Luận văn bảo vệ bản quyền công khai cho cơ sở dữ liệu quan hệ

L Ờ I C Ả M ƠN Trong thời gian thực nghiên cứu luận văn, nhận giúp đỡ tận tình quan, tổ chức, cá nhân Tôi xin bày tỏ lòng cảm ơn sâu sắc tới tập thể, cá nhân tạo điều kiện giúp đỡ ừong suốt thời gian thực nghiên cứu luận văn Trước hết với lòng biết ơn chân thành sâu sắc nhất, xin gửi lời cảm ơn tới Cô giáo TS Lưu Thị Bích Hương, người trực tiếp bảo, hướng dẫn khoa học, người tận tình dạy dỗ hướng dẫn suốt trình nghiên cứu, hoàn thành luận văn Tôi xin gửi lời cảm ơn tói thầy giáo, cô giáo công tác Viện công nghệ thông tin Trường Đại học Sư phạm Hà Nội 2, người tận tình giảng dạy, truyền thụ cho kiến thức khoa học ừong trình học tập trường Cuối cùng, xin gửi lời cảm ơn chân thành tới gia đình, bạn bè, đồng nghiệp động viên, sát cánh ừong suốt trình học tập thực nghiên cứu đề tài Hà Nội, ngày tháng năm 2015 Học viên Trương Công Khanh L Ờ I C A M ĐOAN Tên là: Trương Công Khanh Lớp: Cao học K I7 Khóa học: 2013 -2015 Chuyên ngành: Khoa học máy tính Mã số chuyên ngành: 60 48 01 01 Tôi xin cam đoan số liệu kết nghiên cứu ừong luận văn trung thực không trùng lặp với đề tài khác Tôi xin cam đoan giúp đỡ cho việc thực luận văn cảm ơn thông tin trích dẫn ừong luận văn ghi rõ nguồn gốc Hà Nội, ngày tháng năm 2015 Học viên Trương Công Khanh DANH M ỤC CÁC KÝ H IỆU, CÁC CH Ữ VIÉT TẮT • • Từ viết tắt y Từ đầy đủ CSDL Cơ sở liệu MSB Most Significant Bit (Bit ý nghĩa nhất) LSB Least Significant Bit (Bit ý nghĩa nhất) DB-CA Cơ quan đăng ký quyên NHĐT Ngân hàng đê thi KT-ĐBCLGD Khảo thí - Đảm bảo chất lượng giáo dục iv DANH M ỤC CÁC HÌNH VẼ Hình 1.1 Sơ đồ mô tả lược đồ thủy vân sở liệu quan hệ Hình 2.1 Quan hệ thủy vân chứng thực định danh 26 Hình 3.1 Biểu đồ use case 33 Hình 3.2 Biểu đồ trình tự use case nhúng thủy vân 34 Hình 3.3 Biểu đồ trình tự use case phát thủy vân 34 Hình 3.4 Biểu đồ thiết kế lớp .35 Hình 3.5 Giao diện cấu hình kết nối CSDL 36 Hình 3.6 Giao diện cài đặt cấu hình kết nối CSDL 38 Hình 3.7 Giao diện nhúng thủy vân .39 Hình 3.8 Giao diện trước thực nhúng thủy v ân 39 Hình 3.9 Giao diện sau thực nhúng thủy vân 40 Hình 3.10 Giao diện phát thủy v ân 41 Hình 3.11 Giao diện thử nghiệm phát thủy vân 41 Hình 3.12 Kết phát thủy vân CSDL thủy vân 42 Hình 3.13 Kết phát thủy vân CSDL chưa thủy vân 43 V M ỤC LỤC MỞ Đ Ầ U Chương TÔNG QUAN VỀ THỦY VÂN c SỞ DỮ LIỆU QUAN H Ệ 1.1 Một số khái niệm 1.1.1 Thủy vân 1.1.2 Thủy vân sở liệu 1.1.3 Lược đồ thủy vân 1.2 Các yêu cầu thuỷ vân sở liệu quan hệ 1.2.1 Khả phát (Detectability) 1.2.2 Tính bền vững (Robustness) 1.2.3 Cập nhật phần tăng thêm (Incremental updatability) 1.2.4 Không dễ cảm nhận (Imperceptibility) 1.2.5 Hệ thống mù (Blind System) 1.3 Những công ừên thuỷ vân sở liệu quan hệ 1.3.1 Cập nhật thông thường 1.3.2 Tấn công có chủ đích 1.4 Các ứng dụng chủ yếu thuỷ vân sở liệu quan h ệ 10 1.4.1 Bảo vệ quyền chứng minh quyền sở hữ u 10 1.4.2 Chứng thực thông tin (Authentication) 10 1.5 Các lược đồ thủy vân sở liệu quan hệ .11 a Lược đồ thủy