Bảo vệ cơ sở dữ liệu bằng kỹ thuật thủy vân dựa vào giải thuật di truyền và thuật toán mở rộng hiệu​

1 ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ THÔNG TIN VÀ TRUYỀN THÔNG - PHẠM VIẾT HOÀI BẢO VỆ CƠ SỞ DỮ LIỆU BẰNG KỸ THUẬT THỦY VÂN DỰA VÀO GIẢI THUẬT DI TRUYỀN VÀ THUẬT TOÁN MỞ RỘNG HIỆU LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC MÁY TÍNH Thái Ngun - 2015 Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.ltc.tnu.edu.vn LỜI CẢM ƠN MỤC LỤC CHƢƠNG 1.TỔNG QUAN 1.1.Một số khái niệm 1.1.1.Khái niệm sở liệu 1.1.2.Mơ hình sở liệu quan hệ 1.1.3.Thủy vân số 10 1.1.4.Thủy vân CSDL quan hệ 13 1.2 Các tính chất thủy vân CSDL quan hệ 15 1.2.1.Khả phát 15 1.2.2.Tính bền vững dễ vỡ 16 1.2.3.Khả cập nhật phần tăng thêm 16 1.2.4.Không dễ cảm nhận đƣợc 16 1.3.Một số phép công hệ thủy vân CSDL quan hệ 16 1.3.1.Cập nhật thông thƣờng 17 1.3.2.Tấn cơng có chủ đích 17 1.4.Các ứng dụng chủ yếu thủy vân CSDL quan hệ 17 1.4.1.Bảo vệ quyền CSDL 18 1.4.2.Xác thực tính toàn vẹn CSDL 18 1.4.3.Dán nhãn 18 1.4.4.Điều khiển truy cập 18 1.4.5.Điều khiển chép 19 1.5.Thủy vân CSDL không thuận nghịch phƣơng pháp LSB 19 1.5.1.Thuật toán nhúng thủy vân 21 1.5.2.Thuật tốn trích dấu thủy vân 22 CHƢƠNG THỦY VÂN CSDL QUAN HỆ BẲNG GIẢI THUẬT DI TRUYỀN VÀ PHƢƠNG PHÁP MỞ RỘNG 24 1.6.Một số phƣơng pháp thủy vân CSDL quan hệ 24 1.7.Phƣơng pháp mở rộng hiệu 26 Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.ltc.tnu.edu.vn 1.7.1.Phép biến đổi Haar nguyên cặp giá trị 26 1.7.2.Phƣơng pháp mở rộng hiệu 28 1.8.Thủy vân mở rộng hiệu kết hợp với thuật toán di truyền 39 1.8.1.Giải thuật di truyền 40 1.8.2.Hàm thích nghi 42 1.8.3.Nhúng thủy vân 44 1.8.4.Trích dấu thủy vân 46 1.8.5.Phân tích độ phức tạp tính tốn 47 CHƢƠNG 3.XÂY DỰNG PHẦN MỀM THỦY VÂN CƠ SỞ DỮ LIỆU QUAN HỆ 49 1.9.Tổng quan NET 49 1.9.1.Khái niệm NET 49 1.9.2.Visual Studio.Net 50 1.9.3.Giới thiệu ngơn ngữ lập trình C# 51 1.10.Hệ quản trị sở liệu SQL Service 2008 53 1.10.1.Tổng quan SQL 53 1.10.2.Hệ quản trị sở liệu SQL Server 2008 55 1.11.Mơ hình hoạt động phần mềm 55 1.12.Một số giao diện phần mềm 57 KẾT LUẬN 59 Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.ltc.tnu.edu.vn LỜI CẢM ƠN Để hồn thành đƣợc luận văn tơi nhận đƣợc nhiều động viên, giúp đỡ nhiều cá nhân tập thể Trƣớc hết, xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc tơn kính đến PGS TS Phạm Văn Ất hƣớng dẫn thực nghiên cứu luận văn Xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành tới TS Đỗ Văn Tuấn thầy cô giáo, ngƣời đem lại cho tơi kiến thức bổ trợ, vơ có ích trong thời gian thực đề tài năm học vừa qua Đồng thời xin gửi lời cám ơn chân thành tới Ban Giám hiệu, Phòng Đào tạo sau đại học, Đại học công nghệ thông tin & truyền thông tạo điều kiện cho q trình học tập Cuối tơi xin gửi lời cám ơn đến gia đình, bạn bè, ngƣời ln bên tơi, động viên khuyến khích tơi trình thực đề tài nghiên cứu Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.ltc.tnu.edu.vn ĐẶT VẤN ĐỀ Truy cập Internet cách dễ dàng thúc đẩy tăng trƣởng nhiều ngành nghề