FUNDAMENTALS OF RELATIONAL DATA WATERMARKING

Il corso introduce gli elementi base della filigrana digitale. Si concentra principalmente su schemi creati per la protezione di basi di dati relazionali, sebbene presenti esempi di come le filigrane possano essere applicate ad altri tipi di beni digitali. I temi di protezione trattati includono la protezione della proprietà, il rilevamento di manomissioni e il tracciamento dei traditori.
Questo corso offre agli studenti uno strumento prezioso per analizzare diversi scenari e determinare i metodi di protezione più convenienti al di fuori degli approcci di sicurezza tradizionali. Inoltre, data la natura delle principali minacce presentate in un determinato scenario, gli studenti saranno in grado di progettare una tecnica che dia priorità ad alcuni requisiti rispetto ad altri, per contrastare attacchi volti a danneggiare la qualità dei dati o a compromettere il diritto d’autore degli asset digitali.

Al termine del corso, lo studente dovrebbe essere in grado di comprendere i concetti principali associati agli schemi di watermarking. Inoltre, dovrebbe comprendere il modello di sicurezza associato a diversi scenari per progettare uno schema adattato all'ambiente dato.
In particolare, lo studente dovrebbe sapere:
1. Come configurare l'ambiente di sviluppo ed esecuzione di uno schema di watermarking per basi di dati relazionali.
2. Come garantire la protezione dei dati, anche al di fuori dell'ambiente controllato di distribuzione dei dati.
3. Come progettare e implementare uno schema di watermarking per database relazionali contenenti diversi attributi e considerando diverse minacce e sfide.
4. Come garantire la preservazione dell'usabilità dei dati, in particolare in termini di semantica e statistiche.

I principali prerequisiti del corso sono:
- padroneggiare sufficientemente la lingua inglese per comprendere i contenuti del corso e comunicare con i compagni di classe e il professore.
- conoscere le basi della teoria degli insiemi, dell'algebra lineare e della logica matematica, così come le basi per la progettazione e la programmazione di algoritmi.
Sebbene una comprensione di base della teoria delle basi di dati relazionali sia auspicabile, non è un requisito obbligatorio, poiché nel corso è inclusa una breve introduzione alle basi di dati relazionali.

Lezione 1: Introduzione alla filigrana digitale
Lezione 2: Tecniche di filigrana robuste e fragili
Lezione 3 (laboratorio 1): Protezione basata sul tipo di risorsa digitale
Lezione 4: I dati relazionali. Tipi di portatori
Lezione 5 (laboratorio 2): Gestione di basi di dati relazionali
Lezione 6: Architettura di base per la filigrana
Lezione 7 (laboratorio 3): Impostazione dell'ambiente di sviluppo
Lezione 8: Algoritmo Agrawal & Kiernan (AHK)
Lezione 9 (laboratorio 4): Sviluppo di uno schema di filigrana semplice
Lezione 10: Proprietà e requisiti della filigrana
Lezione 11 (laboratorio 5): Implementazione delle proprietà della filigrana
Lezione 12: Degrado naturale della filigrana
Lezione 13 (laboratorio 6): Implementazione della filigrana incrementale
Lezione 14: Il modello avversario
Lezione 15 (laboratorio 7): Simulazione di attacchi di primo grado
Lezione 16: Sincronizzazione basata su Virtual Primary Key (VPK)
Lezione 17 (laboratorio 8): Implementazione e valutazione di schemi VPK
Lezione 18: Selezione pseudo-casuale e voto a maggioranza
Lezione 19 (laboratorio 9): Implementazione della selezione sequenziale, della selezione pseudo-casuale e del voto a maggioranza.
Lezione 20: Gestione della capacità
Lezione 21 (laboratorio 10): Implementazione di un caso di studio pratico per aumentare la capacità
Lezione 22: Gestione della distorsione
Lezione 23 (laboratorio 11): Implementazione di un caso di studio pratico per ridurre la distorsione
Lezione 24: Robustezza vs. sicurezza
Lezione 25: False rivendicazioni di proprietà
Lezione 26 (laboratorio 12): Aggiunta di resilienza alle false rivendicazioni di proprietà
Lezione 27: Attacchi di forza bruta
Lezione 28 (laboratorio 13): Implementazione di un caso di studio pratico per affrontare gli attacchi di forza bruta
Lezione 29: Approcci avanzati
Lezione 30: Argomenti avanzati e interdisciplinari

- Cox, I., Miller, M., Bloom, J., Fridrich, J. and Kalker, T., 2007. Digital watermarking and steganography. Second Ed. Morgan kaufmann.
- Stefan K. and Fabien A. P., 2000. Information Hiding Techniques for Steganography and Digital Watermarking (1st. ed.). Artech House, Inc., USA.
- C.J. Date. 2003. An Introduction to Database Systems (8th. ed.). Addison-Wesley Longman Publishing Co., Inc., USA.

Presentazione di un manoscritto (proposta di articolo) che affronta i dettagli di una tecnica di watermarking progettata dallo studente. L'approccio deve essere originale e focalizzato su uno dei temi discussi durante il corso. Lo studente deve chiarire i contributi della proposta rispetto alle altre tecniche descritte nella sezione dei lavori correlati.

scritto e orale

Lezioni frontali, esercitazioni pratiche e laboratori.
Gli studenti avranno l'opportunità di consolidare i nuovi contenuti attraverso la pratica.
Inoltre, le attività di gruppo aiuteranno gli studenti a consolidare i loro ruoli in classe, fornire critiche costruttive sul loro lavoro e migliorarne la qualità.

Alcune lezioni conterranno argomenti per la progettazione e l'implementazione di un sistema di watermarking al fine di illustrare e consolidare i contenuti insegnati. Queste attività hanno l'obiettivo di costruire un sistema con architettura client/server attraverso iterazioni che possano aiutare a comprendere i concetti. Il sistema ottenuto alla fine potrà essere utilizzato dagli studenti come base per l'implementazione finale della loro proposta.