CN111831983B - 基于脱敏数据的水印嵌入方法、水印读取方法及水印系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了基于脱敏数据的水印嵌入方法、水印读取方法及水印系统，基于脱敏数据的水印嵌入方法包括步骤：对数据进行排序，并设置数据列的顺序，记录数据的行、列的顺序；对数据的敏感字段进行脱敏处理，获得脱敏字段；将溯源信息进行加密编码，获得水印信息；在脱敏字段中通过预设规则嵌入水印信息；预设规则为：将脱敏字段的长度或脱敏字段在数据中所处的位置作为水印信息的载体。本发明的此技术方案可以有效的对数据进行溯源，且此加密方法相对不容易被发现，可以有效的保护敏感信息，追查泄露者，保护企业、个人的隐私权益。

Description

基于脱敏数据的水印嵌入方法、水印读取方法及水印系统
技术领域
本发明涉及数据安全技术领域，特别涉及一种基于脱敏数据的水印嵌入方法、水印读取方法及水印系统。
背景技术
在大数据时代，数据带来了巨大价值的同时,也带来了用户隐私保护方面的难题。敏感信息的泄露会给一些不法分子可乘之机，严重损害企业及个人的合法权利，如何在大数据开发应用的过程中保护用户隐私和防止敏感信息泄露成了为新的挑战。而中华人民共和国网络安全法对于数据的隐私保护要求也越发严格，数据的保护技术正成为各高校、企业的热门研究方向。
现有技术在敏感数据输出时，只有将敏感数据进行脱敏的方式来保护数据安全。现有数据脱敏方式，主要是随机值替换脱敏，字母变为随机字母，数字变为随机数字，特殊字符替换脱敏。还有一些数据变化的算法，力求数据中的敏感信息不会被使用者所掌握。从现有数据脱敏的应用来看，对于姓名，身份证号，手机号，住址等关键敏感ID信息，大量是采用特殊字符替换法。脱敏是根据安全等级设定不同的脱敏方案，许多脱敏后数据还是具备一定敏感性。
而由于数据具备可复制性，一旦出现问题，数据所有者需要自证清白，证明数据输出是从哪里泄露的。但是现有的脱敏的数据无法打水印，一旦数据传播失控后，无法证明数据泄露的源头在哪里，不利于数据的安全保护。
发明内容
本发明要解决的技术问题是如何提供一种可进行脱敏数据溯源的基于脱敏数据的水印嵌入方法、水印读取方法及水印系统。
为了解决上述技术问题，本发明的技术方案为：
一方面，本发明提出了一种基于脱敏数据的水印嵌入方法，包括步骤：
S10：对数据进行排序，并设置数据列的顺序，记录所述数据的行、列的顺序；
S20：对所述数据的敏感字段进行脱敏处理，获得脱敏字段；
S30：将溯源信息进行加密编码，获得水印信息；
S40：在所述脱敏字段中通过预设规则嵌入所述水印信息；所述预设规则为：将所述脱敏字段的长度或所述脱敏字段在所述数据中所处的位置作为所述水印信息的载体。
其中，步骤S30中，使用水印系统，将溯源信息通过系统登录者的信息进行加密编码，获得水印信息。
其中，步骤S30中，所述溯源信息包括水印时间信息及使用者标识信息。
其中，步骤S40中，通过ASCII码制来将长度或位置与所述水印信息进行对应。
步骤S40中，通过摩斯码制来将长度或位置与所述水印信息进行对应。
优选地，当所述数据具有多列时，不同列中的所述水印信息采用不同的编码规则进行加密编码。
优选地，当所述数据的行数大于所述水印信息所需行数的预设倍时，在所述数据中插入起始符，并在所述起始符之后插入重复循环的多个所述水印信息。
优选地，当所述数据具有多列时，将所述水印信息插入至不同列中，且不同列的数据中的所述水印信息的相互错开预设行的距离。
另一方面，本发明提出了一种基于脱敏数据的水印读取方法，包括步骤：
S1：通过数据的顺序记录对所述数据进行排序，并设置数据列的顺序；
S2：通过预设规则，读取数据中的脱敏字段的水印信息，所述预设规则为：将所述脱敏字段的长度或所述脱敏字段在所述数据中所处的位置作为所述水印信息的载体；
S3：对水印信息进行解码，获得溯源信息。
