Bảo vệ bản quyền các cơ sở dữ liệu quan hệ trong hệ thống quản lý giáo dục bằng kỹ thuật thủy vân

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ THÔNG TIN & TRUYỀN THÔNG A, B, NGUYỄN TRẦN PHƯƠNG BẢO VỆ BẢN QUYỀN CÁC CƠ SỞ DỮ LIỆU QUAN HỆ TRONG HỆ THỐNG QUẢN LÝ GIÁO DỤC BẰNG KỸ THUẬT THỦY VÂN LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC MÁY TÍNH THÁI NGUYÊN - 2016 ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ THÔNG TIN & TRUYỀN THÔNG NGUYỄN TRẦN PHƯƠNG BẢO VỆ BẢN QUYỀN CÁC CƠ SỞ DỮ LIỆU QUAN HỆ TRONG HỆ THỐNG QUẢN LÝ GIÁO DỤC BẰNG KỸ THUẬT THỦY VÂN Chuyên ngành: KHOA HỌC MÁY TÍNH Mã số: 60 48 01 01 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC MÁY TÍNH NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC PGS.TS Bùi Thế Hồng THÁI NGUYÊN - 2016 i LỜI CẢM ƠN Để thực đề tài, nỗ lực cá nhân cần đến hỗ trợ nhiều mặt, nỗ lực thân; tận tâm Thầy; chia sẻ kinh nghiệm đồng nghiệp; tạo điều kiện lãnh đạo đơn vị hỗ trợ hạ tầng kỹ thuật, v.v…, bên cạnh việc động viên khích lệ gia đình trình học tập, nghiên cứu Đây dịp, cá nhân gửi lời cảm tạ đến tổ chức, cá nhân tạo điều kiện trực tiếp gián tiếp để luận văn hoàn thành Với lý vậy, tác giả gửi lời cảm ơn đến đồng nghiệp, lãnh đạo trường Cao đẳng Kinh tế Kỹ thuật, lãnh đạo Ngành giáo dục tỉnh Hòa Bình Đặc biệt em gửi lời tri ân tới Thầy trường Đại học Công nghệ thông tin & Truyền thông - Đại học Thái Nguyên; Viện Công nghệ thông tin - Viện Hàn Lâm Khoa học Công nghệ Việt Nam nhiệt tình giảng dạy Cuối cùng, với lòng biết ơn sâu sắc học trò gửi đến PGS.TS Bùi Thế Hồng tận tâm suốt thời gian hướng dẫn nghiên cứu, thực đề tài hoàn thiện luận văn Mặc dù cố gắng, lần đầu tiếp cận với công tác nghiên cứu khoa học cách bản, nên luận văn tránh khỏi thiếu sót mà thân chưa nhận thức Rất mong góp ý Thầy đồng nghiệp để luận văn hoàn thiện Xin chân thành cảm ơn! Thái nguyên, ngày 10 tháng 05 năm 2016 Tác giả luận văn Nguyễn Trần Phương ii LỜI CAM ĐOAN Nội dung luận văn chuyên ngành khoa học máy tính trình độ sau đại học thể kết nghiên cứu đề tài: “Bảo vệ quyền sở liệu quan hệ hệ thống quản lý giáo dục kỹ thuật thủy vân” Đây nghiên cứu cá nhân hướng dẫn khoa học PGS.TS Bùi Thế Hồng Những số liệu, kết nêu luận văn thực trình phân tích, thiết kế, xây dựng thử nghiệm giai đoạn nghiên cứu đề tài Vì xin cam đoan kết chưa công bố công trình khác chuyên ngành khoa học máy tính Tôi xin chịu trách nhiệm nghiên cứu Tác giả luận văn Nguyễn Trần Phương iii MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN i LỜI CAM ĐOAN ii MỤC LỤC iii DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC TỪ VIẾT TẮT vi DANH MỤC CÁC BẢNG viii DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ ix MỞ ĐẦU .1 Tính cấp thiết Mục tiêu phương pháp nghiên cứu Những điểm luận văn Bố cục luận văn .2 CHƯƠNG TỔNG QUAN THỦY VÂN 1.1 TỔNG QUAN VỀ ỨNG DỤNG THỦY VÂN HIỆN NAY 1.1.1 Xác thực bảo vệ quyền sở liệu quan hệ 1.1.2 Vài nét trạng việc xác thực nguồn sở liệu quan hệ hệ thống lý giáo dục 1.2 MỘT SỐ KHÁI NIỆM VỀ THỦY VÂN VÀ CƠ SỞ DỮ LIỆU QUAN HỆ 1.2.1 Thủy vân 1.2.2 Thủy vân sở liệu quan hệ .8 1.2.3 Khóa thủy vân 1.2.4 Khái quát hàm băm 1.2.5 Cơ sở liệu 12 1.2.6 Mô hình liệu quan hệ 13 1.2.7 Thuộc tính khóa 17 1.2.8 Ngôn ngữ truy vấn 19 1.2.9 Bảo mật bảo vệ hệ thống thông tin 21 1.3 1.3.1 NHỮNG TẤN CÔNG TRÊN THUỶ VÂN CƠ SỞ DỮ LIỆU QUAN HỆ 22 Cập nhật thông thường 22 iv 1.3.2 1.4 Tấn công có chủ đích 22 KẾT LUẬN CHƯƠNG 23 CHƯƠNG KỸ THUẬT THỦY VÂN CƠ SỞ DỮ LIỆU QUAN HỆ 25 2.1 MỘT SỐ KỸ THUẬT THỦY VÂN CƠ SỞ DỮ LIỆU QUAN HỆ 25 2.1.1 Yêu cầu việc thủy vân sở liệu quan hệ 25 2.1.2 Các kỹ thuật thủy vân sở liệu quan hệ 27 2.1.2.1 Kỹ thuật thủy vân sử dụng bit ý nghĩa 27 2.1.2.2 Kỹ thuật thuỷ vân sử dụng bit ý nghĩa 28 2.1.2.3 Kỹ thuật thuỷ vân dựa vào kỹ thuật tối ưu hoá 29 2.1.2.4 Kỹ thuật thủy vân dựa vào phép hoán vị 30 2.1.2.5 Kỹ thuật thủy vân có thuộc tính phân loại 31 2.2 CÁC LƯỢC ĐỒ THỦY VÂN CƠ SỞ DỮ LIỆU QUAN HỆ 32 2.2.1 Lược đồ thủy vân sử dụng bit ý nghĩa 33 2.2.2 Lược đồ thủy vân sử dụng bit ý nghĩa 33 2.2.3 Lược đồ thủy vân dựa vào kỹ thuật tối ưu hóa 34 2.2.4 Lược đồ thủy vân dựa vào phép hoán vị 34 2.2.5 Lược đồ thủy vân có thuộc tính phân loại 36 2.3 THUẬT TOÁN THỦY VÂN CƠ SỞ DỮ LIỆU QUAN HỆ 38 2.3.1 Thuật toán băm Message-Digest algorithm 38 2.3.2 Thuật toán thủy vân sử dụng bit ý nghĩa 39 2.3.2.1 Nhúng thủy vân LSB 39 2.3.2.2 Phát thủy vân LSB 40 2.3.3 Thuật toán thủy vân sử dụng bit ý nghĩa 41 2.3.3.1 Nhúng thủy vân MSB 41 2.3.3.2 Phát thủy vân MSB 41 2.3.4 Thuật toán thủy vân dựa vào kỹ thuật tối ưu hóa 42 2.3.4.1 Nhúng thủy vân dựa vào kỹ thuật tối ưu hóa 42 2.3.4.2 Phát thủy vân dựa vào kỹ thuật tối ưu hóa 43 2.3.5 2.3.5.1 Thuật toán thủy vân dựa vào phép hoán vị 44 Nhúng thủy vân dựa vào phép hoán vị 44 v 2.3.5.2 2.3.6 Phát thủy vân dựa vào phép hoán vị 45 Thuật toán thủy vân dựa vào thuộc tính phân loại 46 2.3.6.1 Nhúng thủy vân có thuộc tính phân loại 46 2.3.6.2 Phát thủy vân có thuộc tính phân loại 47 2.4 KẾT LUẬN CHƯƠNG 49 CHƯƠNG THUẬT TOÁN VÀ CHƯƠNG TRÌNH MÔ PHỎNG 50 3.1 BẢO VỆ BẢN QUYỀN CƠ SỞ DỮ LIỆU QUAN HỆ TRONG HỆ THỐNG QUẢN LÝ GIÁO DỤC 50 3.1.1 Những yêu cầu cụ thể với việc bảo vệ quyền sở liệu quan hệ hệ thống quản lý giáo dục 50 3.1.1.1 Những đặc điểm sở liệu quan hệ quản lý giáo dục 50 3.1.1.2 Yêu cầu với thủy vân sở liệu quan hệ quản lý giáo dục 53 3.1.2 Xây dựng lược đồ thủy vân sở liệu 53 3.1.2.1 Nhúng thủy vân 54 3.1.2.2 Lược đồ phát thủy vân 54 3.1.3 Xây dựng thuật toán thủy vân sở liệu quan hệ 54 3.1.3.1 Thuật toán nhúng thủy vân 54 3.1.3.2 Thuật toán phát thủy vân 56 3.2 THIẾT KẾ CÀI ĐẶT 57 3.2.1 Những modul thuật toán nhúng thủy vân 57 3.2.2 Những modul thuật toán phát thủy