[논문 리뷰] A Novel approach as Multi-place Watermarking for Security in Database

Brijesh B. Mehta, Udai Pratap Rao|arXiv (Cornell University)|2014. 02. 28.

Advanced Steganography and Watermarking Techniques참고 문헌 18인용 수 11

한 줄 요약

이 논문은 관계형 데이터베이스에 대한 혁신적인 다중 장소 워터마킹 기법을 제안하며, 데이터베이스 튜플 내의 수치형 필드와 타임스탬프(초) 필드라는 두 가지 다른 속성에 디지털 이미지 워터마크를 삽입한다. 이 방법은 강건성과 비가시성을 향상시켜 수치형 및 범주형 데이터베이스 모두에서 저작권 보호를 가능하게 하며, 일반적인 공격에 대한 저항력을 입증하였다.

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.

연구 동기 및 목표

• 데이터 도용 및 무단 사용 증가로 인해 관계형 데이터베이스 시스템에서 저작권 보호에 대한 수요가 증가하고 있음에 따라 이를 해결하고자 한다.
• 일반적인 데이터베이스 공격에 강건하면서도 데이터 무결성과 사용성을 유지하는 워터마킹 기법을 개발하고자 한다.
• 더 넓은 적용 가능성을 위해 수치형 및 범주형 데이터베이스 속성 양쪽에 워터마킹을 삽입할 수 있도록 하고자 한다.
• 튜플 삭제, 삽입 또는 속성 업데이트와 같은 데이터 수정 후에도 워터마크가 탐지 가능하게 유지되도록 하고자 한다.
• 실세계 응용 프로그램에 적합한 안전하고 비가시적이며 효율적인 데이터베이스 워터마킹 솔루션을 제공하고자 한다.

제안 방법

• 이 방법은 워터마크로 디지털 이미지를 사용하며, 선택된 데이터베이스 속성의 가장 낮은 유효 비트(LSB)에 인코딩한다.
• 워터마킹 삽입은 튜플의 수치형 속성과 날짜/시간 속성의 초 필드라는 두 가지 별도의 장소에서 수행된다.
• 기밀 키를 사용하여 워터마킹을 삽입함으로써 보안을 확보하고, 무단 탐지 또는 제거를 방지한다.
• 속성 유형에 맞게 삽입 전략을 조정함으로써 이 방법은 수치형 및 범주형 데이터베이스 양쪽 모두를 지원한다.
• 동일한 기밀 키를 사용하여 탐지 알고리즘을 통해 워터마킹을 추출함으로써 소유권과 무결성을 검증한다.
• 이 방법은 튜플 삭제, 삽입, 속성 업데이트와 같은 일반적인 데이터베이스 작업에 저항하도록 설계되어 있다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 관계형 데이터베이스의 여러 속성에 워터마킹을 강건하게 삽입하면서 데이터 유틸리티에 영향을 주지 않으려면 어떻게 해야 하는가?
• RQ2 수치형 필드와 타임스탬프 필드 양쪽에 워터마킹을 삽입할 경우 데이터 무결성과 탐지 가능성에 어떤 영향을 미치는가?
• RQ3 제안된 방법이 튜플 삭제, 삽입, 속성 수정과 같은 일반적인 데이터베이스 공격에 저항할 수 있는가?
• RQ4 이 방법은 수치형 및 범주형 데이터베이스를 포함한 다양한 유형의 데이터베이스에서 저작권 주장 유지에 얼마나 효과적인가?
• RQ5 다중 장소 워터마킹 접근법이 제공하는 비가시성과 보안 수준은 어느 정도인가?

주요 결과

• 제안된 방법은 수치형 필드와 타임스탬프 필드 양쪽에 워터마킹을 성공적으로 삽입하여 다중 장소 강건성을 확보하였다.
• 튜플 삭제 및 삽입과 같은 일반적인 데이터베이스 작업 후에도 워터마킹이 탐지 가능하게 유지되었다.
• 워터마킹은 비가시적이며 데이터의 의미적 의미를 변경하지 않기 때문에 데이터의 무결성과 사용성을 유지하였다.
• 기밀 키의 사용으로 보안성이 향상되어 무단 탐지 또는 워터마킹 제거를 방지하였다.
• 데이터베이스 내용을 수정하거나 손상시키는 공격에 대해서도 저항력을 보이며 강건성을 확인하였다.
• 이 방법은 수치형 및 범주형 데이터베이스 모두에 적용 가능하여 실용적 활용도를 넓혔다.