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数据水印保护数据安全

在当今网络信息发展迅速的时代，大数据包含有巨大的价值，是非常重要的资源。在利用这些数据资源的过程中，数据共享和数据交换需求也在不断增多，如业务部门数据交换、组织结构间的数据交换、数据外包泄漏等。数据一旦流入低安全域，复杂的环境使得数据安全难以控制，这也导致了数据泄漏事件频发。一旦发生了数据丢失泄漏，如果不采取有效的安全控制和版权保护，将会造成无法想象的后果。因此，预防固然重要，但是泄漏发生后的溯源同样重要。数据水印可以在数据泄漏发生后可溯源到操作数据用户身份、作业及泄露范围和渠道，从而提高数据共享和交换中数据的安全性。

数据水印水印溯源

水印溯源技术是指通过泄露数据中包含的水印数据识别其数据特征，并终解析出水印信息的技术，一般包括识别水印类型、解析水印信息、回溯分发内容等三个步骤，

a)识别水印类型：指通过对泄露数据分析，判断其中哪些字段为植入的水印信息的字段。

b)解析水印信息：通过对植入水印字段的解析，从中获取到水印代码内容。

c)回溯分发内容：指通过解析出的水印代码，查询映射码表，并获取分发者、被分发者、分发时间、用途的关键信息的步骤。

数据水印概述

数据库水印是将水印信息（数据量少）隐藏到数据库载体（数据量比较大）中，有两种隐藏方式：一种是隐藏在数据库的文件头中，另一种是隐藏在数据库包含的关系表中，通常指的是后者，本文指代也是该方式。

具体如何将水印信息隐藏到数据库（关系表）中呢？其方案框架如图1所示。它包括水印嵌入端和提取端，包括两个重要算法：水印嵌入算法和水印提取算法。水印嵌入端：企业或组织机构通过水印嵌入算法，将水印标识信息W，隐藏到原始数据库D中，得到含水印的数据库DW，为了保证安全性，该过程通常由密钥控制。水印提取端：当数据库DW发生泄露后，企业或组织机构希望查找清楚是谁泄露了该数据库，它通过水印提取算法，在获得的数据库D’W中进行水印提取或相关性检测操作，进而溯源确定的泄露主体，追究责任。

需注意的是，在数据泄露过程中，由于泄露主体可能会有意或无意对数据库进行一些操作，比如对数据库的元组进行随机抽样、选择部分列、修改数据库的某些值或对格式进行调整，这些操作通常被称为水印攻击（后续将介绍），通常会对水印信息造成一定影响，这要求设计的水印嵌入/提取算法具有一定强度的鲁棒性，即遭受攻击后同样能提取/检测到正确的水印信息。