Bảo vệ bản quyền công khai cho cơ sở dữ liệu quan hệ

1 LỜI CẢM ƠN Trong thời gian thực nghiên cứu luận văn, nhận đuợc sụ giúp đỡ tận tình quan, tổ chức, cá nhân Tôi xin bày tỏ lòng cảm on sâu sắc tới tập thể, cá nhân tạo điều kiện giúp đỡ suốt thời gian thục nghiên cứu luận văn Truớc 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 tới 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 trình học tập trường Cuối cùng, xin gửi lời cảm ơn chân thành tới gia đình, bạn bè, đồng nghiệp động viên, sát cánh suốt trình học tập thực nghiên cứu đề tài Hà Nội, ngày tháng năm 2015 Học viên Trương Công Khanh LỜI CAM ĐOAN Tên là: Trương Công Khanh Lớp: Cao học KI 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 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 luận văn ghi rõ nguồn gốc Hà Nội, ngày tháng năm 2015 Học viên Trương Công Khanh Ill DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT Từ viết tắt 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 quyền NHĐT Ngân hàng đề thi KT-ĐBCLGD Khảo thí - Đảm bảo chất luợng giáo dục DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ MỤC LỤC V MỞ 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 trọng môi truờng ứng dụng dựa Internet nhiều ứng dụng phân phối sản phẩm Trong năm gần đây, công nghệ thông tin phát triển với tốc độ chóng mặt phần cứng phần mềm, đặc biệt tốc độ phát triển Internet công nghệ có liên quan đua đến tiểm chua có việc truy nhập phân phối lại sản phẩm kỹ thuật số Sự phát triển công nghệ đa phuơng tiện với khả chép mô mở nhiều huớng cho phát triển luợc 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 đuợc sử dụng để nhúng vào sản phẩm đa phuơng tiện nhu âm thanh, hình ảnh, video Nhung nay, thuỷ vân đuợc 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 trọng có ứng dụng nhiều sống Thuỷ vân đuợc sử dụng với mong muốn cho phép chứng minh đuợc 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 luợng đơn vị công tác, qua giúp nâng cao chất luợng Đào tạo truờng Đại học Thủ đô Hà Nội Xuất phát từ thực tế đó, em xin chọn đề tài “Bảo vệ quyền công khai cho sở liệu quan hệ” để làm luận văn thạc sĩ duới huớng dẫn TS Luu Thị Bích Huơng Mục đích nghiên cứu Nghiên cứu tổng quan thủy vân luợc đồ thủy vân sử dụng bit MSB để bảo vệ quyền công khai cho sở liệu quan hệ, từ xây dựng chuông trình thử nghiệm để bảo vệ quyền cho ngân hàng đề thi học phần truờng Đại học Thủ đô Hà Nội Nhiệm vụ nghiên cứu - Tìm hiểu tổng quan thủy vân - Luợc đồ thủy vân sử dụng bit MSB để bảo vệ quyền công khai cho sở liệu quan hệ - Cài đặt chuông trình thử nghiệm Đối tượng nghiên cứu - Lược đồ thủy vân sở liệu quan hệ Giả thuyết khoa học Luận văn hoàn thành góp phần 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 Phương pháp nghiên cứu - Tìm kiếm nghiên cứu tài liệu liên quan, tiến hành phân tích, đánh giá đưa đề xuất - Tiếp thu kết nghiên cứu mặt lý thuyết, sở cài đặt thử nghiệm, đánh giá so sánh với phương