Ứng dụng phương pháp thủy vân dể vỡ vào bảo vệ cơ sở dữ liệu điểm cho trường phổ thông (tóm tắt)

ỦY BAN NHÂN DÂN TỈNH TRÀ VINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC TRÀ VINH ISO 9001:2015 LÊ THỊ TRÚC PHƯƠNG ỨNG DỤNG PHƯƠNG PHÁP THUỶ VÂN DỄ VỠ VÀO BẢO VỆ CƠ SỞ DỮ LIỆU ĐIỂM CHO TRƯỜNG PHỔ THÔNG LUẬN VĂN THẠC SĨ NGÀNH CÔNG NGHỆ THÔNG TIN TRÀ VINH, NĂM 2021 ỦY BAN NHÂN DÂN TỈNH TRÀ VINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC TRÀ VINH LÊ THỊ TRÚC PHƯƠNG ỨNG DỤNG PHƯƠNG PHÁP THUỶ VÂN DỄ VỠ VÀO BẢO VỆ CƠ SỞ DỮ LIỆU ĐIỂM CHO TRƯỜNG PHỔ THÔNG Ngành: CÔNG NGHỆ THÔNG TIN Mã ngành: 8480201 LUẬN VĂN THẠC SĨ Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS TRẦN CAO ĐỆ TRÀ VINH, NĂM 2021 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam kết luận văn hoàn thành dựa kết nghiên cứu hướng dẫn, hỗ trợ PGS.TS Trần Cao Đệ Nội dung kết nghiên cứu đề tài đạt hoàn toàn trung thực Các tài liệu tham khảo thích tên tác giả, tên đề tài, thời gian, địa điểm công bố đầy đủ cụ thể Trà Vinh, ngày tháng năm 2021 Ký tên LÊ THỊ TRÚC PHƯƠNG i LỜI CẢM ƠN Trong suốt trình học tập lớp Cao học Công Nghệ Thông Tin Trường Đại Học Trà Vinh, nổ lực thân, nhận nhiều giúp đỡ, động viên từ Thầy Cơ, gia đình bạn bè Nay luận văn hồn thành tơi chân thành tri ân đến: Thầy hướng dẫn, PGS.TS Trần Cao Đệ nhiệt tình hướng dẫn đóng góp nhiều ý kiến quý báu cho suốt trình thực luận văn Tất q Thầy Cơ mơn Cơng nghệ thơng tin Phịng Đào tạo Sau Đại học Trường Đại học Trà Vinh nhiệt tình hướng dẫn kiến thức, kinh nghiệm cho suốt thời gian qua Tôi xin chân thành cảm ơn hội đồng bảo vệ Luận văn đọc có góp ý thật quý báo cho luận văn Tơi xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc đến gia đình, người thân u nhất, ln u thương, khích lệ giúp đỡ tơi suốt thời gian học tập Cuối xin gửi lời cảm ơn đến tập thể anh chị lớp Cao học Cơng Nghệ Thơng Tin khóa – năm 2018, giúp đỡ chia sẻ với suốt năm học qua ii MỤC LỤC Lời cam đoan i Lời cảm ơn ii Mục lục iii Danh mục bảng vi Danh mục hình vii Danh mục chữ viết tắt viii Tóm tắt ix CHƯƠNG MỞ ĐẦU 1.1 TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI 1.2 CÁC NGHIÊN CỨU LIÊN QUAN 1.3 MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU 1.3.1 Mục tiêu chung 1.3.2 Mục tiêu cụ thể 1.4 ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU 1.5 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 1.6 BỐ CỤC LUẬN VĂN CHƯƠNG CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.1 TỔNG QUAN VỀ THỦY VÂN SỐ 2.1.1 Khái niệm thủy vân số 2.1.2 Ứng dụng thủy vân liệu số (digital data) 2.2 THỦY VÂN CƠ SỞ DỮ LIỆU QUAN HỆ 2.2.1 Một số khái niệm thủy vân sở liệu quan hệ 2.2.2 Sự