Phần lớn các kỹ thuật thủy vân số không làm thay đổi dữ liệu trong CSDL là dễ vỡ, chúng hƣớng tới duy trì tính toàn vẹn của thông tin trong cơ sở dữ liệu. Giai đoạn nhúng thủy vân số không phụ thuộc vào kiểu cụ thể của thuộc tính và không làm thay đổi dữ liệu trong cơ sở dữ liệu.
1.2.2.1 Trích rút giá trị băm làm thông tin thủy vân
Một số tác giả đề xuất các lƣợc đồ thủy vân số có thể dò các thay đổi của cơ sở dữ liệu quan hệ. Các lƣợc đồ này đƣợc thiết kế cho dữ liệu phân loại, vì vậy nhúng thủy vân là không làm biến đổi dữ liệu. Phân nhóm các bản ghi là dựa trên giá trị hàm băm với tham số là khóa chính và khóa bí mật, trong khi đề xuất ở đây phân nhóm dựa trên các giá trị thuộc tính phân loại. Sau khi phân nhóm, các giá trị hàm băm mức nhóm và mức bản ghi cho mỗi nhóm đƣợc tính toán. Trong [2], một thủy vân có độ dài bằng số lƣợng các cặp bản ghi trong nhóm, đƣợc trích rút từ giá trị hàm băm mức nhóm và cho mỗi cặp bản ghi, thứ tự của hai bản ghi đƣợc thay đổi hoặc không đƣợc thay đổi liên quan tới các giá trị hàm băm bản ghi của chúng và bít thủy vân tƣơng ứng.
1.2.2.2 Chuyển đổi cơ sở dữ liệu quan hệ sang dạng nhị phân đƣợc dùng làm thông tin thủy vân
Lƣợc đồ thủy vân số công khai bởi Li và Deng [14] đƣợc áp dụng để đánh dấu bất kỳ kiểu dữ liệu gồm số nguyên, số thực, ký tự và Boolean, ngoài việc lo ngại bất kỳ lỗi ràng buộc xảy ra. Các đặc tính quan tâm của lƣợc đồ này là nó không sử dụng khóa bí mật và có thể đƣợc xác thực công khai khi cần thiết. Khóa thủy vân số duy nhất, đƣợc dùng trong hai giai đoạn tạo và xác thực, là công khai và đƣợc lấy bằng cách hàm băm một chiều từ vài thông
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/
tin nhƣ Xác định của ngƣời sở hữu và các đặc điểm của cơ sở dữ liệu (nhƣ Tên cơ sở dữ liệu,…). Qua quan sát thấy rằng khóa thủy vân số công khai là khác từ cặp khóa riêng tƣ-công khai của mã hóa không đối xứng. Khóa thủy vân này đƣợc sử dụng để sinh ra một thủy vân W từ quan hệ R. Thủy vân số
W là một bảng dữ liệu, lƣợc đồ của nó là W P,W0,,W 1 ở đây 1 , 0 , , 1 0 W
W . Đƣợc so sánh quan hệ R, thủy vân số W có cùng số lƣợng bản ghi và cùng thuộc tính khóa chính P. Số lƣợng các thuộc tính nhị
phân trong W là một tham số điều khiển xác định số lƣợng bít trong W, ở đây và số lƣợng các thuộc tính trong R. Trong thuật toán này, một bộ sinh dãy ngẫu nhiên mã hóa để ngẫu nhiên thứ tự của các thuộc tính và MSB của các giá trị thuộc tính đƣợc sử dụng để sinh thủy vân W. Dùng
MSB là để ngăn chặn các các tấn công tiền ẩn thay đổi dữ liệu. Do vậy khóa thủy vân số K, thủy vân số W, và thuật toán là đƣợc công khai, bất kỳ ai cũng có thể định vị các MSB đó. Một sự thay đổi nào đó tới các MSB đó đƣa ra các lỗi tới dữ liệu và có thể dễ dàng đƣợc bắt trong giai đoạn xác thực. Tuy nhiên, sự thay đổi của các bít khác nhau trong dữ liệu có thể không đƣợc dò bởi lƣợc đồ này.
