变换域可逆关系数据库水印研究

Database as the field of information infrastructure, it has a huge potential value, and how to protect copyright and integrity of the relational database data is crucial. On the basis of the common database operation and database special requirements, we present a novel transform domain reversible relational database watermarking scheme to improve the robustness and invisibility of the reversible watermarking, by using the advantages of transform domain technology in multimedia watermarking field. By evaluating the change of database transform domain coefficients on attribute value of relational database,the overflow prevention mechanism of a suitable relational database based on transform domain technology is established to obtain the reversibility of watermarking.The reversible relational database watermarking hiding model is proposed to achieve the organic combination of the transform domain technology and relational database.By the above achevements, the reversible relational database watermarking algorithm based on transform domain technology and vector space model is proposed. Finally,We uses a combination of simulation and experimental methods to evaluate the proposed model, the algorithms and mechanisms.

数据库作为信息领域的基础设施，数据库存储信息蕴藏着巨大的潜在应用价值，如何保护这些关系数据库数据的版权和完整性是至关重要的。为了增强可逆水印的鲁棒性和不可见性，我们以关系数据库的各种常见操作和特定数据库本身的特殊要求为出发点，利用变换域技术的优势，研究变换域可逆关系数据库水印。通过评估水印对关系数据库属性值和变换域的影响，我们建立适合变换域的关系数据库溢出预防机制，保证算法的可逆性；建立可逆关系数据库水印隐藏模型，实现变换域技术与关系数据库的有机结合；最后我们将集成阶段性研究成果，设计一种鲁棒性和不可见性好的，适合特定关系数据库特点和应用背景的版权及完整性保护机制及其实现算法，并对算法的性能进行建模分析与评价。

数据库作为信息领域的基础设施，数据库存储信息蕴藏着巨大的潜在应用价值，如何保护这些关系数据库数据的版权和完整性是至关重要的。本项目研究包括四方面的内容：（1）研究变换域可逆数据库水印的溢出预防机制；（2）在溢出预防机制条件下，研究水印隐藏理论模型；（3）研究变换域的可逆数据库水印算法及其性能分析和评价；（4）研究不同变换域技术的可逆数据库水印及其性能比较、分析和评价。.在第一方面，研究了数据库变换域的规律及变换域本身的机理，进一步构建适合本项目的溢出预防机制，并设计开发仿真实验系统，对溢出预防机制进行性能评价。.在第二方面，分析多媒体领域的变换域技术优势及向量空间模型的特点，并结合溢出预防机制，构建了本项目的水印隐藏理论模型，设计了一种可逆关系数据库水印仿真系统，在系统仿真实验中的参数优化问题转化成带复杂约束的工程优化问题，即Oracle罚函数方法优异的约束处理能力和组合差分进化CoDE的高效的搜索能力相结合来优化其参数。在此基础上，设计了一种整数小波变换的可逆数据库水印算法。.在第三方面，设计了一种基于整数小波变换的可逆关系数据库水印原型系统，从而为进一步研究可逆水印算法奠定较好的物质基础。针对数据库的数据列之间相关性及提高水印的不可见性，设计了一种基于互信息的可逆关系数据库水印仿真系统。在水印隐藏理论模型的基础上，将其扩展到可逆图像水印领域，提出一种链式向量空间隐藏模型的图像无损信息隐藏方法，提高水印的嵌入容量。.在第四方面，设计了一种基于二维5/3小波的可逆数据库水印仿真系统，又设计双正交97提升小波变换的可逆数据库水印仿真系统，在此基础上，为获得数据库数据列中的最小相关性的数据列，进一步设计了一种基于模拟退火算法的可逆关系数据库水印原型系统，通过引入图邻接性理论和分水岭方法能有效地解决该原型系统中的数据分块问题。.本项目研究结果表明，提出的模型获得了较好的水印不可见性，较强的鲁棒性。