[論文レビュー] A Novel approach as Multi-place Watermarking for Security in Database

Brijesh B. Mehta, Udai Pratap Rao|arXiv (Cornell University)|Feb 28, 2014

Advanced Steganography and Watermarking Techniques参考文献 18被引用数 11

ひとこと要約

本論文は、リレーショナルデータベースにおけるデジタル画像のウェーブレットを、データベースタプル内の2つの異なる属性—数値型およびタイムスタンプ（秒）フィールド—に埋め込む、新規のマルチプレイス・ウェーブレット技術を提案する。この手法は、耐性と非可視性を向上させ、数値的およびカテゴリカルなデータベースにおける著作権保護を可能にし、一般的な攻撃に対して耐性を示すことが実証された。

ABSTRACT

Digital multimedia watermarking technology had suggested in the last decade to embed copyright information in digital objects such as images, audio and video. However, the increasing use of relational database systems in many real-life applications created an ever-increasing need for watermarking database systems. As a result, watermarking relational database system is now emerging as a research area that deals with the legal issue of copyright protection of database systems. The main goal of database watermarking is to generate robust and impersistent watermark for database. In this paper we propose a method, based on image as watermark and this watermark is embedded over the database at two different attribute of tuple, one in the numeric attribute of tuple and another in the date attribute's time (seconds) field. Our approach can be applied for numerical and categorical database.

研究の動機と目的

• データ盗難や不正利用の増加に伴い、リレーショナルデータベース・システムにおける著作権保護のニーズが高まっていることを踏まえ、その対応を図ること。
• 一般的なデータベース攻撃に対して耐性を示しつつ、データの整合性と利用可能性を保持するウェーブレット技術の開発。
• より広範な適用可能性を実現するため、数値的およびカテゴリカルなデータベース属性の両方におけるウェーブレット埋め込みを可能にすること。
• タプルの削除、挿入、属性の更新などのデータ変更後でも、ウェーブレットが検出可能であることを保証すること。
• 実世界の応用において、安全で非可視的かつ効率的なデータベース・ウェーブレットソリューションを提供すること。

提案手法

• 本手法は、ウェーブレットとしてデジタル画像を用い、選択されたデータベース属性の最下位ビット（LSB）に符号化する。
• ウェーブレットの埋め込みは、タプルの数値属性と日時属性の秒フィールドという2つの異なる場所で実施される。
• セキュリティを確保し、不正な検出や削除を防ぐために、秘密鍵を用いてウェーブレットを埋め込む。
• 属性タイプに応じた埋め込み戦略の適応により、本手法は数値的およびカテゴリカルなデータベースの両方をサポートする。
• 同一の秘密鍵を用いて検出アルゴリズムがウェーブレットを抽出し、所有権と整合性を検証する。
• 本手法は、タプルの削除、挿入、属性の更新といった一般的なデータベース操作に対しても耐性を有するように設計されている。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 リレーショナルデータベースの複数の属性に、データの有用性に影響を与えることなく、ウェーブレットを強固に埋め込む方法は何か？
• RQ2 数値フィールドおよびタイムスタンプフィールドへのウェーブレット埋め込みが、データの整合性と検出可能性に与える影響は何か？
• RQ3 本手法は、削除、挿入、属性変更といった一般的なデータベース攻撃に対して耐性を示せるか？
• RQ4 本手法は、数値的およびカテゴリカルなデータベースの両方において、著作権主張を保持するのにどの程度効果的か？
• RQ5 マルチプレイス・ウェーブレット手法が提供する非可視性とセキュリティの水準はどの程度か？

主な発見

• 提案手法は、数値フィールドおよびタイムスタンプフィールドの両方にウェーブレットを効果的に埋め込み、マルチプレイスの耐性を実現した。
• タプルの削除や挿入といった一般的なデータベース操作後でも、ウェーブレットは検出可能である。
• ウェーブレットは非可視的であり、データの意味的意味を変更しないことから、データの整合性と利用可能性が維持されている。
• 秘密鍵の使用によりセキュリティが強化され、不正なウェーブレット検出や削除が防止された。
• 本手法は、データベース内容の変更や破損を伴う攻撃に対しても耐性を示し、その耐性が確認された。
• 本手法は、数値的およびカテゴリカルなデータベースの両方に対応可能であり、実用的応用範囲が拡大された。