khác nhiều lĩnh khác Ngày nay, việc chia sẻ thông tin trực tuyến hoạt động quan trọng kinh doanh nghiên cứu,không vậy, cịn liên quan đến việc mua bán sở liệu Ví dụ, chia sẻ liệu liên quan đến thời tiết, thị trƣờng chứng khoán, tiêu thụ điện năng, y tế, khoa học… vv đƣợc thực thƣờng xuyên Do đó, có nhu cầu lớn việc cung cấp bảo mật sở liệu để ngăn cản việc chép phân phối bất hợp pháp môi trƣờng internet Kỹ thuật thuỷ vân đƣợc xem giải pháp đạt đƣợc kết cao việc bảo vệ quyền xác thực tính tồn vẹn liệu số Vì năm gần xuất hƣớng nghiên cứu thủy vân thuận nghịch Trong giấu tin thủy vân thuận nghịch thƣờng sử dụng phép biến đổi nguyên khả nghịch nhƣ dịch chuyển Histogram, Wavelet nguyên, phép biến đổi tƣơng phản, phép biến đổi theo thuật toán di truyền, phép biến đổi mở rộng hiệu, ….Trong số kỹ thuật giấu tin thủy vân dựa phép biến đổi theo giải thuật di truyền mở rộng hiệu đạt đƣợc hiệu cao nên đƣợc nhiều ngƣời quan tâm Chính em chọn đề tài “Bảo vệ CSDL kỹ thuật thủy vân dựa vào giải thuật di truyền thuật toán mở rộng hiệu” làm luận văn tốt nghiệp Nội dung luận văn đƣợc tổ chức thành chƣơng: Chƣơng Tổng quan, Chƣơng Thủy vân CSDL giải thuật di truyền phƣơng pháp mở rộng hiệu, Chƣơng Phần mềm thủy vân sở liệu quan hệ Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.ltc.tnu.edu.vn CHƢƠNG TỔNG QUAN 1.1 Một số khái niệm Phần trình bày số khái niệm sở liệu, thủy vân số nói chung thủy vân sở liệu nói riêng 1.1.1 Khái niệm sở liệu Cơ sở liệu sƣu tập loại liệu tác nghiệp bao gồm: chữ viết, văn bản, đồ họa, hình ảnh, đƣợc lƣu trữ dƣới dạng file liệu băng từ, đĩa từ, Cấu trúc lƣu trữ liệu tuân theo nguyên tắc dựa lý thuyết toán học Cơ sở liệu tài nguyên thông tin dùng chung cho nhiều ngƣời, ngƣời dùng có quyền sử dụng, khai thác toàn hay phần sử dụng khai thác nhằm thỏa mãn nhu cầu khai thác thơng tin 1.1.2 Mơ hình sở liệu quan hệ Mơ hình sở liệu quan hệ đƣợc tiến sĩ E.F Codd phát triển vào năm 1970 Loại sở liệu loại bỏ đƣợc vấn đề liên quan đến thiết kế sở liệu khác Sử dụng mơ hình giảm thiểu việc dƣ thừa liệu, tiết kiệm đƣợc không gian lƣu trữ có khả truy xuất liệu hiệu Hiện sở liệu quan hệ đƣợc sử dụng phổ biến cho ứng dụng Mơ hình sở liệu quan hệ lƣu trữ liệu nhiều bảng, bảng gồm nhiều hàng (row), nhiều cột (column) đƣợc gọi quan hệ Trong thực tế hàng, cột đƣợc gọi tên theo thuật ngữ ghi (record) trƣờng (field) Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.ltc.tnu.edu.vn Hình 1.1.Biểu diễn quan hệ - Thực thể: đối tƣợng có giới thực mà ta cần mơ tả đặc trƣng Ví dụ: Thực thể NHANVIEN Các đặc trƣng thực thể NHANVIEN gồm: Mã nhân viên (1), Họ (Trần Văn), Tên (An) Ngày sinh (15/4/1971), - Thuộc tính: Là tên cột quan hệ, liệu thể đặc trƣng thực thể, thuộc tính có kiểu liệu tƣơng ứng Hình 1.2.Biểu diễn thuộc tính - Miền thuộc tính: Tập giá trị có thuộc tính gọi miền giá trị thuộc tính gồm có tên, kiểu liệu, khn dạng, Ví dụ: Ten: kiểu liệu Text, Ngaysinh, kiểu liệu: date/time, khn dạng:dd/mm/yyyy Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.ltc.tnu.edu.vn - Bộ liệu: Là dịng (bản ghi) quan hệ khơng kể dịng tên thuộc tính, chứa giá trị cụ thể thuộc tính Hình 1.3.Biểu diễn liệu - Quan hệ: Cho 𝑅 = {𝐴1 , 𝐴2 , , 𝐴𝑛 }(trong R tên quan hệ, A1,A2, ,An thuộc tính) tập hữu hạn thuộc tính khác rỗng Mỗi thuộc tính 𝐴𝑖  𝑅; 𝑖 = ÷ 𝑛có miền giá trị xác định Mơ hình sở liệu quan hệ thƣờng biểu diễn quan hệ tập thuộc tính bảng chiều Các thuộc tính quan hệ cột 𝐴1 , 𝐴2 , , 𝐴𝑛 , hàng quan hệ đƣợc gọi (bản ghi), ký hiệu r giá trị gồm m thành phần Quan hệ r đƣợc biểu diễn bảng sau: A1 A2 An r1 r1 A1 r1 A2 r1 An r2 R2 A1 R2 A2 R2 An rm rm A1 rm A2 rm An Ví dụ: SINHVIEN(MaSV Ten Ngaysinh Điachi) HCN01 Hải 12/10/1987 Hà Nội HCN02 Bình 06/08/1989 Hải Phịng HCN03 Minh 28/10/1990 Nghệ An HCN04 Hoa 17/09/1991 Quảng Ninh Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.ltc.tnu.edu.vn Trong thuộc tính MaSV: Mã sinh viên; Ten: tên; Ngaysinh: Ngày sinh; Diachi: Địa Bộ giá trị (HCN01, Hải, 12/10/1987, Hà Nội) - Lƣợc đồ quan hệ: Tập tất thuộc tính quan hệ với mối liên hệ chúng đƣợc gọi lƣợc đồ quan hệ - Khóa quan hệ: Trong lƣợc đồ quan hệ ln tồn thuộc tính hay tập thuộc tính có khả biểu diễn thuộc tính cịn lại Nói cách khác giá trị hay nhiều thuộc tính xác định giá trị thuộc tính khác Ví dụ Số chứng minh thƣ xác định đƣợc tất thông tin ngƣời mang chứng minh thƣ Tập thuộc tính có tính chất nhƣ đƣợc gọi khố lƣợc đồ quan hệ Thơng thƣờng lƣợc đồ quan hệ tồn nhiều khố Trong số chọn khố làm khố cho đơn giản khơng nhập nhằng thơng tin Giá trị thành phần khố nhận giá trị null hay giá trị khơng xác định Khóa quan hệ R xác định tập thuộc tính 𝑅 = {𝐴1 , 𝐴2 , , 𝐴𝑛 } tập K  R cho hai khác t1, t2 r ln thỏa t1.K ≠ t2.K Khóa khái niệm quan trọng thiết kế sở liệu quan hệ Khóa thƣờng đƣợc áp dụng việc tìm kiếm cập nhật liệu quan hệ sở liệu 1.1.3 Thủy vân số Thủy vân số kỹ thuật nhúng thêm lƣợng thông tin (dấu thủy vân) vào liệu đa phƣơng tiện nhƣ: văn bản, hình ảnh, âm sở liệu (dữ liệu đa phƣơng tiện) Việc nhúng dấu thủy vân vào liệu đa phƣơng tiện làm giảm chất lƣợng liệu nhƣng dấu vết để chứng minh sở hữu dùng để phát đổi trái phép liệu q trình trao đổi thơng tin Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.ltc.tnu.edu.vn 10 chọn Giải thuật di truyền thực chọn phép lai ghép đột biến để mang đến đa dạng việc chọn thuộc tính, ghi dùng để nhúng tin Các cá thể tốt giải thuật di truyền đƣợc truyền cho module nhúng dấu thủy vân theo thuật toán mở rộng hiệu Nội dung module nhúng tin phƣơng pháp mở rộng hiệu nhƣ hình sau: Nhúng mẫu Cá thể tốt Nhúng bit thủy vân (Change value- CV) Sử dụng kĩ thuật DEW So sánh với mức độ biến đổi cho phép Thêm giá trị CV vào tập liệu Hình 2.5.Nội dung module nhúng tin thuật tốn nhúng thủy vân 1.8.4 Trích dấu thủy vân Q trình trích dấu thủy vân đƣợc thực nhƣ hình: Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.ltc.tnu.edu.vn 46 Sắp xếp ghi thuộc tính quan hệ Lấy bit thủy vân Lấy giá trị thuộc tính bit dụng kĩ thuật DEV Kiểm tra giới hạn biến đổi cho phép So sánh với bit thủy vân Khởi tạo quan hệ gốc sử dụng giá trị lấy Hình 