vân 59 3.3 THỬ NGHIỆM 60 3.4 ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ 62 3.4.1 Đánh giá thuật toán nhúng phát thủy vân 63 3.4.2 Độ phức tạp thuật toán 64 3.5 KẾT LUẬN CHƯƠNG 64 KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 65 TÀI LIỆU THAM KHẢO 66 Tài liệu tiếng Việt 66 Tài liệu tiếng Anh 66 vi DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC TỪ VIẾT TẮT Ý nghĩa Ký hiệu l Độ dài chuỗi thuỷ vân  Số thuộc tính quan hệ  Tổng số bit thủy vân  Số bit LSB sẵn sàng để đánh dấu thuộc tính  Số quan hệ  mức ý nghĩa phép thử để phát thủy vân  Tham số phát thủy vân  Tham số tạo thủy vân || Phép ghép nối |S i| Độ dài vectơ S i ANSI Viện tiêu chuẩn quốc gia Hoa Kỳ - American National Standards Institute CNTT Công nghệ thông tin CRHF Hàm băm khó xung đột - Collision Resistant Hash Function CSDL Cơ sở liệu Gi Nhóm thứ i H() Hàm băm K Khóa thủy vân LSB Bit ý nghĩa - Least Significant Bit M Số phần phân hoạch liệu MAC Mã xác thực thông điệp - Message Authentication Code MD5 Thuật toán băm Message - Digest algorithm MDC Mã phát sửa đổi - Manipulation Detection Code MSB Bit ý nghĩa - Most Significant Bit OWHF Hàm băm chiều - One-Way Hash Function vii Ý nghĩa Ký hiệu R Lược đồ quan hệ R Quan hệ thuộc lược đồ R RDB Cơ sở liệu quan hệ - Relation database ri Bộ thứ i quan hệ r riAj Giá trị thuộc tính thứ j thứ i SQL Structured Query Language SWOT Điểm mạnh (Strengths) - Điểm yếu (Weaknesses) - Cơ hội (Op portunities) - Thách thức (Threats) T* Ngưỡng giải mã tối ưu W Thông tin thủy vân dạng chuỗi bit nhị phân WRDB Thủy vân sở liệu quan hệ - Watermark RDB Xmax Các thống kê nhúng cực đại Xmin Các thống kê nhúng cực tiểu Δi Vectơ thao tác Rn tH Chi phí sinh số ngẫu nhiên hàm băm tmod Chi phí phép mod tif Chi phí phép if tdelA Chi phí cho phép xóa thuộc tính tbit Chi phí cho việc gán so sánh bit tcount Chi phí gán cập nhật đếm mcount Số bit cần thiết để ghi đếm mtuple Số bit để ghi mwkey Số bit ghi khóa thủy vân mpkey Số bit ghi giá trị khóa viii DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1 Một số hàm băm 12 Bảng 1.2 Quan hệ biểu diễn thành bảng 14 Bảng 1.3 Các loại liệu sở thường dùng SQL 20 Bảng 2.1 Phân tích khả áp dụng kỹ thuật LSB 27 Bảng 2.2 Phân tích khả áp dụng kỹ thuật MSB 28 Bảng 2.3 Phân tích khả áp dụng kỹ thuật tối ưu hóa 29 Bảng 2.4 Phân tích khả áp dụng kỹ thuật dựa vào phép hoán vị 30 Bảng 2.5 Phân tích khả áp dụng kỹ thuật thủy vân sở liệu quan hệ có thuộc tính phân loại 31 Trang 55 Output: Quan hệ thủy vân B 1: Xây dựng ti rw có khóa với ri, ti.P = ri.P B 2: Lựa chọn tập hợp kiểm tra ranh giới khả dụng liệu B 3: Kết hợp khóa thủy vân với khóa Căn kiểu thuộc tính để lấy bit thủy vân MSB nhúng vào B 4: Lặp lại trình không tập hợp mã hóa Input: Quan hệ r, khóa thủy vân K tham số tạo thủy vân  (  ≤ η ), bảng cần chọn thủy vân Output: Quan hệ thủy vân