pháp, lược đồ thủy vân có Chương TỔNG QUAN VỀ THỦY VÂN SỞ DỮ LIỆU QUAN HỆ 1.1 1.1.1 Môt số khái niêm •• Thủy vân Từ “thuỷ vân” có xuất xứ từ kỹ thuật đánh dấu nước thời xưa Đây kỹ thuật đánh dấu chìm hình ảnh, logo, hay liệu lên giấy nhằm mục đích trang trí phân biệt xuất xứ sản phẩm giấy Như vậy, thông tin cần giấu gọi thuỷ vân (watermark) Thuỷ vân mô tả thông tin dùng để chứng minh quyền sở hữu chống xuyên tạc Có hai loại thuỷ vân, là: thuỷ vân bền vững thuỷ dễ vỡ Thuỷ vân bền vững (robust watermark): Là thuỷ vân tồn bền vững với liệu, không dễ dàng bị phá huỷ trước biến đổi, công lên liệu Các lược đồ thường dùng ứng dụng bảo vệ quyền, chứng minh quyền sở hữu Thuỷ vân dễ vỡ (fragile watermark): Là thuỷ vân dễ bị biến đổi trước biến đổi hay công lên liệu Các lược đồ thường dùng ứng dụng chứng thực thông tin, đảm bảo toàn vẹn liệu 1.1.2 Thủy vân sở liệu Ngày nay, việc sử dụng co sở liệu ứng dụng ngày tăng lên tạo nhu cầu tương tự thủy vân sở liệu Internet ngày phát triển đưa đến sức ép nặng nề cho người bảo vệ liệu việc tạo dịch vụ cho phép người sử dụng tìm kiếm truy cập sở liệu từ xa Mặc dù xu hướng hữu ích cho người dùng bộc lộ mối nguy hiểm cho nhà cung cấp liệu trước kẻ trộm cắp liệu Do đó, người cung cấp liệu đòi hỏi phải có công nghệ nhận dạng sở liệu họ bị đánh cắp Cho dù có nhiều điều kế thừa từ kết đạt thủy vân liệu đa phương tiện nhiều thách thức kỹ thuật lĩnh vực thủy vân sở liệu quan hệ liệu quan hệ liệu đa phương tiện khác nhiều khía cạnh quan trọng Ví dụ như, phần khác đối tượng đa phương tiện cắt bỏ thay cách tùy ý mà không gây thay đổi nội dung đối tượng Ngược lại, việc thêm, bớt cập nhật quan hệ lại phép toán chuẩn sở liệu Do khác lớn mà lược đồ thủy vân phát triển cho liệu đa phương tiện sử dụng trực tiếp để thủy vân quan hệ Định nghĩa 1.1: Thủy vân sở liệu quan hệ [3] Thủy vân sở liệu quan hệ kỹ thuật nhúng số thông tin (được gọi thông tin thủy vân W) vào sở liệu quan hệ nhằm mục đích bảo vệ quyền toàn vẹn cho sở liệu Thủy vân dạng ẩn bền vững dễ vỡ Một thuỷ vân áp dụng cho sở liệu quan hệ có thuộc tính mang đặc điểm thay đổi nhỏ số giá trị chúng không làm ảnh hưởng đến ứng dụng Đối với hầu hết sở liệu quan hệ có chứa tham số sai lệch hệ thống thuỷ vân gây điều chỉnh cho chúng nằm miền dung sai độ đo Để chủ sở hữu sở liệu giữ bí mật cho thông tin thủy vân w người tìm lại thông tin cần phải trộn w với liệu gọi khóa chủ sở liệu lựa chọn Thông tin thứ hai gọi khóa thủy vân định nghĩa sau: Định nghĩa 1.2: Khóa thủy vân [3] Khóa thủy vân lượng liệu chủ sở hữu sở liệu lựa chọn nhằm mục đích xác định thủy vân lược đồ thủy vân Ký hiệu K Khóa K kết họp với thủy vân w để nhúng vào sở liệu Khóa thủy vân mấu chốt lược đồ thủy vân sở liệu có sử dụng khóa thủy vân Khóa thủy vân nhúng vào sở liệu quan hệ nhiều cách Thông thường khóa thủy vân nhúng với liệu sở liệu quan hệ đưa vào thuật toán sử dụng Điều quan trọng việc ta giấu khóa thủy vân vào thuật toán để không