，又能保护数据安全。自2002年Agrawal等人的开创性工作以来，提出了多种数据库水印方法，主要分为两类：
- “鲁棒”方法 ：常用于版权保护、指纹识别或追踪叛徒等场景，嵌入的消息应能在数据库的善意或恶意修改后仍能保留。
- “脆弱”方法 ：引入的水印在数据修改后将无法保留，主要用于数据库认证。本文主要关注脆弱水印技术。

不同的水印方法在插入消息时都会对数据造成一定的失真，但大多数最新方案会考虑失真约束。例如，一些方案在嵌入过程中不修改不满足数据质量条件（以均方误差衡量）的数值属性；Shehab等人还考虑了属性值和统计信息（如均值、标准差）的约束，并通过优化技术调整水印幅度；Gross - Amblard和Lafaye等人则着眼于保留对先验已知聚合查询的响应，并