CN106919813A - 大数据水印管理方法和系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种大数据水印管理方法和系统，涉及数据安全领域。其中在生成水印时，统计源数据中包括的数据记录条数n，按照预定比例p生成m条水印记录，其中p＝m/n，将m条水印记录随机插入到n条数据记录中，从而生成水印数据；在进行水印检测时，逐条检测水印数据中包括水印记录是否为合法，若合法水印记录数超过预定门限，可确定水印数据中包括的水印有效；在使用水印数据中，去除水印数据中的水印记录，对剩余记录进行相应逻辑处理。本发明通过针对大数据的特点生成水印信息，不破坏数据内容，与数据记录的顺序无关，并适用于结构化和非结构化的数据，适合大数据业务的使用。
Description
技术领域
本发明涉及数据安全领域，特别涉及一种大数据水印管理方法和系统。
背景技术
大数据技术需要将大量的异构数据进行汇聚，经过清洗整合后，形成可供大数据分析的数据，在此基础上进行各种分析运算，然后形成结果展示。
正是由于大数据需要汇聚大量的不同来源、不同内容的数据到一个平台上，其中某些数据不可避免含有敏感信息，例如用户隐私信息，或企业经营管理信息等。所以其数据本身的安全也受到了数据拥有者的重视。大数据平台已经在使用加密、去隐私化和访问控制等技术手段来保证数据的安全。但是数据拥有者仍然希望能够在任何时间确认数据的来源。例如，在数据泄露的情况下，能够判定泄露数据的来源，有助于调查数据泄露方，明确法律责任。
数字水印技术已在图形、图像等多媒体领域有成熟的解决方案，主要原因是图形、图像等多媒体信息里面存在一定的冗余信息，并有一定的容错性。这样允许通过某种算法插入一些冗余的水印信息，并通过算法对其进行识别，整体上还不影响图形、图像的基本质量。大数据水印借用了水印的思想，但是根据大数据本身的数据特点，使用了与图形、图像水印不同的方法来产生水印信息，以满足大数据溯源的需求。
大数据水印主要满足的是数据拥有者的溯源需求，即对某一段数据，数据拥有者可以通过检测其中的水印信息得知此段数据是否属于数据拥有者。
水印技术已在图形、图像领域比较成熟，在关系型数据库领域也有一些方案。其中关系型数据库的水印与大数据水印最为类似，但是关系型数据库因为是结构化数据，该水印方案是通过修改某些数据的某些字段的某一数据位，达到即不影响使用，又能判断水印的目的。选择哪些数据字段是需要对数据库的表结构预先了解的，并对该字段的属性有限制条件，例如数字型的字段就不适宜用作水印等。
发明内容
本发明实施例提供一种大数据水印管理方法和系统，通过针对大数据的特点生成水印信息，不破坏数据内容，与数据记录的顺序无关，并适用于结构化和非结构化的数据，适合大数据业务的使用。
根据本发明的一个方面，提供一种大数据水印管理方法，包括：
统计源数据中包括的数据记录条数n；
按照预定比例p生成m条水印记录，其中p＝m/n；
将m条水印记录随机插入到n条数据记录中，从而生成水印数据。
在一个实施例中，在生成每条水印记录时，判断生成规则是否能通过相关水印算法生成；
若生成规则能通过相关水印算法生成，则利用相关水印算法生成水印记录，并在该水印记录中添加相关指示信息；
若生成规则不能通过相关水印算法生成，则利用指定方式生成水印记录，并在该水印记录中添加相关指示信息，同时将该水印记录添加到水印数据库中。
在一个实施例中，在每条水印记录中，各字段的内容均符合相应字段属性要求。
在一个实施例中，p的取值范围为1％-1‰。
在一个实施例中，在对水印数据进行检测时，包括：
提取水印数据中的一条记录作为检测记录；
根据检测记录中的标识判断检测记录是否为水印记录；
若判断检测记录为水印记录，则进一步判断检测记录是否为合法水印记录；
若检测记录为合法的水印记录，则将统计值C加1；
判断统计值C是否大于预定门限t；
若统计值C大于预定门限t，则确定水印数据中包含的水印有效；
若统计值C不大于预定门限t，则选择水印数据中的下一条记录作为检测记录，然后执行根据检测记录中的标识判断检测记录是否为水印记录的步骤，直至水印数据中的全部记录被检测完为止。
在一个实施例中，判断检测记录是否为合法水印记录的步骤包括：
若检测记录是通过相关水印算法生成的，则判断检测记录中的相应字段是否符合相关水印算法要求；