Trong [2], các tác giả cũng đƣa ra vấn đề tính bền của các thủy vân số, phục vụ để nhận dạng tính toàn vẹn và chứng minh quyền sở hữu của cơ sở dữ liệu trong khi cho phép ƣớc lƣợng của cơ cở dữ liệu bằng các truy vấn trong một tập truy vấn Q. Tính bền của thủy vân số đƣợc bảo vệ bằng cách
khai thác tính không thay đổi (Các thuộc tính dựa trên Phần tính và Ngữ nghĩa của dữ liệu trong cơ sở dữ liệu) của các trang thái cơ sở dữ liệu. Các thuật toán thủy vân số này đƣợc thiết kế để cải tiến của Li và Deng [14].
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/
1.3. Nhận xét về các lược đồ thủy vân
Các kỹ thuật sử dụng trong các lƣợc đồ thủy vân để đảm bảo sự toàn vẹn của cơ sở dữ liệu quan hệ bao gồm:
Kỹ thuật thuỷ vân với thuộc tính phân loại Kỹ thuật thủy vân với dữ liệu kiểu số
Kỹ thuật thủy vân với dữ liệu không phải kiểu số. Các kỹ thuật này có một số ƣu điểm và nhƣợc điểm sau đây:
1.3.1 Thủy vân với thuộc tính phân loại
Để xác định tính toàn vẹn của cơ sở dữ liệu quan hệ, có những thuộc tính không chấp nhận thay đổi cho dù rất nhỏ vì có thể sẽ làm mất ý nghĩa cũng nhƣ giá trị sử dụng của chúng. Để khắc phục điểm này, các tác giả trong [16] đã đề xuất một lƣợc đồ thủy vân với thuộc tính phân loại đảm bảo sự toàn vẹn dữ liệu đối với cơ sở dữ liệu quan hệ mà không làm thay đổi bất kỳ giá trị dữ liệu nào.
Tƣ tƣởng chính của kỹ thuật này là sử dụng hoán đổi vị trí của các bộ trong cơ sở dữ liệu nhƣ là việc đánh dấu thủy vân. Quá trình nhúng thủy vân và phát hiện thủy vân đƣợc thực hiện trên từng nhóm một cách độc lập. Trong [16], việc phân nhóm của các bộ dựa trên giá trị băm với tham số là khóa chính của bộ và khóa thủy vân.
Ƣu điểm của kỹ thuật này là:
- Không làm thay đổi dữ liệu của cơ sở dữ liệu quan hệ;
- Có thể khoanh vùng đƣợc các sửa đổi hoặc xuyên tạc trong cơ sở dữ liệu quan hệ.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/
- Là lƣợc đồ xác định sự toàn vẹn của cơ sở dữ liệu quan hệ. Nhƣợc điểm của kỹ thuật này là:
- Không thể thực hiện đƣợc đối với các cơ sở dữ liệu sắp thứ tự có ý nghĩa. - Tính an toàn chƣa cao, do việc đổi thứ tự của các bộ chỉ đƣợc thực hiện trên các cặp đã định trƣớc.
- Chƣa khôi phục đƣợc các giả mạo.
1.3.2 Thủy vân với dữ liệu kiểu số
Các kỹ thuật thủy vân giới thiệu trong loại này có đặc điểm chung là có những thay đổi nhỏ trong các dữ liệu gốc của các cơ sở dữ liệu trong giai đoạn nhúng.
Mức độ thay đổi đƣợc thực hiện trong các dữ liệu có thể chịu đƣợc và không làm cho các dữ liệu trở thành vô ích. Thủy vân đƣợc thực hiện ở mức độ bit. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Giả thiết của nghiên cứu này là chấp nhận một lƣợng thay đổi ở γ bit ít ý nghĩa nhất của các giá trị dữ liệu kiểu số. Ý tƣởng cơ bản là phải đảm bảo rằng các vị trí bit nhúng đó có chứa các giá trị đặc trƣng để có thể xác định đƣợc bởi khoá thủy vân K. Để nhận dạng lại thuỷ vân đã nhúng, đã tiến hành so sánh các giá trị đánh dấu đƣợc tính toán với các giá trị bit đã lƣu trong cơ sở dữ liệu. Thuỷ vân đƣợc nhận dạng nếu tỷ lệ phần trăm trùng lặp lớn hơn một ngƣỡng T nào đó cho trƣớc.