vân sử dụng bit ý nghĩa 11 b Thủy vân dựa vào phép hoán vị 12 vi c Thủy vân dựa vào việc chèn thêm ảnh nhị phân 12 1.6 Kết luận chương 14 Chương LƯỢC ĐỒ THỦY VÂN s DỤNG BIT MSB 15 2.1 Giới thiệu 15 2.2 Lược đồ thủy v ân 18 2.3 Tính bền vững, chi phí thời gian nhớ lược đồ thủy vân 22 2.3.1 Xác suất nhị thức tồn 22 2.3.2 Phát thủy vân ừong liệu không thủy vân 23 2.3.3 Phát thủy vân ừong liệu thủy v ân 23 2.3.4 Đánh giá thời gian yêu cầu nhớ thuật toán 24 2.4 Chứng nhận quyền công khai 24 2.4.1 Giấy chứng nhận thủy vân 25 2.4.2 Chứng thực công khai 26 2.4.3 Quản lý chứng thực 27 2.4.4 Cập nhật tăng dần 30 2.5 Kết luận chương 31 Chương CÀI ĐẶT LƯỢC ĐỒ THỦY VÂN 32 3.1 Đặt vấn đ ề 32 3.2 Cài đặt lược đồ thủy vân 33 3.3 Kết thực nghiệm 38 3.3.1 Giao diện chương trình 38 3.3.2 Chạy thử nghiệm chương trình 42 3.3 Kết luận chương 44 KÉT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 45 TÀI LIỆU THAM KHẢO 47 PHỤ LỤC 49 M Ở ĐẦU Lý chọn đề tài Trong thực tế việc chứng minh quyền sở hữu sở liệu quan hệ sau phân phối chuyển giao vấn đề quan ừọng ừong môi trường ứng dụng dựa Internet ừong nhiều ứng dụng phân phối sản phẩm Trong năm gần đây, công nghệ thông tin phát ừiển với tốc độ chóng mặt phần cứng phần mềm, đặc biệt tốc độ phát triển Internet công nghệ có liên quan đưa đến tiểm chưa có việc truy nhập phân phối lại sản phẩm kỹ thuật số Sự phát triển công nghệ đa phương tiện với khả chép mô mở nhiều hướng cho phát ừiển lược đồ thuỷ vân, đặt biệt lĩnh vực bảo mật sở liệu Thuỷ vân sở liệu không nằm quy luật phát triển Ban đầu, thuỷ vân sử dụng để nhúng vào sản phẩm đa phương tiện âm thanh, hình ảnh, video Nhưng nay, thuỷ vân ứng dụng vào lĩnh vực mẻ có liên quan đến quyền sở hữu trí tuệ Đó lĩnh vực thuỷ vân sở liệu quan hệ, lĩnh vực quan ừọng có ứng dụng nhiều sống Thuỷ vân sử dụng với mong muốn cho phép chứng minh tác giả nguồn gốc sở liệu để từ chứng minh liệu chuẩn xác Xây dựng hệ thống nhằm đáp ứng nhu cầu bảo vệ quyền ngân hàng đề thi học phần đơn vị công tác mục tiêu để thực công trình nghiên cứu Tôi mong muốn kiến thức góp phần vào việc nâng cao công tác Khảo thí, Đảm bảo chất lượng đơn vị công tác, qua giúp nâng cao chất lượng Đào tạo trường Đại học Thủ đô Hà Nội 50 Thông điệp mở rộng, thêm bit vào phía sau cho độ dài (tính theo bit) đồng dư với 448 theo môđun 512 Nghĩa thông điệp mở rộng cho thiếu 64 bit có độ dài chia hết cho 512 Việc thực thân độ dài thông điệp đồng dư với 448 theo mô đun 512 Việc thêm bit thực sau: bit “1” thêm vào sau thông điệp, sau bit “0” thêm vào để có độ dài đồng dư với 448 môđun 512 Trong tất trường hợp, có lbit nhiều 512 bit thêm vào Bước : Gắn thêm đô dài Dạng biểu diễn 64 bit độ dài b chuỗi ban đầu thêm vào phía sau kết bước Trong trường hợp b lớn 2A64 thìchỉ có 64 bit thấp b sử dụng (Các bit thêm vào phía sau dạng word 32 bit, gắn word thấp trước theo quy ước ừên) Bước : Khỏi tao bô• đêm MD • • Một đệm word (A,B,C,D) dùng để tính mã số thông điệp Ở A,B,C,D ghi 32 bit Những ghi khởi tạo theo giá trị hex sau ( byte thấp trước ): word A : 01 23 45 67 word В : 89 ab cd ef word С : fe de ba 98 word D : 76 54 32 10 Bước : Xử lý thông điệp theo khối 16 word Trước hết ta định nghĩa hàm phụ, hàm nhận đầu vào word 32 bit tạo word 32 bit F(X,Y,Z) = XY V not(X) z G(X,Y,Z)= XZvYnot(Z) 51 H(X,Y,Z) = X xor Y xor z I(X,Y,Z) = Y xor (X V not(Z)) Bước sử dụng bảng 64 giá trị T[1 64] tạo từ hàm sin Gọi T[i] phần tử thứ i bảng, T[i]là phần nguyên 4294967296* |sin(i)| , i tính theo radian /* x lý m ỗ i For khố i i = to N / - j = to */ /* C o p y b l o c k For 16 w o r d i i n t o X */ 15 Set X [ j ] to M [ i * + j ] end /* of l o o p on j */ /* L ưu A v o AA, В vào вв, с vào сс, D DD */ AA = А вв = В сс = с DD = D /* V ò n g /* K ý h i ệ u a = /* */ [abed к s i ] s ẽ b + ( (a + F (b,c,d) Th ự c thực + X[k] sau + T[i]) < < < : s) */ : */ [ABCD 1] [DABC 12 2] [CDAB 17 3] [BCDA 22 4] [ABCD 5] [DABC 12 6] [CDAB 17 7] [BCDA 22 8] [ABCD 9] [ABCD 12 [DABC 13] /* Vòng / * Ký h i ệ u a = /* 12 10] [DABC 13 12 [abcd k s i ] 14] + X[k] 17] [DABC [ABCD 5 21] [DABC 10 [ABCD 25] [DABC [ABCD 13 [DABC 30] 29] /* V ò n g а = 17 11] 1417 [BCDA 11 15] [BCDA 22 15 12] 22 16] sau + T[i]) < < < s) */ : */ hiệu [CDAB t h ự c [ABCD /* K ý 10 */ b + ((a + G ( b , c , d ) Th ự c [CDAB 18][CDAB 22] 14 [CDAB 26] 14 19] 15 14 [BCDA 20 23] b + ((a + H ( b , c , d ) [CDAB 14 27] [BCDA 20 [CDAB 14 31] [BCDA 12 t h ự c h i ệ n + X[k] 20] [BCDA 20 */ [abcd к s t] /* Th ự c h i ệ n :*/ 11 + T[i]) < < < sau s) */ 20 24] 28] 32] 52 [ABCD 33] [DABC 11 34] [CDAB [ABCD 37] [DABC 11 38] [CDAB 16 [ABCD 13 [ABCD 45] [DABC /* V ò n g 4 41] /* K ý h i ệ u [DABC 11 12 11 [abed k s t] 39] 42] [CDAB 16 46] [CDAB 15 ] t h ự c ((a + I(b,c,d) /* hiên: */ + X[k] 49] [DABC 10 + T[i]) [ABCD 57] [DABC 15 10 58] [CDAB 15 [ABCD 61] [DABC 11 10 62] [CDAB 15 trị l m p h é p trước A = A + AA B = B + BB c = c + cc D = D + DD end 10 /* [CDAB [...]... phát từ thực tế đó, em xin chọn đề tài Bảo yệ bản quyền công khai cho cơ sở dữ liệu quan hệ để làm luận văn thạc sĩ dưói sự hướng dẫn của TS Lưu Thị Bích Hương 2 Mục đích nghiên cứu Nghiên cứu tổng quan về thủy vân và lược đồ thủy vân sử dụng bit MSB để bảo vệ bản quyền công khai cho cơ sở dữ liệu quan hệ, từ đó xây dựng chương trình thử nghiệm để bảo vệ bản quyền cho ngân hàng đề thi các học phần của... một quan hệ lại là những phép toán chuẩn ừong cơ sở dữ liệu Do những khác nhau lớn này mà các lược đồ thủy vân được phát triển cho các dữ liệu đa phương tiện không thể được sử dụng trực tiếp để thủy vân các quan hệ Định nghĩa 1.1: Thủy vân cơ sở dữ liệu quan hệ [3] Thủy vân cơ sở dữ liệu quan hệ là một kỹ thuật nhúng một số thông tin nào đó (được gọi là thông tin thủy vân W) vào cơ sở dữ liệu quan hệ. .. rất quan ừọng vì nó cho phép có thể phát hiện thuỷ vân trong bản sao của quan hệ cơ sở dữ liệu cho dù quan hệ gốc đã được cập nhật 1.3 Những tấn công trên thuỷ vân cơ sở dữ liệu quan hệ Vì các quan hệ cơ sở dữ liệu luôn được cập nhật nên các thuỷ vân được giấu ừong một quan