如果检测记录中的相应字段符合相关水印算法要求，则判断检测记录为合法水印记录；
若检测记录不是通过相关水印算法生成的，则判断在水印数据库中是否能查询到该检测记录；
如果在水印数据库中能查询到该检测记录，则判断检测记录为合法水印记录。
在一个实施例中，在对水印数据进行恢复操作时，包括：
读取水印数据中的每一条记录；
判断读取记录是否为水印记录；
若读取记录为水印记录，则丢弃该读取记录，以便从水印数据中提取出源数据。
根据本发明的另一方面，提供一种大数据水印管理系统，包括统计模块、水印生成模块和记录插入模块，其中：
统计模块，用于统计源数据中包括的数据记录条数n；
水印生成模块，用于按照预定比例p生成m条水印记录，其中p＝m/n；
记录插入模块，用于将m条水印记录随机插入到n条数据记录中，从而生成水印数据。
在一个实施例中，水印生成模块具体在生成每条水印记录时，判断生成规则是否能通过相关水印算法生成；若生成规则能通过相关水印算法生成，则利用相关水印算法生成水印记录，并在该水印记录中添加相关指示信息；若生成规则不能通过相关水印算法生成，则利用指定方式生成水印记录，并在该水印记录中添加相关指示信息，同时将该水印记录添加到水印数据库中。
在一个实施例中，在每条水印记录中，各字段的内容均符合相应字段属性要求。
在一个实施例中，p的取值范围为1％-1‰。
在一个实施例中，系统还包括水印检测模块，其中：
水印检测模块，用于在对水印数据进行检测时，提取水印数据中的一条记录作为检测记录；根据检测记录中的标识判断检测记录是否为水印记录，若判断检测记录为水印记录，则进一步判断检测记录是否为合法水印记录，若检测记录为合法的水印记录，则将统计值C加1，判断统计值C是否大于预定门限t，若统计值C大于预定门限t，则确定水印数据中包含的水印有效；若统计值C不大于预定门限t，则选择水印数据中的下一条记录作为检测记录，然后执行根据检测记录中的标识判断检测记录是否为水印记录的步骤，直至水印数据中的全部记录被检测完为止。
在一个实施例中，水印检测模块具体在检测记录是通过相关水印算法生成时，判断检测记录中的相应字段是否符合相关水印算法要求，如果检测记录中的相应字段符合相关水印算法要求，则判断检测记录为合法水印记录；若检测记录不是通过相关水印算法生成时，判断在水印数据库中是否能查询到该检测记录，如果在水印数据库中能查询到该检测记录，则判断检测记录为合法水印记录。
在一个实施例中，系统还包括数据恢复模块，其中：
数据恢复模块，用于在对水印数据进行恢复操作时，读取水印数据中的每一条记录，判断读取记录是否为水印记录，若读取记录为水印记录，则丢弃该读取记录，以便从水印数据中提取出源数据。
通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述，本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明大数据水印管理方法一个实施例的示意图。
图2为本发明大数据水印管理方法另一实施例的示意图。
图3为本发明大数据水印管理方法又一实施例的示意图。
图4为本发明大数据水印管理系统一个实施例的示意图。
图5为本发明大数据水印管理系统另一实施例的示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。
同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。
对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。
在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
随着数据库技术的发展与计算能力的提高，为通过数据库收集动态数据来做负载均衡计算创建了可行的条件。通过数据库的计算，实现用户接入服务动态增加与减少的处理，实现了系统的可动态延伸，真正实现平台的平滑扩展。同时对平台管理与监控平台用户接入数据提供了更为方便的接口。
图1为本发明大数据水印管理方法一个实施例的示意图。其中，生成大数据水印的方法步骤包括：
步骤101，统计源数据中包括的数据记录条数n。