bị phát đồng thời chứng minh sở liệu quan hệ Hay nói cách khác, việc đưa khóa vào sở liệu quan hệ điểm quan trọng toán bảo vệ quyền đảm bảo toàn vẹn liệu sở liệu quan hệ có sử dụng khóa 1.1.3 Lược đồ thủy vân Lược đồ thủy vân sở liệu quan hệ bao gồm phần: nhúng thủy vân phát thủy vân Khi nhúng thủy vân, khóa thủy vân K chủ sở hữu sở liệu tự chọn sử dụng để nhúng thủy vân w vào sở liệu gốc Sau nhúng thủy vân, sở liệu đưa vào môi trường Internet Đe xác minh quyền sở hữu sở liệu đáng ngờ, trình xác minh sở liệu bị nghi ngờ thực đầu vào cách sử dụng khóa thủy vân K (được sử dụng giai đoạn nhúng) thủy vân nhúng (nếu có) lấy so sánh với thông tin thủy vân ban đầu Hình 1.1 sơ đồ mô tả lược đồ thủy vân sở liệu quan hệ [8] Khóa K i Cơ sở liệu gốc Nhúng thủy vân Cơ sở liệu nhúng thủy vân i i Thông tin thủy vân (W) Khóa K ị Cơ sở liệu nghi ngờ Phát thủy vân i i Khẳng định sai Thông tin thủy vân (W) Hình 1.1 Sơ đồ mô tả lược đồ thủy vân sở liệu quan hệ { get { return dbRAbs; } set { dbRAbs = value; } } public int DbWAbs { get { return dbWAbs; } { set { dbWAbs = value; } } public string Keylnfo { get { return keylnfo; } set { keylnfo = value; } } string GetTableRName() { try { string cm = "SELECT * FROM sys.tables where name Connection = new Connection(dbRNarae); DataTable dt = con.Getds(cm).Tables[0]; return dt Rows [ ] [0] ToStringO; } catch (Exception e) { return null; } } void set() { dw.DbRName = dbRName; dr.DbRTable = GetTableRName(); dw.DbWTable = dr.DbRTablef"wm"; dw.DbWName = dbWName; dw.DbWAbs = dbWAbs; } bool CheckDataO { if (dbRName == "") { MessageBox.Show("Nhập lại tên CSDL cần thủy vân", return false; } if (dbWName == "") ! "Thông } try { } catch { MessageBox.Show("Nhập lại tham số thủy vân", "Thông báo"); return false; ) return true; ) public void process(WaterMark.Presentation.Forral f) { Connection = new Connection(dbRName); I I I kiem tra ket nối if (con.Connect(dbRNarae) == false) { DialogResult rs = System.Windows.Forms.MessageBox.Show("Không thể kết nối co sò liệu, sai tên CSDL sai thông tin đăng nhập.\nBạn có muốn cấu hình lại", "Thông báo", System.Windows.Forms.MessageBoxButtons.YesNo, System.Windows.Forms.MessageBoxIc on.Question); if (rs == DialogResult.Yes) { liaterMark.Presentation.Config frm = new WaterMark.Presentation.Config(); frm.ShowDialogO ; ) return; ) dr = new DatabaseR (dbRName) ; s e t () ; DataTable dt; dt= dr.returnAllrowsO Tables [0] ; dbRAbs = dt.Columns.Count;// so thuoc tinh if (dbWAbs dbRAbs) { MessageBox.Show("Tham số thủy ấn 2 0) { exponent [j] = i /= 2; j != 1) { i; input *= ; } /= 2; } == Ũ) break; i % 2; } } } Lóp Md5: Mã hóa khóa using System; using System.Collections.Generi c; using System.Linq; using System.Text; using System.Security.Cryptography; namespace WaterMark.Function { class Md5 { public string getMd5Hash(string input) { MD5CryptoServiceprovider md5Hasher = new MD5CryptoServiceprovider(); byte[] data = md5Hasher.ComputeHash(Encoding.Default.GetBytes ( input) ) // and create a string stringBuilder sBuilder = new stringBui1der(); for (int i = 0; i < data.Length; i++) { [...]