2.5 Trích dấu thủy vân Để khơi phục lại liệu gốc quan hệ, trƣớc tiên ta cần xếp liệu thuộc tính Các liệu đƣợc xếp theo giá trị trƣờng khóa thuộc tính đƣợc xếp theo tên thuộc tính MAC đƣợc sử dụng để trích dãy bít thủy vân, để có đƣợc MAC thuật tốn sử dụng hàm băm khóa bí mật giống nhƣ thuật toán nhúng hủy vân Tiếp theo liệu gốc đƣợc khôi phục thông qua phƣơng pháp mở rộng hiệu Để khơi phục đƣợc xác dãy bít thủy vân giá trị ghi cần biêt thơng tin cá thể tốt đƣợc nén gửi từ phía ngƣời gửi để ngƣời nhận xác định đƣợc Các thơng tin đƣợc nén mã Huffman đƣợc mã hóa hệ mật mã bí mật công khai giống nhƣ DES hay RSA 1.8.5 Phân tích độ phức tạp tính tốn Dựa vào nội dụng hai thuật tốn nhúng trích dấu thủy vân ta dễ dàng nhận thấy, thuật tốn nhúng dấu thủy vân có độ phức tạp tính Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.ltc.tnu.edu.vn 47 tốn lớn thuật tốn trích dấu thủy vân Do vậy, độ phức tạp phƣơng pháp phụ thuộc vào thuật toán nhúng dấu thủy vân Trong thuật toán nhúng dâu thủy vân cần thực công việc: 1) Dùng hàm băm xác định tập ghi đƣợc dùng để nhúng dấu thủy vân 2) Với ghi đƣợc chọn thuật toán dùng giải thuật di truyền để xác định cặp thuộc tính có độ sai số sau nhúng nhúng bít thủy vân vào cặp thuộc tính phƣơng pháp mở rộng hiệu Để nhúng bít thủy vân thuật tốn mở rộng hiệu cần thực phép tính bản, độ phức tạp 𝑂(1) Ngoài để tìm cặp thuộc tính tốt 𝑘 thuộc tính dùng cho q trình nhúng dấu thủy vân, thuật tốn di truyền thực q trình tiến hóa (lặp) hai phép tốn lai ghép đột biến Trong trƣờng hợp xấu thuật toán thực đủ 𝑚 phép lặp, tác giả chọn 𝑚 = 50 Do vậy, độ phức tạp tính tốn để nhúng 𝑛 bít thủy vân thuật tốn mở rộng hiệu với phƣơng pháp di truyền 𝑂(𝑛) + 𝑂(𝑚) Trong 𝑂(𝑚) độ phức tạp tính tốn hàm băm, 𝑂(𝑛) độ phức tạp tính tốn phƣơng pháp mở rộng hiệu giải thuật di truyền để nhúng 𝑛 bít Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.ltc.tnu.edu.vn 48 CHƢƠNG XÂY DỰNG PHẦN MỀM THỦY VÂN CƠ SỞ DỮ LIỆU QUAN HỆ 1.9 Tổng quan NET 1.9.1 Khái niệm NET Để bắt đầu công việc khảo sát NET, phải xác định rõ ranh giới cơng việc cần thực hiện, NET có nghĩa tảng sản phẩm đơn lẻ, cách định nghĩa đa dạng, có phần khó hiểu mơ hồ Một cách đơn giản NET đƣợc định nghĩa dƣới dạng khung ứng dụng (application framework) .NET cung cấp khung cho ứng dụng đƣợc xây dựng, xác định ứng dụng truy nhập hàm nhƣ qua hệ thống mạng NET cung cấp tảng mà giải pháp dịch vụ web đƣợc xây dựng, tảng giải phóng ràng buộc tự thân giải phóng khỏi Microsoft Windows (về mặt kĩ thuật) .NET cách xây dựng ứng dụng dịch vụ mà hoạt động không phụ thuộc vào tảng (platform) Đây cách để tạo trao đổi thông tin (truyền thông) hệ thống đa dạng ứng dụng nhƣ tích hợp nhiều thiết bị vào việc trao đổi thông tin Ý tƣởng NET đƣợc thiết kế để hỗ trợ tiến tới web thân thiện hơn, tích hợp tốt hơn, nơi mà ứng dụng trình giao dịch tƣơng tác với cách tự khơng phụ thuộc vào chƣơng trình tảng Tóm lại, NET làm cho thơng tin web đƣợc tiếp cận cách dễ dàng, bạn sử dụng tảng .NET cịn hỗ trợ hệ thống máy phục vụ ứng dụng liên lạc