cần thiết kỹ thuật thủy vân sở liệu quan hệ 10 2.2.3 Các yêu cầu thủy vân sở liệu quan hệ 11 2.2.4 Ứng dụng thủy vân sở liệu quan hệ 13 2.2.5 Những công thủy vân sở liệu quan hệ 15 2.2.5.1 Cập nhật thông thường 15 2.2.5.2 Tấn cơng có chủ đích 15 2.2.6 Các kỹ thuật thủy vân sở liệu quan hệ 16 2.2.6.1 Các kỹ thuật làm thay đổi liệu 16 iii 2.2.6.2 Các kỹ thuật không làm thay đổi liệu 20 CHƯƠNG XÂY DỰNG MÔ HÌNH THỦY VÂN BẢO VỆ CƠ SỞ DỮ LIỆU KẾT QUẢ HỌC TẬP 24 3.1 GIỚI THIỆU 24 3.2 YÊU CẦU CỦA THỦY VÂN ĐỐI VỚI DỮ LIỆU ĐIỂM SỐ 24 3.3 ĐẶC TRƯNG CỦA DỮ LIỆU ĐIỂM SỐ 25 3.4 LƯỢC ĐỒ THỦY VÂN CƠ SỞ DỮ LIỆU ĐIỂM SỐ 25 3.4.1 Ý tưởng mơ hình thủy vân sở liệu điểm số 26 3.4.1.1 Giai đoạn tạo thủy vân 26 3.4.1.2 Giai đoạn kiểm tra thủy vân 27 3.4.2 Quá trình nhúng thủy vân (hình 3.1) 27 3.4.2.1 Trích xuất đặc trưng liệu R 28 3.4.2.2 Tạo giá trị băm từ đặc trưng liệu R 28 3.4.2.3 Tạo giá trị thủy vân thuật tốn mã hóa RSA với khóa Private_key 28 3.4.2.4 Tạo thuộc tính ảo chứa giá trị thủy vân 28 3.4.3 Q trình trích xuất thủy vân (hình 3.2) 29 3.4.3.1 Giải mã giá trị thuộc tính ảo thuật tốn mã hóa RSA với khóa Public_key 29 3.4.3.2 Trích xuất đặc trưng liệu từ R’ 29 3.4.3.2 Tạo giá trị băm từ đặc trưng liệu R’ từ hàm băm SHA-1 29 3.4.3.3 So sánh giá trị băm, xác thực an toàn liệu 29 CHƯƠNG THỰC NGHIỆM VÀ ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ 31 4.1 XÂY DỰNG CHƯƠNG TRÌNH 31 4.1.1 Bài toán thực nghiệm 31 4.1.2 Sơ đồ thuật toán sơ đồ use case 32 4.1.2.1 Sơ đồ thuật toán 32 4.1.2.2 Sơ đồ use case đặc tả cho tác nhân sử dụng hệ thống 37 4.1.3 Thiết kế chương trình 37 4.1.3.1 Thiết kế giao diện 37 4.1.3.2 Cấu trúc sở liệu 42 4.2 THỰC NGHIỆM 43 4.2.1 Minh họa kết thực nghiệm 43 4.2.2 Thực nghiệm với sở liệu điểm học tập trường Phổ Thông 45 iv 4.2.3 Kết thực nghiệm 45 CHƯƠNG KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 47 DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO 48 v DANH MỤC BẢNG Số hiệu bảng Tên bảng Trang Bảng 3.1 Giải thích ký hiệu sử dụng lược đồ thủy vân 25 Bảng 4.1 Bảng liệu thông tin học sinh (sinhvien) 42 Bảng 4.2 Bảng liệu môn học (monhoc) 42 Bảng 4.3 Bảng liệu lớp học (lop) 42 Bảng 4.4 Bảng liệu điểm học sinh (diem) 42 Bảng 4.5 Cơ sở liệu minh họa 43 Bảng 4.6 Dữ liệu sau thủy vân 44 Bảng 4.7 Trường hợp liệu bị thay đổi 44 Bảng 4.8 Trường hợp liệu bị thêm 44 Bảng 4.9 Trường hợp liệu bị xóa 44 vi DANH MỤC HÌNH Số hiệu hình Tên hình Trang Hình 2.1 Hình minh họa thủy vân ảnh số Hình 2.2 Sơ đồ chung mô tả lược đồ thủy vân sở liệu quan hệ Hình 3.1 Sơ đồ mơ tả q trình nhúng thủy vân 27 Hình 3.2 Sơ đồ mơ tả q trình trích xuất thủy vân 29 Hình 4.1 Sơ đồ tóm tắt q trình nhúng thủy vân 