rw For i = to  Xây dựng ti rw có khóa với ri , ti P = ri P for k = to η j = H ( K || ri P ) mod  if ( ri Aj có kiểu số ) then q = ri Aj quay trái bit ti Wk = MSB q end if if ( ri Aj có kiểu datetime ) then q = year ( ri Aj ) ti Wk = MSB q end if if ( ri Aj có kiểu xâu ký tự ) then q = charAt ( ri Aj , j mod length ( ri Aj )) ti Wk = MSB q end if if ( ri Aj có kiểu Boolean ) then ti Wk = ri Aj end if xóa thuộc tính thứ j ri end for end for Trang 56 Thuật toán phát thủy vân kế thừa các modul thuật toán nhúng thủy vân đọc thuộc tính tìm vị trí MSB chuỗi bit cho thuộc tính Bit MSB lưu trữ riêng đăng ký quyền với tổ chức có trách nhiệm 3.1.3.2 Thuật toán phát thủy vân Input: Quan hệ nghi ngờ, khóa thủy vân K, liệu thủy vân, tham số phát thủy vân Output: { true, false } B 1: Sử dụng khóa nhúng để tìm lại lượng lớn tập (hoặc tất công thực liệu) B 2: Với tập tìm được, sử dụng quy tắc mã hóa để tìm lại giá trị bit nhúng xây dựng lại thủy vân B 3: Dùng lược đồ chọn theo đa số để tìm lại thủy vân giống với thủy vân gốc Input: Quan hệ nghi ngờ r’, K, thủy vân rw  ( 0.5 <  < ) Output: { true, false } match_count = total_count = for i = to  tìm ti rw có khóa với r’i , ti P = r’i P for k = to η total_count = total_count + j = H ( K || r’i P ) mod  if ( r’i Aj có kiểu số ) then q = r’i Aj quay trái bit w = MSB q end if if ( r’i Aj có kiểu số ) then q = year ( r’i Aj ) w = MSB q end if if ( r’i Aj có kiểu xâu ký tự ) then Trang 57 q = charAt ( r’i Aj , j mod length ( r’i Aj )) w = MSB q end if if ( r’i Aj có kiểu Boolean ) then w = r’i Aj end if if ( ti Wk == w ) then match_count = match_count + end if xóa thuộc tính thứ j r’i end for end for if match_count/total_count >  then return true else return false end if 3.2 THIẾT KẾ CÀI ĐẶT Chương trình thực nghiệm thực hệ điều hành Windows 10, SQLServer 2014 Visual Studio Enterprise 2015 với ngôn ngữ lập trình C# Trong trình nhúng tách thủy vân hoàn toàn dựa vào đệm, bảng trung gian, không can thiệp trực tiếp vào liệu CSDL 3.2.1 Những modul thuật toán nhúng thủy vân Bước Xây dựng ti rw có khóa với ri, ti.P = ri.P public bool Create() { Create Table Tên_Bảng id primary key: ti.P = ri.P; for ( int i = 1; i <  ; i++ ) { Attributes [ i ] bit not null; Trang 58 } return true; } Bước Sinh giá trị cho η thuộc tính rw chọn ngẫu nhiên thuộc tính cần nhúng public int findGj ( string key, int rP ) { string input = key + rP; byte [ ] a = new byte [ 1024 ]; a = Encoding.ASCII.GetBytes ( input ); return BitConverter.ToInt32 ( a, ); } Bước Xử lý bit MSB theo kiểu liệu thuộc tính public bool getMsb ( int i, int j, DataTable dt) { string dl = dt.Rows [ I ] [ j ].ToString ( ); if ( dl == "" ) return false; if ( dt.Columns [ j ].DataType == System.Type.GetType ("System.Int32" )) { double t = double.Parse ( dl ); if ( t == ) return false; return GetMsbDouble ( t ); } if ( dt.Columns [ j ].DataType == System.Type.GetType ("System.Boolean")) { return bool.Parse ( dl ); } if ( dt.Columns [ j ].DataType == System.Type.GetType ( "System.String" )) { return GetMsbString ( dl, j ); } Trang 59 if (dt.Columns [j ].DataType == System.Type.GetType ("System.DateTime")) { return GetMsbDateTime ( DateTime.Parse ( dl )); } return false; } 3.2.2 Những modul thuật toán phát thủy vân Bước Sinh ti rw có khóa với r’i, ti.P = r’i.P: Thuật toán tương tự Bước phần nhúng thủy vân Bước Tìm so sánh bit MSB r’ for (int k = 0; k < t; k++) { dtr = dr.returnAllrows ( ).Tables [ ]; key = dtr.Rows [ k ] [ ].ToString ( );//Lấy khóa của1 ghi R' dtw = dw.selectByKey ( key ).Tables [ ]; //Tìm ghi có khóa với ghi W for ( int i = 1; i < dbWAbs; i++) { int n = dtr.Columns.Count; totalCount++; Gj g = new Gj ( ); int j = g.findGj ( keyInfo, int.Parse ( key )) % n; //Nếu trùng vào thuộc tính khóa if ( j == ) j++; { Msb msb = new Msb ( ); if ( msb.getMsb (k, j, dtr) == bool.Parse(dtw.Rows[0][ i].ToString())) matchCount++; } } } Trang 60 Bước Tính tỷ lệ phần trăm trùng khớp theo ngưỡng  if ( CheckDataDetW ( )) { ketquaGr.Hide ( ); { totalCountTxt.Text = "" + p.totalCount; matchCountTxt.Text = "" + p.matchCount; double matchCount = p.matchCount; double totalCount = p.totalCount; if ( matchCount / totalCount >= t ) kq.Text = "Nhận đúng"; else kq.Text = "Nhận sai"; ketquaGr.Show ( ); } 3.3 THỬ NGHIỆM - Chức nhúng thủy vân: Hình 3.3 Giao diện nhúng thủy vân Trang 61 - Chức phát thủy vân: Hình 3.4 Giao diện phát thủy vân - Chức kiểm tra quyền: Hình 3.5 Giao diện kiểm tra số lượng thủy vân kết luận 3.3.1 Dữ liệu thử nghiệm Hệ thống thử nghiệm RDB sử dụng trường Cao đẳng Kinh tế Kỹ thuật Hòa Bình với 168 bảng thiết kế để quản lý hoạt động giảng dạy, đào tạo Nhà trường Nhưng trước CSDL quản trị SQL Server 2000, nên trình thực nghiệm tác giả chọn, giữ lại bảng điển hình (bảng lớn chứa 3000 bộ), đặt tên CSDL EAS (Educational Administration Trang 62 System) EAS xây dựng lại SQL Server 2014 phiên Enterprise Edition, bảng: GiaoVien, SinhVien, Lop, SoDiem, MonHoc, DiemQT, DTN, VanBang, với tổng thuộc tính bảng tương ứng là: 11, 23, 10, 11, 9, 7, 6, 13 mối quan hệ chúng Hình 1.3 3.3.2 Thử nghiệm thuật toán nhúng thủy vân Với liệu chưa thủy vân có số  liệu gốc (và giá trị khóa chính) v =  η tổng số bit thủy vân, γ tham số tạo thủy vân Khi thuật toán phát thủy vân áp dụng cho liệu chưa thủy vân bit MSB liệu trùng không trùng với bit tương ứng thủy vân với  = 0.5 Kiểm nghiệm nhúng với tất bảng γ =  xem xét kết với việc phát thủy vân; với bảng có   10, kiểm nghiệm nhúng với γ = 10 để đánh giá % với thuộc tính thủy vân 3.3.3 Thử nghiệm thuật toán tìm lại thủy vân Khi phát thủy vân quan hệ sở liệu thủy vân xảy trường hợp đoán sai, tức không phát thủy vân hợp lệ từ liệu thủy vân bị thay đổi phép