BÀI TẬP LỚN MÔN HỌC KĨ THUẬT GIẤU TIN Đề tài: BIẾN THỂ CỦA THUẬT TOÁN ẨN MÃ LSB ĐỂ GIẤU THÔNG TIN TRONG ẢNH RGB

HỌC VIỆN KỸ THUẬT MẬT MÃ KHOA AN TỒN THƠNG TIN BÀI TẬP LỚN MÔN HỌC KĨ THUẬT GIẤU TIN Đề tài: BIẾN THỂ CỦA THUẬT TOÁN ẨN MÃ LSB ĐỂ GIẤU THÔNG TIN TRONG ẢNH RGB Sinh viên thực hiện: NGUYỄN VĂN THÀNH AT150452 HÀ VĂN THIỆU AT150255 PHÙNG VĂN THÀNH AT150451 NGUYỄN TIẾN SỸ AT131044 NGUYỄN TIẾN DŨNG AT140108 Nhóm 12 Giảng viên hướng dẫn: ThS HỒNG THU PHƯƠNG Hà Nội, 02-2022 TÓM LƯỢC Kĩ thuật giấu tin lên kỹ thuật bật để truyền đạt thơng tin bí mật định dạng đa phương tiện thích hợp Trong kĩ thuật ẩn mã hình ảnh, phương pháp thay bit quan trọng (LSB) phổ biến dễ bị cơng bảo mật Kể từ đây, ln ln cấp thiết để làm cho kỹ thuật ẩn mã mạnh mẽ an tồn Bài báo trình bày cách tiếp cận để ẩn thông điệp văn ảnh đỏ-lục-lam (RGB) dựa kỹ thuật LSB Không giống kỹ thuật LSB tiêu chuẩn, nơi bit thông báo nhúng trực tiếp vào vị trí LSB, thuật tốn đề xuất chúng tơi mã hóa bit thơng báo trước nhúng vào vị trí LSB Q trình nhúng mã hóa thực sở hầu hết giá trị bit quan trọng (MSB) RGB khái niệm tỷ lệ chẵn lẻ điểm ảnh tương ứng Mục tiêu phương pháp trình bày để cải thiện độ mạnh chất lượng hình ảnh stego-image.Hiệu suất chất lượng hình ảnh stego đo bình phương sai số trung bình (MSE),tỷ lệ tín hiệu nhiễu đỉnh (PSNR), đo độ tương đồng cấu trúc (SSIM), tỷ lệ bit (BR),và phân tích biểu đồ Kết thực nghiệm nghiên cứu so sánh tiết lộ kỹ thuật đề xuất che giấu thơng điệp cách hiệu quả, với khác biệt ảnh phủ ảnh stego Kết cho thấy cách tiếp cận đề xuất nhúng lượng thơng tin hợp lý Từ khóa:Kĩ thuật ẩnn mã ảnh số, LSB, MSB, tính chẵn lẻ, ảnh RGB MỤC LỤC TÓM LƯỢC ii DANH MỤC HÌNH ẢNH i DANH MỤC BẢNG ii CHƯƠNG GIỚI THIỆU CHƯƠNG CÁC CƠNG TRÌNH LIÊN QUAN CHƯƠNG LÝ THUYẾT LIÊN QUAN 3.1 Thuật toán LSB cổ điển 3.2 Khái niệm chẵn lẻ .6 CHƯƠNG PHƯƠNG PHÁP LUẬN ĐƯỢC ĐỀ XUẤT 4.1 Mô tả model 4.2 Giải thích q trình mã hóa giải mã .8 4.2.1 Các bước mã hóa 10 4.2.2 Các bước giải mã 11 CHƯƠNG KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 13 5.1 Cài đặt thử nghiệm đánh giá chất lượng ảnh .13 5.2 So sánh với phương pháp tốt .16 CHƯƠNG KẾT LUẬN .18 TÀI LIỆU THAM KHẢO 19 DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 3.1 Ví dụ nhúng 0/1 vào chuỗi nhị phân Hình 3.2 Kĩ thuật LSB .5 Hình 4.1 Cấu trúc tổng thể phương pháp (a) Quá trình mã hóa (b) Q trình giải mã Hình 4.2 Thủ tục lấy giá trị chẵn lẻ Hình 4.3 Các bước chọn kênh màu Hình 4.4 Quá trình mã hóa Hình 4.5 Quá trình giải mã 10 Hình 5.1 Ảnh phủ ảnh stego Lena: (a) Ảnh phủ biểu đồ RGB (b) Ảnh Stego biểu đồ RGB .16 DANH MỤC BẢNG Bảng Bảng Bảng Bảng Bảng Bảng Ví dụ khái niệm chẵn lẻ Hoạt động nhúng bit thông điệp vào kênh 10 Nhúng thông điệp sử dụng trình mã hóa 11 Giải nén thông điệp cách giải mã 12 Kết đánh giá