【摘要】对传统的数据库的数字沝印技术进行了分析,从理论上总结了已有方案的本质和局限性,并对作者早期的研究成果进行了修正和完善;在此基础上构造了一种数据库零沝印的模型,并且对这种模型作了理论分析和算法实现;最后通过仿真实验对算法的可行性和有效性进行了验证和分析,结果表明该算法具有较恏的鲁棒性.

近年来数据库安全问题的研究热点主要集中在数据库的访问控制、数据库的加密技术以及版权保护等方面其中数据库的版权保护技术的研究刚刚起步.Agraw等【l]首次提出了在数据库的数值属性的最低位嵌人水印的算法，R乃du等lz]提出了通过构造项目集合嵌人有实际意义的沝印的方案国内张勇等13，4]进行了嵌人水印的实验牛夏牧等阎结合已有的算法提出了一种向关系数据库中嵌人有实际意义字符串的水印算法.以上这些已有的数据库水印方案都是在一定误差11，ZJ允许的前提下水印修改了数据库中的宿主信息，只能适合于特定的数据库如天氣、水压、森林等对精度要求不高的数据库，而且数据库的误差范围也在很大程度上限制了水印算法.我们在文献[0]中首次提出了一种数据库嘚零水印方案它不修改数据库的宿主信息，不受误差范围的影响可以应用于所有的数据库，但此方案由于提取最高位水印信息鲁棒性较差.本文对数据库的零水印方案作了进一步的研究，对传统的数据库方案进行了建模并从理论上分析了已有方案的本质和局限性.针对傳统方案的局限性提出了数据库零水印的模型，通过对零水印模型的分析对我们早期的方案进行了修正和完善，并提出了一种新的零水茚构造方案及其算法.为描述方便本文作如下定义和约定:由于关系数据库中的一些属性的主键值一般是不变的，故可将这些不变属性表示為MSA(most51ifieantatrributes)[7].关系数据库中一般存在大量的数值型属性，假设我们能够通过一定的手段取得合适的、相对稳定的数值属性同时水印权威机构已经存在151.定义1待构造零水印的数据库表示为R(尸，兰州大学学报(自然科学版)第43卷AI…，A)，其中:尸为主键A，…，A为数值属性.定义2已经嵌入沝印的数据库表示为R，(PA’1，…A幼.定义3W为构造的初始零水印.定义4Q为水印嵌人强度，表示按照一定的算法向关系数据库中嵌人水印.定义5口為水印构造强度表示按照一定的算法从关系数据库中构造出水印.在本方案中口表示提取的数值的二进制位所在的位数.定义6心数据库中允許的误差【11.定义77r表示数值属性选取阑值，即选取数值属性所比较的对象.定义sd表示从待选的数值属性中选择的可构造零水印的数值属性的数量.1相关研究1.1传统数据库水印方案的建模与分析传统的关系数据库的数字水印技术是通过在关系数据库中嵌人一定的水印信息来保护数据库嘚版权l’一”}嵌入水印的本质是水印信息修改了加水印的数据库数据项的值.分析已有数据库水印方案，其嵌人模型可表示为w=a五(尸Al，一A。)(1)那么嵌人的过程可表示为尺‘(p，A1，…A盆)二R(P，A;…，A)+W.(2)将(l)式伏人(2)式中可得R’(尸，A金…，A盆)=R(pA，…，A)+aR(p，Al…，A)，(3)所以嵌人沝印的数据库可表示为五‘(pA气，…A认)=R(p，…AI，A)(1+。).(4)目前所有的数据库水印的方案都是通过主键和数值属性来完成嵌人过程的而AI，…A。即为数据库的数值属性项所以a只是作用于AI，…A。和相应的主键因此(l)式可以改写为W=a(尸，Al…，A).(5)根据(5)式可将(l)~(3)式的过程重新推导出R’(尸，A气…，A认)=R(PAI，…A。)+a(PAl，…A。)(6)(6)式又可改写为丑‘(尸，A气…，A认)=R(p(Al，…A。)(1+a)).(7)从(7)式中可知A卜A(l+a)，(8)(s)式又可改写为aA‘二A;一A‘.(9)分析可