cập nhật sở liệu bao gồm truy vấn thêm, xóa sửa Tấn công sửa với : Thay đổi giá trị tăng dần hạ dần  ngưỡng tối thiểu 0.5 Kết nhận giá trị bị thay đổi đến 50% Cùng với cách cho công thêm nhận kết tương tự Đối với phép xóa thuộc tính, bit MSB thuộc tính bị xóa không phát thủy vân; nhiên, bit MSB khác không bị ảnh hưởng Do đó, tất bit MSB phát trùng khớp với đối chiếu chúng thủy vân công khai; việc xóa 50% số bộ, thuật toán phát với  = 0.5 3.4 ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ Mặc dù với phương pháp tiếp cận này, không làm ảnh hưởng trực tiếp đến khả sử dụng RDB sau thủy vân Việc xác thực, chứng minh quyền Trang 63 chủ sở hữu thực sau sở liệu đưa vào sử dụng Nhưng phải đăng ký với tổ chức có chức bảo hộ quyền sản phẩm 3.4.1 Đánh giá thuật toán nhúng phát thủy vân Ưu điểm: Xét tính bền vững việc thủy vân theo hướng tiếp cận bền vững với cập nhật thông thường áp dụng phối hợp kiểu liệu, với lý sau đây: Thứ nhất, Với tham số sinh thủy vân γ lớn lược đồ thủy vân bền vững trước công thông thường không làm thay đổi liệu trình thủy vân Nếu γ mà đủ nhỏ  phát huy khả nhúng ngẫu nhiên vào thuộc tính gây khó khăn cho kẻ muốn chiếm đoạt quyền Thứ hai, Kỹ thuật thủy vân cải tiến áp dụng cho kiểu liệu là: kiểu số, kiểu ký tự, kiểu Boolean kiểu datetime Khóa thủy vân khóa bí mật chứng minh quyền sở hữu nhiều lần, lúc Thứ ba, Với việc thủy vân dựa vào bit MSB thay đổi thực bit giá trị thuộc tính dẫn đến sai sót chấp nhận giá trị sử dụng liệu hay nói cách khác khó giả mạo Tồn tại: Khối lượng tính toán lớn, tham số sinh thủy vân  lớn độ bền vững lược đồ cao chi phí thời gian nhớ lớn Nếu ứng dụng để WRDB lớn, cần cân nhắc hệ thống phần cứng Tác giả kiểm đếm thời gian thực nhúng với bảng chứa 3000 máy tính có cấu hình Processor Core (TM) i3: 1.7 GHz, RAM 4.00 GB phần mềm mục 3.3.1, phải thực lên tới 28 giây; thời gian phát thủy vân tương ứng 36 giây Thử nghiệm CSDL nguyên gốc chứa 29000 bộ, thời gian tương ứng cho giai đoạn thực phút 07 giây 11 phút 35 giây Tác giả chưa có điều kiện thực nghiệm đánh giá thời gian Server quản lý trường Cao đẳng Kinh tế Kỹ thuật Hòa Bình Chưa thể áp dụng để thủy vân cho tất loại liệu, cho nên, ứng với loại liệu mục đích sử dụng cần sử dụng kỹ thuật thủy vân thích hợp Trang 64 3.4.2 Độ phức tạp thuật toán Đánh giá trình sinh thủy vân Chi phí thời gian tGenrw chi phí nhớ mGenrw: tGenrw =  tseed +  η (tH + tmod + tbit + tdelA + tif) = O( η) mGenrw = mtuple + η + mwkey + mpkey = O(η) Đánh giá trình phát thủy vân Với chi phí thời gian tdetrw chi phí nhớ mdetrw theo công thức đây: tdetrw = 2tcount +  tseed +  η(tH + tmod + tbit + tdelA + 2tcount +tif) + tif = O( η) mdetrw = 2mcount + mtuple + η + mwkey + mpkey = O(η) Thủy vân rw sau sinh ghi lên đĩa Yêu cầu không gian đĩa mdisk là: mdisk = |W| = mpkey +  η = O( η), η ≤  => mdisk = O() Như vậy, độ phức tạp thuật toán là: O() 3.5 KẾT LUẬN CHƯƠNG Với cách tiếp cận thủy vân MSB khắc phục điểm yếu việc giảm giá trị sử dụng liệu, đồng thời lựa chọn ngẫu nhiên thuộc tính cần thủy vân tùy thuộc vào tham số thủy vân thực thể điều quan trọng chứng minh quyền liệu đưa vào sử dụng nhờ việc thay đổi tham số phát thủy vân theo ngưỡng cho phép Kỹ thuật MSB áp dụng cho số thực thể quan trọng nguy bị giả mạo cao hệ CSDL Vì việc bảo vệ quyền sở liệu hệ thống giáo dục phù hợp Có thể áp dụng cho bảng liệu hệ sở liệu hệ thống giáo dục nói riêng hệ CSDL khác nói chung Nếu cải tiến trình xử lý thuật toán với thuộc tính khóa thực thể Trang 65 KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN Kết luận Với mục tiêu nghiên cứu số kỹ thuật thủy vân sở liệu quan hệ, luận văn đạt số kết sau đây: Bảo vệ quyền sử dụng kỹ thuật MSB thực việc nhúng, phát thủy vân thuộc tính kiểu số, ký tự, Boolean kiểu datetime có độ bền vững cao cập nhật thông thường Xác minh quyền thực sau sở liệu đưa vào sử dụng Không làm ảnh hưởng đến giá trị sử dụng liệu Phù hợp với việc bảo vệ quyền sở liệu quan hệ hệ thống quản lý giáo dục Cải tiến thuật toán để cài đặt loại thuộc tính khác sở liệu quan hệ Hướng phát triển Bên cạnh kết thu được, luận văn cần phải tiếp tục nghiên cứu phát triển vấn đề liên quan là: Phát triển thuật toán để cài đặt môi trường Internet chống lại công có chủ đích Phát triển ứng dụng cho việc bảo vệ quyền với sở liệu quan hệ tương tự thuộc lĩnh vực khác Có giải pháp chung cho việc thủy vân, bảo vệ quyền cho tất hệ sở liệu theo hướng tiếp cận thuật toán xây dựng Nếu giá trị thuộc tính khóa thực thể quan hệ chuyển đổi qua lại dạng bit kiểu thuộc tính định nghĩa Tuy nhiên xét khía cạnh kỹ thuật cài đặt phức tạp khối lượng tính toán lớn với CSDL nhỏ, nên khó thực hóa Trang 66 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tài liệu tiếng Việt [1] Bùi Thế Hồng cộng (2008), “Nghiên cứu Phát triển Kỹ thuật Thuỷ vân Cơ sở Dữ liệu Quan hệ”, Báo cáo kết nghiên cứu đề tài sở năm 2008, Phòng CSDL & LT [2] Bùi Thế Hồng cộng (2009), “Về số lược đồ thủy vân sở liệu quan hệ” Báo cáo kết nghiên cứu đề tài sở chọn lọc năm năm 2009, Phòng CSDL & LT [3] Lưu Thị Bích Hương (2011), “Thủy vân sở liệu quan hệ kỹ thuật thủy vân dựa vào bit ý nghĩa nhất”, Tạp chí Khoa học - Journal of Science, trường ĐHSP Hà Nội 2, số 16 năm 2011, tr 81 - 90 [4] Lưu Thị Bích Hương (2014), “Nghiên cứu phát triển kỹ thuật thủy vân sở liệu quan hệ” Luận án tiến sỹ toán học, Viện Công nghệ thông tin - Viện Hàn Lâm Khoa học Công nghệ Việt Nam Tài liệu tiếng Anh [5] Álvalro Herrero, Emilio Corhado, Carlos Redondo, Ángel Alonso (Eds.) (2010), “Computational Intelligence in Security for Information Systems 2010”, Springer Science & Business Media, 166-169 [6] R Agrawal and J Kiernan, “Watermarking relational databases” In Proceedings