再一方面，本发明提出了一种基于脱敏数据的水印系统，包括水印嵌入模块及水印读取模块，其中，所述水印嵌入模块包括：
排序单元：对数据进行排序，并设置数据列的顺序，记录所述数据的行、列的顺序；
脱敏单元：对所述数据的敏感字段进行脱敏处理，获得脱敏字段；
加密单元：将溯源信息进行加密编码，获得水印信息；
嵌入单元：在所述脱敏字段中通过预设规则嵌入所述水印信息；所述预设规则为：将所述脱敏字段的长度或所述脱敏字段在所述数据中所处的位置作为所述水印信息的载体；
所述水印读取模块包括：
整理单元：通过数据的顺序记录对所述数据进行排序，并设置数据列的顺序；
读取单元：通过预设规则，读取数据中的脱敏字段的水印信息，所述预设规则为：将所述脱敏字段的长度或所述脱敏字段在所述数据中所处的位置作为所述水印信息的载体；
解码单元：对水印信息进行解码，获得溯源信息。
采用上述技术方案，由在脱敏字段中通过预设规则嵌入水印信息；将脱敏字段的长度或脱敏字段在数据中所处的位置作为水印信息的载体。在脱敏字段中进行水印插入，读取时，读取者通过对数据进行排序、水印信息的获得、水印解码步骤，将嵌入的溯源信息进行读取。本发明的此技术方案可以有效的对数据进行溯源，且此加密方法相对不容易被发现。在数据泄露、失去管控时，可以便于通过解码出的信息来确认数据的泄露源头。本发明技术方案可以有效的保护敏感信息，追查泄露者，保护企业、个人的隐私权益。
附图说明
图1为本发明基于脱敏数据的水印嵌入方法一实施例的流程图；
图2为本发明基于脱敏数据的水印读取方法一实施例的流程图；
图3为本发明基于脱敏数据的水印系统一实施例的水印嵌入模块原理图；
图4为本发明基于脱敏数据的水印系统一实施例的水印读取模块原理图。
图中：11-排序单元；12-脱敏单元；13-加密单元；14-嵌入单元；21-整理单元；22-读取单元；23-解码单元。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
本发明的技术方案为：一方面，本发明提出了一种基于脱敏数据的水印嵌入方法，包括步骤：
S10：登录水印系统；对数据进行排序，并设置数据列的顺序，记录数据的行、列的顺序；后期在对水印进行读取时，需根据数据的行、列顺序记录来复原数据顺序后才可以进行读取。
S20：对数据的敏感字段进行脱敏处理，获得脱敏字段；本实施例中通过给手机号码、身份证号码等的部分字段打上“*”号来实现脱敏工作。
S30：将溯源信息进行加密编码，获得水印信息；溯源信息包括水印时间信息及使用者标识信息。使用水印系统，将溯源信息通过系统登录者的信息进行加密编码，获得水印信息。
需要说明的是，对溯源信息进行加密的算法可以使用3DES加密算法、RSA加密算法、或者国密算法SM1～SM9等来实现。通过加密算法先对溯源信息进行一遍加密，可以增强水印数据的隐秘性，加密后显示的乱码信息使得水印不易被别人发现。
S40：在脱敏字段中通过预设规则嵌入水印信息；预设规则为：将脱敏字段的长度或脱敏字段在数据中所处的位置作为水印信息的载体。通过ASCII码制或摩斯码制来将长度或位置与水印信息进行对应。
具体地，当数据具有多列时，不同列中的水印信息采用不同的编码规则进行加密编码，例如A列用ASCII编码规则，B列用摩斯码规则，以避免数据删除列导致的数据丢失。
当数据的行数大于水印信息所需行数的预设倍时，在数据中插入起始符，并在起始符之后插入重复循环的多个水印信息。在一个数据行数远大于某个编码的水印信息时，可以在数据中不断重复水印信息，为确保在数据被部分删除后，仍然能找到完整的水印信息。起始符需不同于编码规则，例如在水印方案1中可以设定在原有脱敏4个*号基础上，6个星号为起始符。
另一方面，本发明提出了一种基于脱敏数据的水印读取方法，包括步骤：
S1：首先登录水印系统；通过数据的顺序记录对数据进行排序，并设置数据列的顺序；