với cách thơng suốt xây dựng hệ thống tính tốn phân tán Web, làm cho Web trở thành nơi tƣơng tác động dịch vụ Web, ứng dụng khách hàng Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.ltc.tnu.edu.vn 49 1.9.2 Visual Studio.Net Visual Studio Net cung cấp môi trƣờng phát triển mức cao để xây dựng ứng dụng NET framework Với Visual Studio NET đơn giản hóa việc tạo, triển khai tiếp tục phát triển ứng dụng Web dịch vụ Web có sẵn cách an tồn, bảo mật khả biến đổi đƣợc Visual Studio NET đa ngơn ngữ cơng cụ lập trình Ngồi C# (VisualC#.NET), Visual Studio NET cịn hỗ trợ Visual Basic, Visual C++, Visual J#.NET ngôn ngữ script nhƣ VBScript Jscript Tất ngôn ngữ cho phép truy cập vào NET Framework  Visual C#.NET ngơng ngữ lập trình đơn giản, đại, hƣớng đối tƣợng an tồn kiểu (type-safe) có nguồn gốc từ ngôn ngữ C C++ C# ngôn ngữ thân thiện với ngƣời lập trình C C++ C# kết việc kết hợp hiệu cao Visual Basic sức mạnh C++ C# đƣợc Microsoft giới thiệu để xây dựng Web đòi hỏi quyền đƣợc cung cấp mơi trƣờng đồng với HTML, XML SOAP Tóm lại C# ngơn ngữ lập trình đại môi trƣờng phát triển đầy tiềm để tạo dịch vụ Web XML, ứng dụng dựa Microsoft NET cho tảng Microsoft Windows nhƣ tạo ứng dụng Internet hệ cách nhanh chóng hiệu  Visual Basic NET (VB.NET) cho phép bạn tạo ứng dụng đầy sức mạnh cho tảng Microsoft Windows với thời gian ngắn nhất, kết hợp chặt chẽ việc truy cập sở liệu từ phạm vi rộng kịch liệu, tạo thành phần với mã nhỏ xây dựng ứng dụng sở Web sử dụng kỹ tại.VB.NET có nhiều đặc tính ngôn ngữ đƣợc cải tiến nhƣ kế thừa, giao diện overloading cho trở thành ngơn ngữ lập trình hƣớng đối tƣợng đầy tiềm Ngoài ra, ngƣời phát triển Visual Basic có Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.ltc.tnu.edu.vn 50 thể tạo đa luồng(multithreaded) Các nhà phát triển tìm thấy nhiều đặc tính đƣợc cải tiến, ví dụ nhƣ giao diện, thành viên dùng chung, constructor với số kiểu liệu mới, xử lý ngoại lệ có cấu trúc ủy quyền  Visual C++.Net phiên Microsoft Visual C++ 6.0 nhƣ thấy Microsoft Visual C++ công cụ C++ hiệu để tạo ứng dụng hiệu cao cho Windows cho Wold Wide Web Hầu nhƣ tất phần mềm tốt từ trình duyệt web đầu bảng ứng dụng đƣợc xây dựng hệ thống phát triển Microsoft Visual C++ Visual C++.NET mang đến cấp độ hiệu so với Visual C++ mà không làm ảnh hƣởng đến tính mềm dẻo, hiệu suất thực nhƣ điều khiển  Visual J#.Net công cụ phát triển cho nhà phát triển ngôn ngữ Java để xây dựng ứng dụng dịch vụ Microsoft NET Framework Visual J#.NET cho phép ngƣời phát triển ngơn ngữ Java chuyển tiếp vào giới dịch vụ Web XML cải thiện đáng kể khả vận hành chƣơng trình viết ngơn ngữ Java với phần mềm đƣợc viết nhiều ngôn ngữ lập trình khác Việc tích hợp dễ dàng, khả thao tác vận hành với chuyển giao kỹ đầu tƣ mà Visual J#.Net cho phép tạo hội lớn cho khách hàng muốn phát triển ứng dụng dịch vụ Web XML với ngôn ngữ Java NET Framework  JScript NET thực Microsoft cho JavaScript Jscript.NET thêm nhiều đặc tính vào Jscript, bao gồm việc hỗ trợ trực tiếp kỹ thuật lập trình hƣớng đối tƣợng 1.9.3 Giới