步骤102，按照预定比例p生成m条水印记录，其中p＝m/n。
p的取值一般与大数据的数据量相关，取值在合适范围即可。例如，p的取值范围为1％-1‰，当然范围也可根据需要进行调整，例如5‰-1‰。
其中，在每条水印记录中，各字段的内容均符合相应字段属性要求。例如，若某个字段为邮箱地址字段，则该字段内容应服从a@b.c的形式。
优选的，在生成每条水印记录时，可具体判断生成规则是否能通过相关水印算法生成，若生成规则能通过相关水印算法生成，则利用相关水印算法生成水印记录，并在该水印记录中添加相关指示信息。
若生成规则不能通过相关水印算法生成，则利用指定方式生成水印记录，并在该水印记录中添加相关指示信息，同时将该水印记录添加到水印数据库中。以便后续利用水印数据库进行水印检测。
步骤103，将m条水印记录随机插入到n条数据记录中，从而生成水印数据。
从而，生成的水印数据包括n+m条记录。
基于本发明上述实施例提供的大数据水印管理方法，通过针对大数据的特点生成水印信息，不破坏数据内容，与数据记录的顺序无关，并适用于结构化和非结构化的数据，适合大数据业务的使用。
图2为本发明大数据水印管理方法另一实施例的示意图。其中对大数据水印进行检测的步骤包括：
步骤201，提取水印数据中的一条记录作为检测记录。此外还可将统计值C的初始值设为0。
步骤202，根据检测记录中的标识判断检测记录是否为水印记录。若判断检测记录为水印记录，则执行步骤203；若检测记录不是水印记录，则执行步骤207。
步骤203，进一步判断检测记录是否为合法水印记录。若检测记录为合法的水印记录，则执行步骤204；若检测记录不是合法的水印记录，则执行步骤207。
优选的，判断检测记录是否为合法水印记录的步骤包括：
若检测记录是通过相关水印算法生成的，则判断检测记录中的相应字段是否符合相关水印算法要求，如果检测记录中的相应字段符合相关水印算法要求，则判断检测记录为合法水印记录。
若检测记录不是通过相关水印算法生成的，则判断在水印数据库中是否能查询到该检测记录，如果在水印数据库中能查询到该检测记录，则判断检测记录为合法水印记录。
步骤204，将统计值C加1。
步骤205，判断统计值C是否大于预定门限t。若统计值C大于预定门限t，则执行步骤206；若统计值C不大于预定门限t，则执行步骤207。
步骤206，确定水印数据中包含的水印有效。之后不再执行本实施例的其它步骤。
步骤207，判断水印数据中是否还有未经检测的记录。若全部记录均检测完，则退出流程；若水印数据中还有未经检测的记录，则执行步骤208。
步骤208，选择水印数据中的下一条记录作为检测记录，然后执行步骤202。
通过上述流程，可对水印数据中的全部记录进行逐条检测。同时，考虑到待检测数据有可能是水印数据(n+m条记录)的子集，因此需要选择合适的门限t。
图3为本发明大数据水印管理方法又一实施例的示意图。其中对含有水印数据的使用包括：
步骤301，读取水印数据中的每一条记录。
步骤302，判断读取记录是否为水印记录。
步骤303，若读取记录为水印记录，则丢弃该读取记录。
通过上述处理，可除去水印数据中包括的水印记录，以便恢复出源数据，利用源数据进行相应的逻辑处理。
图4为本发明大数据水印管理系统一个实施例的示意图。如图4所示，该系统包括统计模块401、水印生成模块402和记录插入模块403。其中：
统计模块401用于统计源数据中包括的数据记录条数n。
水印生成模块402用于按照预定比例p生成m条水印记录，其中p＝m/n。
其中，在每条水印记录中，各字段的内容均符合相应字段属性要求。
优选的，p的取值范围为1％-1‰。
优选的，水印生成模块402具体在生成每条水印记录时，判断生成规则是否能通过相关水印算法生成；若生成规则能通过相关水印算法生成，则利用相关水印算法生成水印记录，并在该水印记录中添加相关指示信息；若生成规则不能通过相关水印算法生成，则利用指定方式生成水印记录，并在该水印记录中添加相关指示信息，同时将该水印记录添加到水印数据库中。
记录插入模块402用于将m条水印记录随机插入到n条数据记录中，从而生成水印数据。
基于本发明上述实施例提供的大数据水印管理系统，通过针对大数据的特点生成水印信息，不破坏数据内容，与数据记录的顺序无关，并适用于结构化和非结构化的数据，适合大数据业务的使用。
