Page 259 - 《软件学报》2020年第11期

3574 Journal of Software 软件学报 Vol.31, No.11, November 2020

关系数据

标识信息 水印串
随机二进制序列 水印串的制备
水印分区嵌入
密钥生成元 密钥生成 辅助串
随机二进制序列 辅助串的制备 密钥
预处理 关系数据 辅助
（嵌有水印） 数据
水印 水印检测
等级
等级检测
关系数据 等级提升
（嵌有水印）
Fig.1 System structure
图 1 系统结构

Table 1 Symbols and meanings in the scheme
表 1 方案中符号及含义
符号 含义 符号 含义
β 数据所有者的身份信息 γ 分区个数
ε 属性个数 1/η 嵌入水印的比例
ξ 属性值最低有效位的位数 ω 水印串长度
μ 多数投票机制的阈值参数 τ_i 判定数据分区 i 是否有水印的阈值参数
A 属性值 A w 嵌有水印的属性值
A_index 属性值索引 A w_index 水印所在属性值的索引
bit_index 比特位索引 bit w_index 水印所在比特位的索引
bit_y 属性值的第 y 位最低有效位 bit w_y 嵌有水印的属性值的第 y 位最低有效位
bit s 辅助数据位 bit ws bit w_y 与 S_z 异或运算的结果
count_i 水印第 i 位多数投票时的计数器 D 关系数据
D w 嵌有水印的关系数据 D′ 数据质量等级提升后的关系数据
w
D s 辅助数据 D s_i 数据分区 i 的辅助数据
s D′ _i 检测过程中从数据分区 i 得出的辅助数据 Flag_i 数据分区 i 是否含有水印的标识
H(p) 以 p 为输入的哈希函数 hash part 数据分区划分所用哈希值
hash em 水印分区嵌入所用哈希值 hr 水印的隐藏率
k 分区划定密钥 matchcount_i 数据分区 i 相关数据的匹配数
QoD 数据质量等级 r 元组
r.key 元组主键值 rand A 随机数 A
rand B 随机数 B S 辅助串
S_z 辅助串的第 z 位 sum 嵌有水印数据的元组数
sk 分区水印嵌入密钥 sk e 生成元（用于分区嵌入密钥生成）
sk_i 分区嵌入密钥(数据分区 i) sk′ 分区嵌入密钥子集
sk′_i sk′中数据分区 i 的分区嵌入密钥 table basic_i 数据分区 i 对应的基本表
table overflow_i 数据分区 i 对应的溢出表 table basic_i_index table basic_i 中的位置索引
table overflow_i_index table overflow_i 中的位置索引 totalcount_i 数据分区 i 相关数据的被检测总数
W 水印串 W_z 水印串的第 z 位
W D 检测出的水印串 W D_z 检测出的水印串的第 z 位

2.1 数据质量等级
为了描述水印嵌入对数据可用性的影响,方案引入了数据质量等级 QoD 的概念,如定义 1 所示.
定义 1. 数据质量等级 QoD,表示水印嵌入对数据可用性的影响.QoD=σ(σ∈[0,γ−1],σ∈N),γ表示数据分区
的个数.
由定义 1 可知,数据质量等级 QoD 具有γ种情况.其中,QoD=0,表示所有的数据分区中均嵌有水印;QoD=
γ−1,表示只有 1 个数据分区嵌有水印.QoD 越高,嵌有水印的数据分区越少,数据的可用性越高;反之,嵌有水印的
数据分区越多,数据的可用性越低.数据使用者初期可先使用 QoD 较低的数据,如果该数据的可用性无法满足使