thiệu ngơn ngữ lập trình C# Là ngơn ngữ lập trình hƣớng đối tƣợng đơn giản thuận tiện với 80 từ khóa 10 kiểu liệu đƣợc xây dựng sẵn Nó hỗ trợ Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.ltc.tnu.edu.vn 51 cho việc lập trình có cấu trúc, thành phần component module… dựa tảng C++ Java C# ngơn ngữ có ý nghĩa cao thực thi khái niệm lập trình đại với tính chất ngơn ngữ lập trình hƣớng đối tƣợng Điểm quan trọng ngơn ngữ lập trình hƣớng đối tƣợng lớp C# hỗ trợ tốt đặc điểm lớp định nghĩa thêm kiểu liệu Ngƣời sử dụng vận dụng lớp để tạo kiểu liệu cho phù hợp để giải vấn đề tốt Đồng thời ngôn ngữ chứa từ khóa cho việc khai báo kiểu lớp đối tƣợng phƣơng thức hay thuộc tính lớp nhƣ cho việc thực thi đóng gói (encapsulation), kế thừa (inheritance) đa hình (polymorphism) Và thuộc tính lập trình hƣớng đối tƣợng C# ngôn ngữ mềm dẻo nhƣng mạnh mẽ đƣợc sử dụng nhiều dự án khác nhƣ xử lý văn bản, đổ họa, tính…C# ứng dụng nhiều lĩnh vực không đặt ràng buộc lên việc mà làm Trong C#, khơng địi hỏi phải chia tập tin tiêu đề tập tin nguồn giống nhƣ C++ định nghĩa lớp Mã nguồn C# đƣợc viết thành phần đƣợc gọi lớp, lớp chứa phƣơng thức thành viên Các lớp đƣợc tái sử dụng ứng dụng khác cách truyền tham số tƣơng ứng để tạo mã nguồn dùng lại có hiệu C# ngơn ngữ đƣợc kiểm soát chặt chẻ mặt kiểu liệu, ngồi C# cịn chia kiểu liệu thành hai loại khác nhau: kiểu trị (value type) kiểu qui chiếu (reference type) Nghĩa chƣơng trình C# liệu đƣợc lƣu trữ hai nơi tuỳ theo đặc thù kiểu liệu Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.ltc.tnu.edu.vn 52 1.10 Hệ quản trị sở liệu SQL Service 2008 1.10.1 Tổng quan SQL Ngơn ngữ hỏi có cấu trúc (SQL) hệ quản trị sở liệu quan hệ tảng kĩ thuật quan trọng cơng nghiệp máy tính Cho đến nay, nói SQL ngơn ngữ chuẩn sở liệu Các hệ quản trị sở liệu quan hệ thƣơng mại nhƣ Oracle, SQL Server, Iformix, DB2,… chọn SQL làm ngôn ngữ cho sản phẩm Vậy thực SQL gì? Tại lại quan trọng hệ quản trị sở liệu? Các phần nêu dƣới làm rõ cho câu hỏi a SQL ngôn ngữ liệu quan hệ SQL, viết tắt Structured Query Language (ngơn ngữ hỏi có cấu trúc), công cụ sử dụng để tổ chức, quản lý truy xuất liệu đƣợc lƣu trữ sở liệu SQL hệ thống ngôn ngữ bao gồm tập câu lệnh sử dụng để tƣơng tác với sở liệu quan hệ SQL đƣợc sử dụng để điều khiển tất chức mà hệ quản trị sở liệu cung cấp cho ngƣời dùng bao gồm:  Định nghĩa liệu: SQL cung cấp khả định nghĩa sở liệu, cấu trúc lƣu trữ tổ chức liệu nhƣ mối quan hệ thành phần liệu  Truy xuất thao tác liệu: Với SQL, ngƣời dùng dễ dàng thực thao tác truy xuất, bổ sung, cập nhật loại bỏ liệu sở liệu  Điều khiển truy cập: SQL đƣợc sử dụng để cấp phát kiểm soát thao tác ngƣời sử dụng liệu, đảm bảo an toàn cho sở liệu  Đảm bảo toàn vẹn liệu: SQL định nghĩa ràng buộc toàn vẹn sở liệu nhờ đảm bảo đƣợc tính hợp lệ xác liệu trƣớc thao tác cập nhật lỗi hệ thống Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.ltc.tnu.edu.vn 53 Khác với ngơn ngữ lập trình quen thuộc nhƣ C, C++, Java,… SQL ngơn ngữ có tính khai báo Với SQL, ngƣời dùng cần mô tả yêu