图5为本发明大数据水印管理系统另一实施例的示意图。在图5中，统计模块501、水印生成模块502和记录插入模块503与图4中涉及的统计模块401、水印生成模块402和记录插入模块403相同。此外，在图5中，还包括水印检测模块504。其中：
水印检测模块504用于在对水印数据进行检测时，提取水印数据中的一条记录作为检测记录；根据检测记录中的标识判断检测记录是否为水印记录，若判断检测记录为水印记录，则进一步判断检测记录是否为合法水印记录，若检测记录为合法的水印记录，则将统计值C加1，判断统计值C是否大于预定门限t，若统计值C大于预定门限t，则确定水印数据中包含的水印有效；若统计值C不大于预定门限t，则选择水印数据中的下一条记录作为检测记录，然后执行根据检测记录中的标识判断检测记录是否为水印记录的步骤，直至水印数据中的全部记录被检测完为止。
优选的，水印检测模块504具体在检测记录是通过相关水印算法生成时，判断检测记录中的相应字段是否符合相关水印算法要求，如果检测记录中的相应字段符合相关水印算法要求，则判断检测记录为合法水印记录；若检测记录不是通过相关水印算法生成时，判断在水印数据库中是否能查询到该检测记录，如果在水印数据库中能查询到该检测记录，则判断检测记录为合法水印记录。
优选的，如图5所示，系统还包括数据恢复模块505。其中：
数据恢复模块505用于在对水印数据进行恢复操作时，读取水印数据中的每一条记录，判断读取记录是否为水印记录，若读取记录为水印记录，则丢弃该读取记录，以便从水印数据中提取出源数据。
通过实施本发明，在生成和添加水印时可得到以下有益效果：
不修改原始数据；
不依赖原始数据的记录条数；
不依赖原始数据记录的前后顺序；
水印容易识别。
目前，该方案已计划在中国电信大数据能力平台的备份数据上实现。中国电信大数据能力平台中存放着大量的中国电信运营中产生的数据，其中包含大量用户隐私数据和企业经营管理数据。中国电信大数据能力平台已经采取了各种措施，保证了数据的接入、存放、处理和使用的安全，但是为了防止万一，在相关数据泄漏时进行溯源分析，在数据中加入水印是十分必要的。上述所说的各种数据都需要在接入平台后进行冷备份存储，在写入存储介质之前，水印信息将被写入，一同与数据进入冷备份存储区。同时，提供水印检查系统对数据进行水印的检查。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。
本发明的描述是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本发明限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显然的。选择和描述实施例是为了更好说明本发明的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本发明从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。
Claims (14)
1.一种大数据水印管理方法，其特征在于，包括：
统计源数据中包括的数据记录条数n；
按照预定比例p生成m条水印记录，其中p＝m/n；
将m条水印记录随机插入到n条数据记录中，从而生成水印数据。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：
在生成每条水印记录时，判断生成规则是否能通过相关水印算法生成；
若生成规则能通过相关水印算法生成，则利用相关水印算法生成水印记录，并在该水印记录中添加相关指示信息；
若生成规则不能通过相关水印算法生成，则利用指定方式生成水印记录，并在该水印记录中添加相关指示信息，同时将该水印记录添加到水印数据库中。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，
在每条水印记录中，各字段的内容均符合相应字段属性要求。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
p的取值范围为1％-1‰。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，其特征在于，在对水印数据进行检测时，包括：