S2：通过预设规则，读取数据中的脱敏字段的水印信息，预设规则为：将脱敏字段的长度或脱敏字段在数据中所处的位置作为水印信息的载体；
S3：对水印信息进行解码，利用登录者信息解密出水印信息和嵌入水印的时间，获得溯源信息。
采用上述技术方案，由在脱敏字段中通过预设规则嵌入水印信息；将脱敏字段的长度或脱敏字段在数据中所处的位置作为水印信息的载体。在脱敏字段中进行水印插入，读取时，读取者通过对数据进行排序、水印信息的获得、水印解码步骤，将嵌入的溯源信息进行读取。本发明的此技术方案可以有效的对数据进行溯源，且此加密方法相对不容易被发现。在数据泄露、失去管控时，可以便于通过解码出的信息来确认数据的泄露源头。本发明技术方案可以有效的保护敏感信息，追查泄露者，保护企业、个人的隐私权益。
例如，对于一组如下数据：
Figure BDA0002561707200000041
经过脱敏处理后，该组数据为：
Figure BDA0002561707200000042
在本发明第一实施例中，水印的预设规则为:在脱敏手机号修改4个*号的基础上，左边修改1位*或者右边加*，分别代表0或1，也可以用左边修改1位*代表1，而保持脱敏信息代表0。
使用该方法脱敏后的数据为：
Figure BDA0002561707200000051
在本发明的第二实施例中，水印的预设规则为：在脱敏手机号修改4个*号的基础上，左右各修改1位*，代表1，没有变化代表0。也可以6个*代表1，左侧修改一位*一共5个*代表0，或者右侧修改一位*共5个*代表0。
使用该方法脱敏后的数据为：
Figure BDA0002561707200000052
在本发明的第三实施例中，水印的预设规则为：利用脱敏时脱敏长度不变，脱敏起始位置变化来代表0或1。
使用该方法脱敏后的数据为：
Figure BDA0002561707200000053
本发明的水印方案再结合编码规格。形成编码例如与ASCII码结合，与ASCII码制对应，左侧加*表示0，右侧加*表示1。
再例如与摩斯码结合，与摩斯码制对应，左侧加*表示嘀，右侧加*表示嗒。
本发明的两个实施例都使用ASCII码制对应。通过ASCII码对应读取出时间信息、溯源信息等信息，通过该信息确认数据拥有者信息及水印时间，实现数据的溯源。
具体地，当数据具有多列时，将水印信息插入至不同列中，且不同列的数据中的水印信息的相互错开预设行的距离。
例如：手机号列采用水印方案1，没有变化为0，左侧修改一位*表示1。身份证号列，采用水印方案2，没有变化为0，左右各修改一位*表示1，且两列的信息相互错开一行的距离。
Figure BDA0002561707200000061
在手机号列，嵌入1100的数据。而身份证号数据冗余为1001，分别对应序号2、3、4、1行的手机号数据。在数据中的某一行被删除时，可以通过对照不同列之间的数据，检查核验出数据的缺失。
再一方面，本发明提出了一种基于脱敏数据的水印系统，包括水印嵌入模块及水印读取模块，其中，水印嵌入模块包括：
排序单元11：对数据进行排序，并设置数据列的顺序，记录数据的行、列的顺序；
脱敏单元12：对数据的敏感字段进行脱敏处理，获得脱敏字段；
加密单元13：将溯源信息进行加密编码，获得水印信息；
嵌入单元14：在脱敏字段中通过预设规则嵌入水印信息；预设规则为：将脱敏字段的长度或脱敏字段在数据中所处的位置作为水印信息的载体；
水印读取模块包括：
整理单元21：通过数据的顺序记录对数据进行排序，并设置数据列的顺序；
读取单元22：通过预设规则，读取数据中的脱敏字段的水印信息，预设规则为：将脱敏字段的长度或脱敏字段在数据中所处的位置作为水印信息的载体；
解码单元23：对水印信息进行解码，获得溯源信息。
使用者登录后通过该基于脱敏数据的水印系统的水印嵌入模块，将水印时间、标识信息等经加密后嵌入数据中。数据需要读取溯源信息时，通过水印读取模块进行水印读取、解码，获得水印时间、标识信息。本发明技术方案在数据泄露、失去管控时，可以便于通过解码出的信息来确认数据的泄露源头。能有效的保护敏感信息，追查泄露者，保护企业、个人的隐私权益。