cầu cần phải thực sở liệu mà không cần phải cách thức thực yêu cầu nhƣ b Vai trò SQL Bản thân SQL hệ quản trị sở liệu nhƣ, khơng thể tồn độc lập SQL thực phần hệ quản trị sở liệu, xuất hệ quản trị sở liệu với vai trị ngơn ngữ cơng cụ giao tiếp ngƣời sử dụng hệ quản trị sở liệu Trong hầu hết hệ quản trị sở liệu, SQL có vai trị nhƣ sau:  SQL ngơn ngữ hỏi có tính tƣơng tác: Ngƣời sử dụng dễ dàng thơng qua tiện ích để gởi yêu cầu dạng câu lệnh SQL đến sở liệu nhận kết trả từ sở sở liệu  SQL ngơn ngữ lập trình sở liệu: Các lập trình viên nhúng câu lệnh SQL vào ngôn ngữ để xây dựng nên chƣơng trình ứng xử giao tiếp với sở liệu  SQL ngôn ngữ cho hệ thống khách/chủ (Client/Server) : Trong hệ thống sở liệu khách/ chủ, SQL đƣợc sử dụng nhƣ công cụ để giao tiếp trình ứng dụng phía máy khách máy chủ sở liệu  SQL ngôn ngữ truy cập liệu Internet: Cho đến nay, hầu hết máy chủ Web nhƣ máy chủ Internet sử dụng SQL với vai trị ngơn ngữ để tƣơng tác với liệu sở liệu  SQL ngôn ngữ sở liệu phân tán: Đối với hệ quản trị sở liệu phân tán, hệ thống sử dụng SQL để giao tiếp với hệ thống khác mạng, gởi nhận yêu cầu truy xuất liệu với  SQL ngôn ngữ sử dụng cho cổng giao tiếp sở liệu: Trong hệ thống mạng máy tính với nhiều hệ quản trị sở liệu khác Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.ltc.tnu.edu.vn 54 nhau, SQL thƣờng đƣợc sử dụng nhƣ chuẩn ngôn ngữ để giao tiếp hệ quản trị sở liệu 1.10.2 Hệ quản trị sở liệu SQL Server 2008 Đối với ứng dụng lớn, thành phần thiếu hệ thống lƣu trữ liệu, xây dựng website thƣơng mại điện tử hay ứng dụng Windows, tất cần đến kiến trúc lƣu trữ liệu tin cậy, hiệu quả, đƣợc chứng minh SQL Server 2008 cơng cụ đáp ứng đƣợc u cầu SQL Server 2008 hệ thống quản lý sở liệu (Relational Database Management System (RDBMS) ) sử dụng Transact-SQL để trao đổi liệu Client computer SQL Server computer Một RDBMS bao gồm databases, database engine ứng dụng dùng để quản lý liệu phận khác RDBMS SQL Server 2008 đƣợc tối ƣu để chạy mơi trƣờng sở liệu lớn (Very Large Database Environment) lên đến Tera-Byte phục vụ lúc cho hàng ngàn user SQL Server 2008 kết hợp "ăn ý" với server khác nhƣ Microsoft InternetInformation Server (IIS), E-Commerce Server, Proxy Server 1.11 Mơ hình hoạt động phần mềm Phần mềm thủy vân sở liệu khơng hai chức là: nhúng thủy vân trích dấu thủy vân Nội dung chức đƣợc mơ tả nhƣ hình dƣới đây: Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.ltc.tnu.edu.vn 55 Chức nhúng thủy vân: Hình 3.2 Các bƣớc chức nhúng thủy vân Chức kiểm tra quyền khơi phục CSDL gốc Hình 3.3 Các bƣớc chức kiểm tra quyền Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.ltc.tnu.edu.vn 56 1.12 Một số giao diện phần mềm Giao diện Hình 3.4 Giao diện Chon CSDL, Bảng thuộc tính để nhúng thủy vân Hình 3.5.Kết nối với hệ quản trị SQL SERVER Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.ltc.tnu.edu.vn 57 Giao diện nhúng thủy vân Hình 3.5.Chon CSDL, Bảng thuộc tính để nhúng thủy vân Giao diện trịch dấu thủy vân khơi phục CSDL gốc Hình 3.6 Trích dấu thủy vân khơi phục