Προστασία δικαιωμάτων πνευματικής ιδιοκτησίας δεδομένων μέσω τεχνικών υδατοσήμανσης

Abstract

Η παρούσα διπλωματική εργασία μελετά την προστασία δικαιωμάτων πνευματικής ιδιοκτησίας δεδομένων με νομικά και τεχνολογικά μέσα, συνδυάζοντας βιβλιογραφική έρευνα, υλοποίηση και πειραματική μελέτη ενός δημοφιλούς αλγορίθμου υδατογράφησης δεδομένων. Η χρήση του διαδικτύου, οι τεχνολογίες Cloud, BigData, IoT και τα ψηφιακά μέσα κοινωνικής δικτύωσης οδήγησαν σε εκθετική αύξηση της ψηφιακής πληροφορίας. Η κοινή χρήση του λογισμικού, των δεδομένων και των ψηφιακών έργων θεωρείται σήμερα δεδομένη, παραβλέποντας πολλές φορές τα δικαιώματα της πνευματικής ιδιοκτησίας. Τα ψηφιακά έργα από τη φύση τους αναπαράγονται, τροποποιούνται και μεταδίδονται εύκολα ευνοώντας την πειρατεία η οποία συνιστά τροχοπέδη στη δημιουργικότητα και στην ανάπτυξη της ψηφιακής οικονομίας. Η νομοθεσία για την προστασία του δημιουργού και του κατασκευαστή μιας βάσης δεδομένων είναι συγκεκριμένη και αναγνωρίζει ως παραβίαση πνευματικής ιδιοκτησίας τη μη εξουσιοδοτημένη διανομή, αντιγραφή ή οικονομική εκμετάλλευση ψηφιακών έργων. Οι τεχνολογικές λύσεις στην προστασία του δημιουργού συλλογών δεδομένων, αξιοποιούν ιδέες κρυπτογραφίας, στεγανογραφίας και υδατογραφίας που αφορούν την κωδικοποίηση, την απόκρυψη και την ενσωμάτωση πληροφορίας αντίστοιχα. Η υδατογράφηση (watermarking) ειδικότερα, αφορά την τεχνική ενσωμάτωσης ψηφιακών αποτυπωμάτων (marks) για την προστασία των πνευματικών δικαιωμάτων αφού μπορεί να επιβεβαιώσει το δημιουργό, να επαληθεύσει την ακεραιότητα των δεδομένων και να ιχνηλατίσει ένα έργο, ταυτοποιώντας τον πειρατή μέσω του ενσωματωμένου αποτυπώματος στα αντίγραφα. Το πειραματικό μέρος της εργασίας, υλοποιεί έναν κλασικό αλγόριθμο υδατογράφησης με δυο παραλλαγές του, σχεδιάζει και εκτελεί πολλαπλά σενάρια επιθέσεων σε υδατογραφημένα σύνολα με στόχο να αξιολογήσει την ανθεκτικότητα της προσέγγισης δοκιμάζοντας συνδυασμούς παραμέτρων. Η προσέγγιση υλοποιεί ένα παραμετρικό πρόγραμμα που καλείται επαναληπτικά μέσα από δέσμες ενεργειών (scripts) για την αυτοματοποιημένη εκτέλεση πολλαπλών σεναρίων με διαφοροποιημένες τιμές παραμέτρων. Αυτή η αυτοματοποίηση βοήθησε στην εξαγωγή πολλών γραφημάτων με στόχο την εξαγωγή χρήσιμων συμπερασμάτων. Η εργασία συνοδεύεται από τον πηγαίο κώδικα Java του παραμετρικού προγράμματος, δέκα εκτελέσιμα σενάρια και γραφήματα από την εκτέλεση των πειραμάτων που έγιναν σε τρία διαφορετικά αριθμητικά σύνολα δεδομένων.

This thesis studies database copyright protection through legal and technological means, combining literature research, implementation and experimental study of a well known watermarking algorithm for data sets. The use of the Internet, Cloud technologies, BigData, IoT and digital social media have led to an exponential increase in digital information. The sharing of software, data and digital works is now taken for granted, often overlooking intellectual property rights. Digital works by their very nature are easily reproduced, modified and transmitted, favoring piracy which consists an obstacle for creativity and the development of the digital economy. The legislation to protect the creator and the constructor of a database is very detailed and recognizes the unauthorized distribution, copying or economic exploitation of digital works as an infringement of intellectual property. The technological solutions for the protection of the creator of data collections, utilize ideas of cryptography, steganography and watermarking which concern the coding, concealment and integration of information respectively. Watermarking in particular refers to the technique of embedding digital fingerprints (marks) for the protection of copyright since it can confirm the author, verify the integrity of the data and trace a work, identifying the pirate through the fingerprint embedded in the copies. The experimental part of the work implements a classical watermarking algorithm with two variations, designs and executes multiple attack scenarios on watermarked sets with the aim of evaluating the robustness of the approach by testing combinations of parameters. The approach implements a parametric program that is executed iteratively through scripts for the automated execution of numerous scenarios with differentiated parameter values. This automation helped to extract many graphs with aim to draw useful conclusions. The thesis is accompanied by the java source code of the parametric program, ten executable attack scenarios and the graphs from the execution of the experiments on three different numerical data sets.