提取水印数据中的一条记录作为检测记录；
根据检测记录中的标识判断检测记录是否为水印记录；
若判断检测记录为水印记录，则进一步判断检测记录是否为合法水印记录；
若检测记录为合法的水印记录，则将统计值C加1；
判断统计值C是否大于预定门限t；
若统计值C大于预定门限t，则确定水印数据中包含的水印有效；
若统计值C不大于预定门限t，则选择水印数据中的下一条记录作为检测记录，然后执行根据检测记录中的标识判断检测记录是否为水印记录的步骤，直至水印数据中的全部记录被检测完为止。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，
判断检测记录是否为合法水印记录的步骤包括：
若检测记录是通过相关水印算法生成的，则判断检测记录中的相应字段是否符合相关水印算法要求；
如果检测记录中的相应字段符合相关水印算法要求，则判断检测记录为合法水印记录；
若检测记录不是通过相关水印算法生成的，则判断在水印数据库中是否能查询到该检测记录；
如果在水印数据库中能查询到该检测记录，则判断检测记录为合法水印记录。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，在对水印数据进行恢复操作时，包括：
读取水印数据中的每一条记录；
判断读取记录是否为水印记录；
若读取记录为水印记录，则丢弃该读取记录，以便从水印数据中提取出源数据。
8.一种大数据水印管理系统，其特征在于，包括统计模块、水印生成模块和记录插入模块，其中：
统计模块，用于统计源数据中包括的数据记录条数n；
水印生成模块，用于按照预定比例p生成m条水印记录，其中p＝m/n；
记录插入模块，用于将m条水印记录随机插入到n条数据记录中，从而生成水印数据。
9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，
水印生成模块具体在生成每条水印记录时，判断生成规则是否能通过相关水印算法生成；若生成规则能通过相关水印算法生成，则利用相关水印算法生成水印记录，并在该水印记录中添加相关指示信息；若生成规则不能通过相关水印算法生成，则利用指定方式生成水印记录，并在该水印记录中添加相关指示信息，同时将该水印记录添加到水印数据库中。
10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，
在每条水印记录中，各字段的内容均符合相应字段属性要求。
11.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，
p的取值范围为1％-1‰。
12.根据权利要求8-11中任一项所述的系统，其特征在于，还包括水印检测模块，其中：
水印检测模块，用于在对水印数据进行检测时，提取水印数据中的一条记录作为检测记录；根据检测记录中的标识判断检测记录是否为水印记录，若判断检测记录为水印记录，则进一步判断检测记录是否为合法水印记录，若检测记录为合法的水印记录，则将统计值C加1，判断统计值C是否大于预定门限t，若统计值C大于预定门限t，则确定水印数据中包含的水印有效；若统计值C不大于预定门限t，则选择水印数据中的下一条记录作为检测记录，然后执行根据检测记录中的标识判断检测记录是否为水印记录的步骤，直至水印数据中的全部记录被检测完为止。
13.根据权利要求12所述的系统，其特征在于，
水印检测模块具体在检测记录是通过相关水印算法生成时，判断检测记录中的相应字段是否符合相关水印算法要求，如果检测记录中的相应字段符合相关水印算法要求，则判断检测记录为合法水印记录；若检测记录不是通过相关水印算法生成时，判断在水印数据库中是否能查询到该检测记录，如果在水印数据库中能查询到该检测记录，则判断检测记录为合法水印记录。
14.根据权利要求13所述的系统，其特征在于，还包括数据恢复模块，其中：
数据恢复模块，用于在对水印数据进行恢复操作时，读取水印数据中的每一条记录，判断读取记录是否为水印记录，若读取记录为水印记录，则丢弃该读取记录，以便从水印数据中提取出源数据。
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