hệ có thể bị mất do những cập nhật thông thường cũng như các tấn công có chủ đích 1.3.1 Cập nhật thông thường Giả sử В lấy ừộm dữ. .. dụng cho cơ sở dữ liệu quan hệ có dữ liệu kiểu số Tư tưởng chính của lược đồ này là sử dụng các bit ít ý nghĩa nhất (LSB) để thủy vân cho cơ sở dữ liệu quan hệ chứa các thuộc tính kiểu số chấp nhận được những thay đổi nhỏ mà không làm ảnh hưởng tới ý nghĩa của dữ liệu Lược đồ này sử dụng các bit ít ý nghĩa nhất của các bộ ừong cơ sở dữ liệu quan hệ để xây dựng ra thủy vân nhúng cho toàn bộ cơ sở dữ liệu. .. sang các cơ sở dữ liệu quan hệ để bảo vệ bản quyền dữ liệu ngay cả khi dữ liệu đã được xuất bản hoặc phân phối Hầu hết các lược đồ thủy vân cơ sở dữ liệu quan hệ đều dựa vào khóa bí mật vì thế đòi hỏi phải có một khóa bí mật để chứng minh bản quyền Điều đó có nghĩa là bản quyền chỉ có thể được minh chứng và được công nhận trước công chúng (ví dụ trước tòa án ) Tuy nhiên, sau khi chứng minh quyền sở hữu... dữ liệu ừong cơ sở dữ liệu quan hệ có sử dụng khóa 1.1.3 Lược đồ thủy vân Lược đồ thủy vân cơ sở dữ liệu quan hệ bao gồm 2 phần: nhúng thủy vân và phát hiện thủy vân Khi nhúng thủy vân, một khóa thủy vân K do chủ sở hữu cơ sở dữ liệu tự chọn sẽ được sử dụng để nhúng thủy vân w vào cơ sở dữ liệu gốc Sau khi nhúng thủy vân, các cơ sở dữ liệu sẽ được đưa vào ừong môi trường Internet Để xác minh quyền sở. .. vào trong cơ sở dữ liệu ưu điểm của lược đồ này là: - Lược đồ tương đối đơn giản và áp dụng được cho các cơ sở dữ liệu chứa các thuộc tính kiểu số chấp nhận thay đổi nhỏ - Là một trong những lược đồ thủy vân đầu tiên cho việc bảo vệ bản quyền cơ sở dữ liệu quan hệ - Khả năng phát hiện mù và chi phí thấp khi xác minh quyền sở hữu các dữ liệu Nhược điểm của lược đồ này là: - Nếu giá trị dữ liệu nhận... trong cơ sở dữ liệu quan hệ rồi đưa vào ừong thuật toán sử dụng Điều quan trọng ở đây chính là việc ta giấu khóa thủy vân vào trong thuật toán như thế nào để không bị phát hiện đồng thời có thể chứng minh được đây chính là cơ sở dữ liệu quan hệ của mình Hay nói cách khác, việc đưa khóa vào ừong cơ sở dữ liệu quan hệ là một ừong những điểm quan trọng của bài toán bảo vệ bản quyền và đảm bảo sự toàn vẹn dữ. .. 11 1.5 Các lược đồ thủy vân cơ sở dữ liệu quan hệ Thuỷ vân trên cơ sở dữ liệu quan hệ là một kỹ thuật mới và rất phức tạp Cho đến nay mới chỉ có một vài cách tiếp cận bài toán thuỷ vân cơ sở dữ liệu quan hệ cho ứng dụng bảo vệ bản quyền Việc lựa chọn lược đồ thủy vân nào là tuỳ thuộc vào yêu cầu của ứng dụng Một số lược đồ thuỷ vân trên cơ sở dữ liệu quan hệ như: • Lược đồ thủy vân sử dụng các bit ít... 3 Nhiệm vụ nghiên cứu - Tìm hiểu tổng quan về thủy vân - Lược đồ thủy vân sử dụng bit MSB để bảo vệ bản quyền công khai cho cơ sở dữ liệu quan hệ - Cài đặt chương trình thử nghiệm 4 Đổi tượng nghiên cứu - Lược đồ thủy vân cơ sở dữ liệu quan hệ 5 Giả thuyết khoa học Luận văn nếu hoàn thành sẽ góp phần nâng cao công tác Khảo thí, Đảm bảo chất lượng tại đơn vị đang công tác, qua đó giúp nâng cao chất lượng