Page 269 - 《软件学报》2020年第11期

3584 Journal of Software 软件学报 Vol.31, No.11, November 2020

Fig.9 Time comparison between grade enhancement and database reading and writing
图 9 等级提升与数据库读写操作时间对比

4.2 水印的抗攻击能力实验
水印的抗攻击能力实验是模拟攻击者对嵌有水印的关系数据进行各种攻击,验证水印抵御各种攻击的能
力.攻击形式主要包括:(1) 元组删除攻击;(2) 元组添加攻击;(3) 元组修改攻击.实验从水印检测准确率 wdr 和
数据恢复准确率 drr 对水印的抗攻击能力和数据的恢复能力进行评估,wdr 和 drr 的计算公式如公式(5)和公式
(6)所示.
bits
wdr = WD (5)
ω
tuples
drr = DR (6)
tuples D
其中,bit WD 表示检测出的正确的水印位数,ω表示水印串长度,tuples DR 表示数据恢复正确的元组数,tuples D 表示
关系数据中的元组数.
实验参数设置如下:数据中元组数 200 000 条,γ=20,ξ=5,1/η=1/4,ω=53,hr=0.0053,μ=0.02.
同时,实验将本方案与 DEW [17] 、GADEW [18] 、PEEW [20] 以及 RRW [24] 的水印抗攻击能力和数据恢复能力做
了对比.实验随机选取数据分区,并以数据分区为单位进行水印检测及数据恢复,根据实验参数设置,每个数据
分区约有 10 000 条元组.
4.2.1 元组删除攻击实验
元组删除攻击是指从包含水印的关系数据中去除一定比例的元组,以减少嵌有水印的元组的数目,达到破
[9]
坏水印的目的 .此种攻击在破坏水印的同时,会牺牲掉部分未嵌入水印的元组,导致数据可用性的下降.因此在
实际的应用场景中,元组删除攻击的规模往往是有限的.本实验为充分地证明方案的鲁棒性,将元组删除规模的
上限设置为 90%.实验结果如图 10 和图 11 所示.

Fig.10 Watermark detection accuracy after Fig.11 Data recovery accuracy after
tuples deletion attacks tuples deletion attacks
图 10 水印检 测的准 确率(元组删除攻击) 图 11 数据恢复的准确率(元组删除攻击)