Watermarking services for medical database content security
Tatouage et sécurité de bases de données en santé
Résumé
With the evolution of information and communication technologies, data gathering and management into data warehouses or simple databases represent today economical and strategic concerns for both enterprises and public institutions. Remote access and storage pools are now a reality allowing different entities to cooperate and reduce expenses. In that context, data leaks, robbery as well as innocent or even hostile data degradation represent a real danger needing new protection solutions, more effective than the existing ones. The work conducted during this Ph.D. thesis aims at the integration of watermarking in the family of existing database protection tools, considering the healthcare framework as case of study. Watermarking is based in the imperceptible embedding of a message or watermark into a database, watermark which allows us, for instance, to determine its origin as well as identifying its last user or verifying its integrity. A major advantage of watermarking in relation to other mechanisms is the fact that it enables to access the data while keeping them protected. Nevertheless, it is necessary to ensure that introduced distortion do not perturb the interpretation of the information contained in the database. A first part of this work has focused on reversible and robust database watermarking. The reversibility property ensures the recovery of the original data once the embedded sequence has been extracted. As defined, it allows us to relieve the constraints of watermark imperceptibility as well as to perform an update of the mark. A second part of these research activities has dealt with the minimization of the semantic distortion produced by the watermark embedding process, even in the lossless case. Indeed, even in this latter case, there is an interest in minimizing the introduced distortion in order to keep the watermark into the database, ensuring thus a continuous protection. The solution we propose is based on an ontological modeling of the database semantics which represent the relationships between attributes that should be preserved. By doing so, our approach avoids the appearance of incoherent and unlikely values which could perturb the interpretation of the database as well as indicate the presence of a watermark to a potential attacker.
Avec l'évolution des technologies de l'information et des communications, l'accès à distance, la collecte et la gestion de données au sein d'entrepôts voire tout simplement de bases de données sont aujourd'hui l'enjeu d'intérêts économiques et stratégiques tant pour les entreprises que pour les institutions publiques. Dans un tel contexte, les fuites, le vol ou encore la dégradation volontaire ou non de l'information représentent un danger réel qui nécessite des méthodes de protection nouvelles et plus appropriées que l'offre actuelle, par ailleurs limitée. Les travaux réalisés dans cette thèse de doctorat ont pour objectif d'intégrer le tatouage ou "watermarking" à la famille d¿outils existantes pour la protection de bases de données, avec pour cas d'étude le domaine de la santé. Dans son principe, le tatouage consiste à insérer un message ou une marque de façon imperceptible dans une base de manière à pouvoir, par exemple, déterminer son origine, connaître le dernier utilisateur à y avoir accédé ou vérifier son intégrité. Un avantage majeur du tatouage par rapport aux autres outils est qu'il laisse l'accès à l'information tout en la gardant protégée. Cependant, il faut s¿assurer que la distorsion introduite par le tatouage ne perturbe pas l'interprétation de l'information dans la base. Une première partie de ces travaux a porté sur le tatouage réversible et robuste de bases de données. La propriété de réversibilité garantit la récupération des données originales après avoir retiré la marque insérée. Cette propriété permet de relâcher les contraintes d'imperceptibilité et aussi d'autoriser la mise à jour de la marque. Une deuxième partie de ces activités de recherche a focalisé sur la minimisation de la distorsion liée à l'insertion de la marque, y compris dans le cas réversible. L'objectif est de pouvoir garder la marque dans la base et assurer ainsi une protection continue de celle-ci. La solution proposée s'appuie sur une modélisation ontologique de la sémantique de la base qui traduit les relations clé à préserver entre les valeurs des attributs. Ainsi guidée, notre approche évite l¿apparition de valeurs incohérentes ou improbables qui pourraient perturber l'interprétation de la base comme faciliter l'attaque de la marque.
Origine : Fichiers produits par l'(les) auteur(s)
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