CSDL Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.ltc.tnu.edu.vn 58 KẾT LUẬN Cùng với phát triển mạnh mẽ công nghệ thông tin, nhu cầu cấp thiết việc bảo vệ an ninh thơng tin nói chung bảo vệ thơng tin cá nhân nói riêng, việc xây dựng ứng dụng để bảo mật vô quan trọng nhƣ việc ứng dụng thủy vân việc bảo vệ quyền quan trọng Một số kết Luận văn đạt đƣợc: Nghiên cứu thuỷ vân phƣơng pháp mở rộng hiệu sở liệu quan hệ Nghiên cứu giải thuật di truyền phƣơng pháp tối ƣu sở liệu giải thuật di truyền Kết hợp kỹ thuật thủy vân thuật toán mở rộng hiệu với giải thuật di việc bảo vệ sở liệu quan hệ Đã thử nghiệm toán với liệu thử nghiệm phù hợp Các kết nghiên cứu cho thấy việc kết hợp thủy vân số thuật toán mở rộng hiệu giải thuật di truyền để xây dựng ứng dụng làm tăng việc đảm bảo an tồn thơng tin nhƣ mức độ sai lệch liệu giảm xuống đáng kể Định hướng nghiên cứu phát triển tiếp theo: Trong thời gian tới, tơi tìm hiểu sâu thêm số kỹ thuật thủy vân, kỹ thuật, giải pháp tối ƣu liệu Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.ltc.tnu.edu.vn 59 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Bùi Thế Hồng (2009) “Thủy vân sở liệu quan hệ”, Tạp chí Khoa học & Cơng nghệ, ĐH Thái Nguyên, 2009 [2] Lƣu Thị Bích Hƣơng, Bùi Thế Hồng (2010) Bảo vệ quyền khóa cơng khai cho CSDL quan hệ, kỷ yếu hội thảo quốc gia, Một số vấn đề chọn lọc CNTT, Hƣng Yên [3] J Tian (2003)Reversible data embedding using a difference expansion IEEE Trans Circuits Syst Video Technol, pp 890– 896 [4] K Jawad, A Khan (2013) Genetic algorithm and difference expansion based reversible watermarking for relational databases, Journal of System and Software, pp.2742-2753 [5] Mailing, M Xinchun, C Haiting (2008), The approach for Optimization in Watermark Signal of Relational Databases by Genetic Algorithms, August 29, pp.448-452 [6] R Agrawal, J Kiernan (2002)„Watermarking Relational Databases” in Proceedings of the 28th VLDB Conference, Hong Kong, China, 2002 [7] R Sion, M Atallah, S Prabhakar.“Watermarking Relational Databases” CERIAS TR 2002-28* Center for Education and Research in Information Assurance, Computer Sciences, Purdue University, 2004 [8] U.P Rao, D.R Patel, M Vikani (2012)Relational Database Watermarking for Ownership Protection, 2nd International Conference on Communication, Computing & security, pp 988-995 Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.ltc.tnu.edu.vn 60 ... ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ THÔNG TIN VÀ TRUYỀN THÔNG - PHẠM VIẾT HOÀI BẢO VỆ CƠ SỞ DỮ LIỆU BẰNG KỸ THUẬT THỦY VÂN DỰA VÀO GIẢI THUẬT DI TRUYỀN VÀ THUẬT TOÁN MỞ RỘNG HIỆU LUẬN VĂN THẠC SĨ... tài ? ?Bảo vệ CSDL kỹ thuật thủy vân dựa vào giải thuật di truyền thuật toán mở rộng hiệu” làm luận văn tốt nghiệp Nội dung luận văn đƣợc tổ chức thành chƣơng: Chƣơng Tổng quan, Chƣơng Thủy vân. .. 12 Thủy vân số Thủy vân ẩn Thủy vân Hình 1.3 Phân loại thủy vân theo di? ??n dấu thủy vân Trong Hình 1.3, thủy vân gồm lƣợc đồ cho phép dấu thủy vân hiển thị sản phẩm cần bảo vệ Các dấu thủy vân