33 Hình 4.2 Sơ đồ chi tiết biểu diễn trình nhúng thủy vân 34 Hình 4.3 Sơ đồ tóm tắt q trình trích xuất thủy vân 35 Hình 4.4 Sơ đồ chi tiết biểu diễn q trình trích xuất thủy vân 36 Hình 4.5 Sơ đồ use case đặc tả tác vụ tác nhân 37 Hình 4.6 Giao diện đăng nhập 38 Hình 4.7 Giao diện chương trình sau đăng nhập 38 Hình 4.8 Giao diện chương trình sau giáo viên cập nhật điểm 39 Hình 4.9 Giao diện cửa sổ kiểm tra thủy vân 39 Hình 4.10 Giao diện sau thủy vân 40 Hình 4.11 Giao diện chương trình sau user nhập điểm kiểm tra thủy vân 40 Hình 4.12 Giao diện xem điểm học sinh 41 Hình 4.13 Sơ đồ biểu diễn quan hệ bảng liệu 43 Hình 4.14 Thời gian thủy vân 45 Hình 4.15 Chi phí dung lượng lưu trữ thủy vân 46 vii DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT CNTT: Công nghệ thông tin CSDL: Cơ sở liệu LSB: Least Significant Bit MSB: Most Significant Bit viii TÓM TẮT Luận văn nghiên kỹ thuật thủy vân (watermarking), đề xuất kỹ thuật thủy vân dễ vỡ ứng dụng vào sở liệu điểm số trường phổ thông nhằm hỗ trợ kiểm tra, phát sửa đổi không hợp lệ trước sử dụng liệu cho vấn đề quan trọng bảo vệ tốt sở liệu điểm nhà trường Để đáp ứng yêu cầu sở liệu điểm số, phương pháp thủy vân sử dụng chèn thêm thuộc tính vào lược đồ liệu xét dùng để chứa giá trị thủy vân, giá trị có ý nghĩa giá trị tổng hợp kiểm tra sai khác giá trị khác Sử dụng thuật tốn mã hóa RSA để bảo vệ kiểm tra giá trị cho thuộc tính chứa giá trị thủy vân, mục đích việc để đáp ứng linh hoạt việc kiểm tra chung mà khơng cần có mặt hay thơng tin bí mật từ user nhập điểm Kỹ thuật chia thành hai giai đoạn: giao đoạn tạo thủy vân giai đoạn kiểm tra thủy vân Mơ hình đề xuất áp dụng thuật tốn đơn giản, khơng làm thay đổi giá trị thuộc tính liệu nhúng, hỗ trợ kiểm tra thủy vân dễ dàng hệ thống quản lý nhiều người dùng, trình phát thủy vân không cần đến liệu gốc thủy vân gốc Qua thực nghiệm cho thấy mô hình nhạy cảm với cơng nhằm thay đổi liệu xác suất phát thay đổi giá trị thuộc tính 100%, xác định xác vị trí liệu bị thay đổi, chi phí thời gian chấp nhận ix ... NHÂN DÂN TỈNH TRÀ VINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC TRÀ VINH LÊ THỊ TRÚC PHƯƠNG ỨNG DỤNG PHƯƠNG PHÁP THUỶ VÂN DỄ VỠ VÀO BẢO VỆ CƠ SỞ DỮ LIỆU ĐIỂM CHO TRƯỜNG PHỔ THÔNG Ngành: CÔNG NGHỆ THÔNG TIN Mã ngành: 8480201... liệu điểm số trường phổ thông nhằm hỗ trợ kiểm tra, phát sửa đổi không hợp lệ trước sử dụng liệu cho vấn đề quan trọng bảo vệ tốt sở liệu điểm nhà trường Để đáp ứng yêu cầu sở liệu điểm số, phương. .. Ứng dụng thủy vân liệu số (digital data) 2.2 THỦY VÂN CƠ SỞ DỮ LIỆU QUAN HỆ 2.2.1 Một số khái niệm thủy vân sở liệu quan hệ 2.2.2 Sự cần thiết kỹ thuật thủy vân sở liệu quan