[發(fā)明專利]一種基于拉格朗日插值法的數(shù)據(jù)庫(kù)水印方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210890065.2
• 申請(qǐng)日: 2022-07-27
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN115481412A
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-12-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 朱友文;金嚴(yán)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京航空航天大學(xué)
• 主分類號(hào): G06F21/60
• 分類號(hào): G06F21/60;G06F21/62;G06F21/64
• 代理公司: 南京合礪專利商標(biāo)代理事務(wù)所(普通合伙) 32518
• 代理人: 許云花

1.一種基于拉格朗日插值法的數(shù)據(jù)庫(kù)水印方法，其特征在于：所述方法包括將水印明文轉(zhuǎn)為二進(jìn)制串，然后分割該二進(jìn)制串得到若干個(gè)數(shù)，由該數(shù)作為系數(shù)，確定有限域GF(p)上的多項(xiàng)式f(x)，由多項(xiàng)式中的若干個(gè)點(diǎn)嵌入數(shù)據(jù)，水印提取時(shí)，通過(guò)拉格朗日插值法還原多項(xiàng)式以實(shí)現(xiàn)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于拉格朗日插值法的數(shù)據(jù)庫(kù)水印方法，其特征在于：該方法包括建立數(shù)據(jù)庫(kù)用于水印的嵌入和提取，步驟如下：

S1、水印編碼：用戶向水印嵌入系統(tǒng)提交水印明文，并將水印明文轉(zhuǎn)為二進(jìn)制串，分割該二進(jìn)制串得到若干個(gè)數(shù)，以分割得到的數(shù)作為系數(shù)，確定有限域GF(p)上的多項(xiàng)式f(x)；

S2、預(yù)處理：對(duì)屬性按照屬性名進(jìn)行排序，依據(jù)密鑰和主鍵值對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)的每條元組進(jìn)行分組；

S3、嵌入水?。呵度攵囗?xiàng)式f(x)上點(diǎn)(x，y)，每條元組中，依據(jù)密鑰和主鍵值分別選擇嵌入x、y的屬性，各個(gè)分組內(nèi)各元組嵌入相同的點(diǎn)；

S4、預(yù)處理：用戶向水印提取系統(tǒng)提交嵌入水印的數(shù)據(jù)庫(kù)，水印提取系統(tǒng)對(duì)該數(shù)據(jù)庫(kù)的屬性按照屬性名進(jìn)行排序，依據(jù)密鑰和主鍵值對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)的每條元組進(jìn)行分組；

S5、提取水?。簩?duì)每條元組，先依據(jù)密鑰和主鍵值分別選擇嵌入點(diǎn)的屬性，再提取該元組中蘊(yùn)含的點(diǎn)，組內(nèi)按照投票機(jī)制選擇出現(xiàn)次數(shù)最多的點(diǎn)作為該組蘊(yùn)含的點(diǎn)，每個(gè)分組都可得到一個(gè)點(diǎn)；

S6、水印解碼：由提取到的點(diǎn)集根據(jù)拉格朗日插值法還原多項(xiàng)式，多項(xiàng)式系數(shù)轉(zhuǎn)為二進(jìn)制并拼接可得到二進(jìn)制的水印，再將該比特串解碼可得到水印明文。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于拉格朗日插值法的數(shù)據(jù)庫(kù)水印方法，其特征在于：步驟S1水印編碼的具體步驟如下：

(1)水印嵌入系統(tǒng)將水印明文轉(zhuǎn)為長(zhǎng)為l的二進(jìn)制比特串；

(2)長(zhǎng)為l的比特串平均分割為m組，確定有限域GF(p)上的m-1次多項(xiàng)式f(x)，在刪除比例為r時(shí)，按如下公式得到有限域大小p、分割組數(shù)m，

上式中，M是l的因子的集合，next_prime(x)表示大于x的最小的素?cái)?shù)，遍歷M，找到使得h(m)最小的m，該m即為最優(yōu)的分割組數(shù)，每組長(zhǎng)度為g＝l/m，得到函數(shù)最小值q，計(jì)算嵌入屬性中的比特?cái)?shù)，即比特，接下來(lái)可確定有限域大小p，表達(dá)式如下：

p＝next_prime(2^t-1)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于拉格朗日插值法的數(shù)據(jù)庫(kù)水印方法，其特征在于：在步驟S2中依據(jù)密鑰和主鍵值對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行分組，包括遍歷數(shù)據(jù)庫(kù)的各元組，計(jì)算數(shù)據(jù)中各元組的組號(hào)，計(jì)算表達(dá)式如下所示：

H(ks||H(ks||t_u.PK))mod p

上式中H(·)為哈希函數(shù)，ks為密鑰，t_u.PK為元組t_u的主鍵值。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于拉格朗日插值法的數(shù)據(jù)庫(kù)水印方法，其特征在于：步驟S3中，嵌入水印的過(guò)程如下：

各元組中，選擇嵌入水印(多項(xiàng)式f(x)上的點(diǎn)(x，y))的屬性，嵌入x的屬性索引為：

x_index＝H(ks||H(ks||t_u.PK))mod attribute_num

嵌入y的屬性索引為：

y_index＝(x_index+1)mod attribute_num

上述索引均為屬性排序后的索引；

其中，對(duì)于不同的數(shù)據(jù)類型的水印嵌入方式包括如下三種情況：

(a)若數(shù)據(jù)類型為字符串，則在字符串末尾添加空白字符以嵌入點(diǎn)，使用32個(gè)空白字符，一個(gè)空白字符可表示5bit信息，數(shù)據(jù)尾嵌入個(gè)空白字符；

(b)若數(shù)據(jù)類型為整數(shù)，則轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制并修改最后t比特以嵌入點(diǎn)；

(c)若數(shù)據(jù)類型為浮點(diǎn)數(shù)，則將小數(shù)部分轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制并修改最后t比特以嵌入點(diǎn)。