Pamukkale Univ Muh Bilim Derg. 2018; 24(5): 887-897 | DOI: 10.5505/pajes.2018.22120

A fragile zero watermarking schema to check integrity of relational databases based on discrete cosines transform

Yasin Þahin, Güzin Ulutaþ, Mustafa Bilgehan Ýmamoðlu
Department Of Computer Engineering, Karadeniz Technical University, Trabzon, Turkey

Nowadays rapid increase of the internet usage makes the data easily accessible.. On the other hands, this situation arises another problem like protection of the database integrity. In recent years, database integrity protection becomes more popular and number of the works in this field is increasing in each day. Most works which are related with relational databases hides watermark information, which is generated from the current database, into the same database. This situation causes the data corruptions, which may be tolerable, on the database itself. Proposed method applies zero database watermarking scheme by transferring watermark information as a side information. The method divides the database into groups as the first step and then Discrete Cosine Transform (DCT) is applied by the method on each group which is represented by a matrix. Computed DCT coefficients are labeled as zero or one according to their signs. After computing coefficients and labeling operations for each groups, the watermark information for whole database will be obtained by concatenating groups’ watermarks. Computed DCT coefficients will change if any modification has been occurred on the database and any attack could be detected at the group level. DCT is used by the method to obtain watermark information from the database at first time in the literature. Experimental results indicate that the proposed method can detect tampering on the database with finer accuracy compared to similar works.

Keywords: Digital watermarking, checking integrity of database, fragile zero watermarking, discrete cosines transform, distortion and attack detection

---

Ýliþkisel veritabanlarýnýn bütünlük kontrolü için ayrýk kosinüs dönüþümü tabanlý kýrýlgan sýfýr damgalama þemasý

Yasin Þahin, Güzin Ulutaþ, Mustafa Bilgehan Ýmamoðlu
Karadeniz Teknik Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Bilgisayar Mühendisliði, Trabzon

Günümüzde internet kullanýmýnýn hýzlý bir þekilde yaygýnlaþmasýyla bilgilere eriþim daha kolay bir hale gelmiþtir. Fakat bu durum veritabaný bütünlüðünün korunuyor olmasý gibi sorunlarý da ortaya çýkarmýþtýr. Son yýllarda veritabaný bütünlüðü önemini arttýran bir konu haline gelmiþtir ve bu alandaki çalýþmalar gittikçe artmaktadýr. Ýliþkisel veritabanlarý üzerinde yapýlan çalýþmalarýn çoðunda elde edilen damga bilgisi yine orijinal veritabanýnýn içinde tutulmaktadýr. Bu durum, veritabaný üzerinde tolere edilebilecek boyutta olsa da bozulmalara neden olmaktadýr. Önerilen yöntemde ise elde edilen damga bilgisi veritabanýndan baðýmsýz olarak gönderilerek sýfýr damgalama þemasý uygulanmýþtýr. Bu yöntemde öncelikle veritabaný gruplara ayrýlmaktadýr. Ardýndan her grup bir matris olarak ele alýnarak ayrýk kosinüs dönüþümü (AKD) katsayýlarý hesaplanmaktadýr. Hesaplanan AKD katsayýlarýn pozitif veya negatif olmasý durumuna göre 1 veya 0 olarak etiketlenir. Her grup için bu AKD katsayýlarýnýn hesaplanmasý ve etiketleme iþlemlerinin ardýndan grup damgalarý birleþtirilerek tüm veritabaný için damga bilgisi üretilmiþ elde edilmiþ olur. Veritabaný üzerindeki deðerlerde meydana gelecek herhangi bir deðiþiklik, hesaplanan AKD katsayýlarýný da deðiþtirecek ve yapýlan herhangi bir saldýrý grup seviyesinde algýlanabilecektir. Yapýlan çalýþmada kullanýlan AKD, iliþkisel veritabanlarýnýn damgalanmasýnda ilk defa kullanýlmýþtýr. Deneysel çalýþmalar sonucunda önerilen yöntemin, veritabanýndaki deðiþimleri benzer çalýþmalara göre daha hassas bir þekilde tespit edebildiði gözlemlenmiþtir.

Anahtar Kelimeler: Sayýsal damgalama, veritabaný bütünlük kontrolü, kýrýlgan sýfýr damgalama, ayrýk kosinüs dönüþümü, bozulma ve saldýrý algýlama

---