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为什么使用数据水印

数据使用存在安全隐患

在当前的网络信息化时代，随着电子政务、电子商务等应用的普及，越来越多的数据库数据通过网络进行存储和发布，这些数据经过若干年的积累，往往蕴含有巨大的社会价值与经济价值，成为宝贵的数据资源。随着网络数据共享和数据交换需求的不断增多，如果不采取有效的安全控制和版权保护措施，常常会给攻击者以可乘之机。同时，如果缺乏数据库完整性验证的有效措施，一旦出现对数据数据泄露，后果也是无法想象的。

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。

数据库水印算法一方面需要更好地将水印标识信息隐藏到数据库中，另一方面需要满足嵌入后的透明性——仅允许一定范围内失真，因此它本质上可看成一个带约束条件的优化问题。从信号角度来看，数据库水印嵌入过程可看成一个大信号叠加了一个小信号，经过有噪信道后，如何检测到小信号——小信号的编解问题。根据水印嵌入过程是否需要改变原始数据库的元组的属性值和格式，嵌入方法主要可分为两大类：

1) 基于元组修改的水印嵌入算法：实质上，任何水印信息可编码转换成一连串由“0”和“1”组成的比特字符串。针对元组的数值属性（如年龄、时间戳）和类别属性（如地址信息等）两种类别，嵌入方法可再分为两种子类别：0”或“1”两种水印比特。为了保留数据可用性，修改应满足一定的约束条件（如统计特性）。简单的方式，是在数值属性值的很低有效位（Least Significant Bit， LSB）进行替换，比如在年龄18（二进制“10010”）很小LSB位嵌入“0”变为18（ “10010”），嵌入“1”变为19（二进制“10011”）。其他可以在小数点后进行嵌入，或者使用不同的量化索引等嵌入机制。类别属性的嵌入方法：类别属性不能直接修改数值编码，一种思路是嵌入数据库用户不易察觉的字符或标点，比如通过在类别属性值末尾嵌入回车符、换行符表示“0”“1”，以及嵌入不同的空格数量等，常见嵌入规则如表1所示；另一种思路是基于语义的近义词进行嵌入，首先构建关键词的近义词库并确立顺序，嵌入过程根据约定规则嵌入“0”或“1”比特。