Việc phân chia các bộ vào các nhóm trong hầu hết các kỹ thuật đều dựa trên hàm băm. Huang và cộng sự [17], đã sử dụng các kỹ thuật nổi tiếng (ví dụ nhƣ thuật toán k-means) để phân cụm các bộ. Nhúng bit thủy vân dựa trên
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/
sự so sánh của tính chẵn lẻ của bit thủy vân và bit LSB của thuộc tính ứng cử viên. Phƣơng pháp k-mean đảm bảo vị trí nhúng của thủy vân.
Lƣợc đồ thủy vân trong [12] dựa vào tƣ tƣởng của mô hình đám mây với ba đặc trƣng kỹ thuật số: giá trị kỳ vọng (Ex), độ bất định (En) và Hyper Entropy (He). Tƣ tƣởng của lƣợc đồ này là trong quá trình tạo thủy vân, sử dụng thuật toán đám mây chuyển tiếp để tạo ra các giọt mây từ đám mây và nhúng chúng vào quan hệ nhƣ thủy vân, trong khi đó các thuật toán phát hiện sử dụng thuật toán tạo ngƣợc lại "đám mây" để trích xuất các đám mây với các thông số Ex, En và He từ những giọt nhúng vào đám mây, và cuối cùng một thuật toán đám mây tƣơng tự đƣợc sử dụng để xác minh xem cả hai đám mây (một đƣợc sử dụng trong quá trình nhúng thủy vân và một trích ra trong quá trình xác minh thủy vân) là tƣơng tự hay không. Lƣợc đồ này không phải là mù vì nó đòi hỏi cơ sở dữ liệu quan hệ gốc trong quá trình kiểm tra.
1.3.3 Thủy vân với dữ liệu không phải kiểu số
Trong [18], đã đƣa ra một lƣợc đồ thủy vân cho dữ liệu không phải số. Ý tƣởng của kỹ thuật này là sử dụng một khóa bí mật đƣợc xây dựng từ các bộ trong quan hệ. Sau đó sẽ nhúng khóa bí mật này vào các thuộc tính có ảnh hƣởng không lớn đến giá trị sử dụng cũng nhƣ ý nghĩa thực tế.
Trong [18], ý tƣởng chính của kỹ thuật này là sử dụng các thuộc tính có tác động thấp để thủy vân. Lƣợc đồ thủy vân đã thiết kế các thuật toán: Tạo khóa bí mật sử dụng các giá trị riêng của bộ trong quan hệ và tạo ra một ma trận để thủy vân; Nhúng thủy vân sẽ sử dụng khóa bí mật và ma trận này để nhúng vào các thuộc tính có ảnh hƣởng không lớn đến giá trị sử dụng; Phát hiện thủy vân là quá trình ngƣợc lại của nhúng thủy vân. Bất kỳ một thay đổi
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/
giá trị bộ của thuộc tính không phải số cũng dẫn đến thay đổi khóa và ma trận, do vậy, khóa bí mật đƣợc dùng để xác minh sự toàn vẹn của cơ sở dữ liệu quan hệ.
Ƣu điểm của kỹ thuật này là:
- Là lƣợc đồ xác định sự toàn vẹn của cơ sở dữ liệu quan hệ.
- Không ảnh hƣởng đến giá trị sử dụng của dữ liệu không phải số khi nhúng thủy vân.
- Sử dụng cho cơ sở dữ liệu quan hệ với dữ liệu không phải kiểu số. Nhƣợc điểm của kỹ thuật này là:
- Không sử dụng các tham số bí mật, do đó dễ tìm đƣợc khóa bí mật nếu để lộ thuật toán.
- Nếu tìm đƣợc khóa bí mật dễ dàng tìm đƣợc cách nhúng thủy vân nên lƣợc đồ không an toàn.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/