... chương 2 trình bày lược đồ thủy vân cơ sở dữ liệu sử dụng bit ý nghĩa nhất (MSB - Most Significant Bit) dùng để bảo vệ bản quyền công khai cơ sở dữ liệu quan hệ mà không làm thay đối dữ liệu 1.6 Kết luận chương 1 Chương 1 đã tìm hiểu các khái niệm về thủy vân, các yêu cầu cơ bản của thủy vân cơ sở dữ liệu quan hệ cũng như các tấn công trên thủy vân các cơ sở dữ liệu quan hệ Đồng thời cũng đưa ra một số... 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 trong cơ sở dữ liệu quan hệ để xây dựng ra thủy vân nhúng cho toàn bộ cơ sở dữ liệu. .. là hệ thống mù Tính chất này rất quan trọng 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 trong 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... vào trong cơ sở dữ liệu ưu điếm 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 điếm của lược đồ này là: - Nếu giá trị dữ liệu nhận... bảo vệ bản quyền Chương 2 LƯỢC ĐỒ THỦY YÂN sử DỤNG BIT MSB 2.1 Giới thiệu Hiện nay, các lược đồ thủy vân đã được mở rộng kế thừa từ các nội dung đa phương tiện 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. .. của thuỷ vân cơ sở dữ liệu quan hệ Bảo vệ bản quyền hoặc chứng minh quyền sở hữu Ngày nay, việc bảo vệ bản quyền hoặc chứng minh quyền sở hữu (Copyright Protection or Proving Ownership) đối với các nguồn cơ sở dữ liệu quan hệ ở bên ngoài là một vấn đề quan trọng trong các môi truờng ứng dụng dựa vào Internet và trong nhiều ứng dụng phân phối dữ liệu Đây là ứng dụng cơ bản nhất của luợc đồ thuỷ vân Một... 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 ý nghĩa... gọi là thuỷ vân) mang ý nghĩa quyền sở hữu sẽ đuợc nhúng vào trong dữ liệu quan hệ Thuỷ vân đó chỉ một mình nguời chủ sở hữu họp pháp cơ sở dữ liệu đó có và đuợc dùng làm minh chứng cho bản quyền sản phẩm [9] 1.4.2 Chứng thực thông tin (Authentication) Một tập thông tin sẽ đuợc giấu trong cơ sở dữ liệu quan hệ Sau đó, các thông tin này sẽ đuợc sử dụng để nhận biết xem dữ liệu gốc có bị thay đổi hay không... của cơ sở dữ liệu với nhau thỏa mãn một khoảng cách 1 đuợc xây dựng Sử dụng số luợng các giá trị bị hoán đổi để kiểm soát sự sai khác của cơ sở dữ liệu nằm trong một giới hạn mà cơ sở dữ liệu có thể chấp nhận đuợc ưu điểm của lược đồ này là: - Có thể áp dụng cho nhiều loại dữ liệu nhung sử dụng tốt nhất cho dữ liệu kiểu số - Không làm thay đổi giá trị của dữ liệu Nhược điểm của lược đồ này là: - Cơ sở. .. đồ thủy vân cơ sở dữ liệu được sử dụng để bảo vệ bản quyền bằng cách kiểm chứng công khai và không đưa vào bất kỳ một sự sai lệch nào đối với dữ liệu Lược đồ này được phát triển một phần nhờ vào những nét chính của các lược đồ thủy vân khóa công khai trong lĩnh vực thủy vân đa phương tiện Tuy nhiên, giữa thủy vân đa phương tiện và thủy vân cơ sở dữ liệu quan hệ có những khác nhau rất cơ bản Lược đồ