of VLDB, pages 155–166, 2002 [7] Rakesh Agrawal, Peter J Haas, Jerry Kiernan, “Watermarking relational data: framework, algorithms and analysis”, The VLDB Journal, 12(2):157-169, 2003 [8] Raju Halder, Shantanu Pal and Agostino Cortesi (2010), “Watermarking Techniques for Relational Databases: Survey, Classification and Comparison”, Journal of Universal Computer Science, vol 16, no 21, 3164-3190 [9] Yi Liu, Siyu Lai (2013), “Use of Watermark in Educational Administration System”, Proceedings of the 2nd International Conference on Computer Science and Electronics Engineering (ICCSEE) Trang 67 [10] Ersin Uzun and Bryan Stephenson (2008), “Security of Relational Databases in Business Outsourcing” In HP Laboratories, HPL – 2008- 168 [11] Y.G Li, Vipin Swarup and Sushil Jajodia, “A robust watermarking scheme for relational data”, In Proceedings of the Workshop on Information Technology and Systems (WITS), 195-200, 2003 [12] Radu Sion, “Database Watermarking”, Network Security and Applied Cryptography Lab Computer Science, Stony Brook University sion@cs.stonybrook.edu, 2006 Trang 68 PHỤ LỤC Thuật toán băm MD5 1.1 Input: Chuỗi Output: Chuỗi thập lục phân // Tạo đối tượng MD5 từ thư viện // Khai báo mảng byte để chứa sau tính toán hash // Tạo chuỗi StringBuilder để chứa chuỗi thập lục phân // Trả lại chuỗi thập lục phân { MD5CryptoServiceProvider md5Hash = new MD5CryptoServiceProvider(); byte[] data = md5Hash.ComputeHash(Encoding.Default.GetBytes(input)); StringBuilder sBuilder = new StringBuilder(); for (int i = 0; i < data.Length; i++) { sBuilder.Append(data[i].ToString("x2")); } return sBuilder.ToString(); } 1.2 Input: Thuật toán phân hoạch liệu Bộ liệu D, khoá bí mật K, số phần phân hoạch m Output: Các phần liệu phân hoạch S0 , , Sm-1 for each tuple r  D, Partition ( r )  H (K || H (K || r.P)) mod m insert r into Spartition ( r ) return S0 , , Sm-1 1.3 Input: Thuật toán: encode single bit Tập liệu Si , bit thuỷ vân bi , tập ràng buộc Gi , tập tham số bí mật , thống kê Xmax , Xmin Output: Tập liệu Si + Δi* if ( |Si | < ξ ) return Si Trang 69 if (bi = = 1) cực đại hoá hàm Θγ (Si + Δi) theo ràng buộc Gi chèn Θγ (Si + Δi *) vào Xmax else cực tiểu hoá (Θγ (Si + Δi)) theo ràng buộc Gi chèn Θγ (Si + Δi *) vào Xmin return ... 2.1 MỘT SỐ KỸ THUẬT THỦY VÂN CƠ SỞ DỮ LIỆU QUAN HỆ 25 2.1.1 Yêu cầu việc thủy vân sở liệu quan hệ 25 2.1.2 Các kỹ thuật thủy vân sở liệu quan hệ 27 2.1.2.1 Kỹ thuật thủy vân sử dụng... hệ hệ thống quản lý giáo dục 50 3.1.1.1 Những đặc điểm sở liệu quan hệ quản lý giáo dục 50 3.1.1.2 Yêu cầu với thủy vân sở liệu quan hệ quản lý giáo dục 53 3.1.2 Xây dựng lược đồ thủy. .. nghiên cứu Thủy vân sở liệu quan hệ có hai tác dụng quan trọng bảo vệ quyền đảm bảo toàn vẹn sở liệu quan hệ Do kiểu liệu sở liệu quan hệ có đặc điểm riêng, đòi hỏi thủy vân kỹ thuật thủy vân phải