以上结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但本发明不限于所描述的实施方式。对于本领域的技术人员而言，在不脱离本发明原理和精神的情况下，对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，仍落入本发明的保护范围内。

Claims (7)

1.一种基于脱敏数据的水印嵌入方法，其特征在于，包括步骤：
S11：对数据进行排序，并设置数据列的顺序，记录所述数据的行、列的顺序；
S12：对所述数据的敏感字段进行脱敏处理，获得脱敏字段；
S13：使用水印系统将溯源信息通过系统登录者的信息进行加密编码，获得水印信息；
S14：在所述脱敏字段中通过预设规则嵌入所述水印信息；所述预设规则为：将所述脱敏字段的长度或所述脱敏字段在所述数据中所处的位置作为所述水印信息的载体；具体的，嵌入水印信息时，当数据具有多列时，将水印信息插入至不同列中，且不同列的数据中的水印信息的相互错开预设行的距离，当数据的行数大于水印信息所需行数的预设倍时，在数据中插入起始符，并在起始符之后插入重复循环的多个水印信息，确保在数据被部分删除后，仍然能找到完整的水印信息。
2.根据权利要求1所述的基于脱敏数据的水印嵌入方法，其特征在于，步骤S13中，所述溯源信息包括水印时间信息及使用者标识信息。
3.根据权利要求1所述的基于脱敏数据的水印嵌入方法，其特征在于，步骤S14中，通过ASCII码制来将长度或位置与所述水印信息进行对应。
4.根据权利要求1所述的基于脱敏数据的水印嵌入方法，其特征在于，步骤S14中，通过摩斯码制来将长度或位置与所述水印信息进行对应。
5.根据权利要求1至3任一项所述的基于脱敏数据的水印嵌入方法，其特征在于，当所述数据具有多列时，不同列中的所述水印信息采用不同的编码规则进行加密编码。
6.一种如权利要求1所述的基于脱敏数据的水印嵌入方法的水印读取方法，其特征在于，包括步骤：
S21：通过数据的顺序记录对所述数据进行排序，并设置数据列的顺序；
S22：通过预设规则，读取数据中的脱敏字段的水印信息，所述预设规则为：将所述脱敏字段的长度或所述脱敏字段在所述数据中所处的位置作为所述水印信息的载体；
S23：对水印信息进行解码并通过系统登录者的信息进行解密，获得溯源信息。
7.一种如权利要求1所述的基于脱敏数据的水印嵌入方法的水印系统，其特征在于，包括水印嵌入模块及水印读取模块，其中，所述水印嵌入模块包括：
排序单元：对数据进行排序，并设置数据列的顺序，记录所述数据的行、列的顺序；
脱敏单元：对所述数据的敏感字段进行脱敏处理，获得脱敏字段；
加密单元：通过系统登录者的信息将溯源信息进行加密编码，获得水印信息；
嵌入单元：在所述脱敏字段中通过预设规则嵌入所述水印信息；所述预设规则为：将所述脱敏字段的长度或所述脱敏字段在所述数据中所处的位置作为所述水印信息的载体；
所述水印读取模块包括：
整理单元：通过数据的顺序记录对所述数据进行排序，并设置数据列的顺序；
读取单元：通过预设规则，读取数据中的脱敏字段的水印信息，所述预设规则为：将所述脱敏字段的长度或所述脱敏字段在所述数据中所处的位置作为所述水印信息的载体；具体的，嵌入水印信息时，当数据具有多列时，将水印信息插入至不同列中，且不同列的数据中的水印信息的相互错开预设行的距离，当数据的行数大于水印信息所需行数的预设倍时，在数据中插入起始符，并在起始符之后插入重复循环的多个水印信息，确保在数据被部分删除后，仍然能找到完整的水印信息；
解码单元：对水印信息进行解码并通过系统登录者的信息进行解密，获得溯源信息。
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