數(shù)據(jù)起源過(guò)濾機(jī)制的研究與評(píng)估.pdf

1、隨著社會(huì)信息化水平的不斷提升，各類軟件信息系統(tǒng)不斷采集或產(chǎn)生大量數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)在不同應(yīng)用系統(tǒng)之間、不同組織之間共享和融合。作為描述數(shù)據(jù)的元數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)起源能夠記錄數(shù)據(jù)對(duì)象從產(chǎn)生到消亡整個(gè)生命周期內(nèi)的演化過(guò)程，經(jīng)常呈現(xiàn)為由起源元素、直接和間接依賴關(guān)系構(gòu)成的起源圖。起源可用于數(shù)據(jù)可信度提升、加工過(guò)程反推演、錯(cuò)誤原因和責(zé)任人追溯等等。在大型起源感知系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)的演化過(guò)程復(fù)雜，伴隨數(shù)據(jù)發(fā)布的起源可能存在敏感信息。在不同系統(tǒng)和組織之間共享起

2、源時(shí)需要保障其機(jī)密性。起源過(guò)濾是通過(guò)改造起源圖以保證其安全的新技術(shù)。
　　現(xiàn)有起源過(guò)濾機(jī)制存在不能過(guò)濾間接依賴關(guān)系、過(guò)濾對(duì)象覆蓋不全面、缺乏科學(xué)的評(píng)估模型、不能兼顧起源過(guò)濾多目標(biāo)要求尤其是語(yǔ)義可用性不高等問(wèn)題。為克服上述不足，論文提出了多目標(biāo)起源過(guò)濾框架、起源語(yǔ)義可用性修復(fù)機(jī)制和面向復(fù)雜需求的起源過(guò)濾機(jī)制。
　　首先，論文提出了一個(gè)多目標(biāo)起源過(guò)濾框架（MOPSA），作為開(kāi)展起源過(guò)濾機(jī)制研究的基礎(chǔ)理論框架。該框架闡釋了機(jī)密性、

3、語(yǔ)法有效性、語(yǔ)義可用性等典型過(guò)濾目標(biāo)要求，歸納了起源過(guò)濾機(jī)制應(yīng)遵循的過(guò)濾約束，區(qū)分了敏感的起源元素、直接依賴關(guān)系、間接依賴關(guān)系等過(guò)濾需求，形式化了匿名、刪除、抽象、修復(fù)等四類典型的過(guò)濾操作，為制定過(guò)濾策略提供了參考。此外，該框架還提出了起源過(guò)濾評(píng)估模型，通過(guò)計(jì)算節(jié)點(diǎn)、邊、連通路徑的保留率定量地評(píng)估起源語(yǔ)義可用性。該模型定義了起源過(guò)濾報(bào)告需包含的必要指標(biāo)，使得起源所有者能夠準(zhǔn)確地把握起源過(guò)濾機(jī)制對(duì)需求的滿足程度。
　　其次，論文基于

4、MOPSA框架設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了起源語(yǔ)義可用性修復(fù)機(jī)制，解決了語(yǔ)義可用性較低的問(wèn)題。該機(jī)制定義了針對(duì)三類起源元素和七類依賴關(guān)系的過(guò)濾和修復(fù)規(guī)則。其中，過(guò)濾規(guī)則能夠?qū)崿F(xiàn)所聲明的起源過(guò)濾需求，滿足機(jī)密性要求；修復(fù)規(guī)則遵循起源依賴關(guān)系的性質(zhì)，能夠在滿足語(yǔ)法有效性的基礎(chǔ)上提高語(yǔ)義可用性。起源語(yǔ)義可用性修復(fù)機(jī)制依據(jù)過(guò)濾對(duì)象的類型及其在起源圖中的上下文，選擇并應(yīng)用合適的規(guī)則、以邊過(guò)濾邊修復(fù)的方式實(shí)現(xiàn)過(guò)濾需求。由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析結(jié)果得知，相比于現(xiàn)有典型起源過(guò)濾

5、機(jī)制，該機(jī)制在滿足機(jī)密性和語(yǔ)法有效性的基礎(chǔ)上將語(yǔ)義可用性提高了至少18％。
　　最后，論文基于MOPSA框架設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了面向復(fù)雜需求的起源過(guò)濾機(jī)制，在兼顧多目標(biāo)要求的同時(shí)解決了過(guò)濾對(duì)象覆蓋不全面的問(wèn)題。首先，設(shè)計(jì)了針對(duì)間接依賴關(guān)系的過(guò)濾機(jī)制，包含具體的過(guò)濾規(guī)則和修復(fù)規(guī)則。其中，過(guò)濾規(guī)則基于最小代價(jià)決策法，通過(guò)貪婪算法篩選出代價(jià)最小的方法對(duì)敏感間接依賴關(guān)系對(duì)應(yīng)的連通路徑集進(jìn)行過(guò)濾；修復(fù)規(guī)則實(shí)現(xiàn)了對(duì)連通性受損的其他所有路徑的修復(fù)。其次