[发明专利]一种用于数据库分发保护的零水印方法

权利要求书

1.用于数据库分发保护的零水印方法，其特征在于，包括在首次分发前对数据库进行重组生成T-F表、对重要属性选择后进行零水印的生成、对泄露的数据库先比对T-F表再进行零水印的提取检测三个部分，其中：

对于首次分发前对数据库进行重组生成T-F表，将原始数据库按照不同的首次分发用户进行重组，并对重组后的各表添加或者替换原来的主外键，从而在参照关系不变的情况下得到不同表结构的数据库，然后对于每种重组后的数据库表进行属性记录并存放在T-F表中，方便数据库泄露之后的初步溯源；

所述对数据库进行重组生成T-F表，其具体包括：

步骤1、获取一组包含N个元组的原始数据库表H，根据对不同用户按照它的需求功能划分到不同的数据库表[h]中，对应的表重组为不同的表结构和个数K；

步骤2、根据重组后的表，按照各表属性拥有情况，将其对应存储到T-F表中；

步骤2.1、T-F表的表头列为重组后的每张表的名称{h₁,h₂,…}，表头行为原始的表中所有的属性名称{A₁,A₂,…}，当某表中含有某属性A_i时，就在对应的位置赋T，否则赋F；

对于重要属性选择后进行零水印的生成，通过随机森林对特征重要性的评估来选取重要属性参与特征提取，并使用属性分类的思想对选取的属性进行分类编号，通过提取属性的分类编号与水印信息相加模10的方法生成水印密钥，并将水印密钥注册到第三方权威机构CA中，其具体包括：

步骤3、对重要属性进行选取和元组标记；

步骤3.1、使用随机森林算法对特征重要性的评估来选取m个重要属性{A₁,A₂,…A_m}；

步骤3.2、将选取出来的每个属性与主键属性组成新的关系表D(P,A_i)，使用SHA-1哈希函数按照主键值和属性值对元组进行标记，表示为RID＝Hash(key1,r.P,r.A_i)，key1为数据库拥有者拥有的密钥，其中r为数据库元组，P为数据库主键，r.P为主键为P的元组，r.A_i为属性为A_i的元组；

步骤4、对选取的属性进行分类并标记生成CID；

步骤4.1、对每个选取的属性A_i，按照其属性特点进行分类标记，若A_i可以分为n类，记为F₁,F₂,…F_n；

步骤4.2、通过分类算法F(RID,r.A_i)来标记生成每一个属性值，对应的CID用1,2,...n来进行标记；

步骤5、生成水印密钥key2

步骤5.1、对于满足RID mod m＝0的元组进行选取并存取为密钥串1，然后记录选取RID的CID值；

步骤5.2、根据生成的十进制水印信息的长度L_w，将总长度为L_f的分类特征数字串CID转化成行，L_w列的二维数组；

步骤5.3、将要嵌入的水印信息转化为十进制数字串与按RID提取出来的CID数字串进行相加，然后模10得到密钥串2，最后将密钥串1和密钥串2一起存储为水印密钥key2；

步骤6、将key1和水印密钥key2在第三方认证机构CA中完成注册；

对泄露的数据库先比对T-F表再进行零水印的提取检测，首先，对于泄露的数据库比对T-F表，初步确定首次分发的用户单位，然后通过对泄露的数据库进行零水印密钥的提取，并与注册在CA中的水印密钥进行比对检测，最终追踪泄露的源头，其具体包括：

步骤7、对于泄露的数据库表进行检测并追踪首次分发用户；

步骤7.1、对泄露的表分析属性拥有情况，比对T-F表并初步定位首次分发的用户；

步骤7.2、然后对泄露的数据库表按照步骤3，步骤4和步骤5的方法进行零水印的提取，得到RID对应的序列CID，将该分发用户在CA中注册的key2取出，然后将key2中的密钥2减去提取出的CID加10后再模10，得到个水印信息；

步骤7.3、接着，对这个水印信息使用多数选举的方法，选取出出现次数最高的一组数字，将其转化为二进制字符串W，然后和原来的数据库水印码字W′采用以下公式进行相关度检测：

其中，W′，其表示为原来的数据库水印码字W′；W，其表示为二进制字符串；e_i′，其表示为原数据库水印码字W′的第i位；e_i″，其表示为二进制字符串W的第i位；N，其表示为水印码字的总长度；

将计算出来的相似度与事先给定的阈值相比较来确定数据库版权的归属，当相关度检测结果超过这个阈值时，给出含有指定水印的结论，从而完成首次分发用户的追踪。

2.根据权利要求1中所述的用于数据库分发保护的零水印方法，其特征在于，所述阈值定为5。