hiệu thuật toán 15 So sánh phương pháp với phương pháp khác 16 CHƯƠNG GIỚI THIỆU Lĩnh vực nghiên cứu che giấu thông tin thu hút nhiều nhà nghiên cứu việc làm kỹ thuật đáng tin cậy để đảm bảo bảo vệ nội dung kỹ thuật số khỏi nhiều công bảo mật, đặc biệt miền trực tuyến Những kỹ thuật thấy lịch sử bao gồm mật mã, thủy vân ẩn mã [1-2] Một cách tiếp cận phổ biến kĩ thuật ẩn mã - nghệ thuật khoa học che giấu thông tin cách nhúng tin nhắn phương tiện phủ tệp văn bản, hình ảnh, âm video [3] Ví dụ, kỹ thuật ẩn mã hình ảnh, phương tiện phủ hình ảnh, theo thơng tin nhúng cách thay đổi số thành phần khơng cần thiết hình ảnh Thơng thường, kĩ thuật ẩn mã hình ảnh, có hai phương pháp thuật toán ẩn mã miền biến đổi miền khơng gian Ẩn mã miền biến đổi hình ảnh bao gồm thực hàng loạt thay đổi ảnh phủ trước ẩn thông tin Biến đổi cosin rời rạc (DCT), biến đổi fourier (FT) biến đổi wavelet rời rạc (DWT) số kỹ thuật sử dụng cho mục đích [4] Mặt khác,ẩn mã miền khơng gian hình ảnh thường sử dụng kỹ thuật thay trực tiếp bit quan trọng (LSB) - mã hóa mức LSB [5] Kỹ thuật ẩn mã hình ảnh LSB cách tiếp cận phổ biến tính khơng bị phát tốt khả chịu tải [6] Mặc dù đơn giản, LSB truyền thống dễ bị khai thác xác suất phát mật báo cao Do đó, loạt phương pháp đề xuất dựa kỹ thuật thay LSB Hầu hết cách tiếp cận có cố gắng chọn vùng luồng bit ảnh phủ nhúng thông báo,cái mà thường mã hóa dựa mật mã hàm tốn học khác,với khóa bí mật sử dụng để giải mã thông điệp [78] Mặc dù hiệu suất phương pháp tốt so với phương pháp thay LSB, trình trao đổi khóa bí mật thách thức hiệu tổng thể, thường phương pháp không khai thác triệt để Chúng đề xuất phiên sửa đổi kĩ thuật LSB mà làm tăng khả nhận biết tính mạnh mẽ kỹ thuật ẩn mã hình ảnh LSB Thay lưu trữ bit thơng điệp trực tiếp vị trí LSB, bit thơng điệp mã hóa đặt vào kênh điểm ảnh RGB Việc lựa chọn kênh cụ thể thực sở bit MSB điểm ảnh RGB đó, giá trị chẵn lẻ kênh chọn làm sai lệch q trình mã hóa bit thơng điệp Mặc dù thuật tốn đề xuất áp dụng cho khơng định dạng hình ảnh BMP, GIF, PNG TIF, tập trung vào định dạng ảnh màu TIF 24-bit cho mục đích thí nghiệm Phần lại báo xếp sau: Phần mô tả công việc thực ẩn mã, đặc biệt ẩn mã hình ảnh RGB, Phần trình bày lý thuyết liên quan - thuật toán LSB cổ điển khái niệm chẵn lẻ - cần thiết cho nghiên cứu Các mơ tả mơ hình đề xuất quy trình mã hóa giải mã trình bày Phần Trong Phần 5, kết thí nghiệm thảo luận đưa Cuối cùng, Phần bao gồm kết luận nghiên cứu tương lai  CHƯƠNG CÁC CƠNG TRÌNH LIÊN QUAN Gần đây, phổ biến phương pháp LSB thu hút nhiều nhà nghiên cứu sửa đổi kết hợp kỹ thuật LSB tiêu chuẩn kỹ thuật ẩn mã hình ảnh Một số khảo sát kỹ thuật ẩn mã hình ảnh nêu bật cách tiếp cận khác [4-9] Saha, et al.,[10] đề xuất lược đồ để ẩn thơng điệp hình ảnh 24 bit bitmap, nơi giá trị điểm ảnh có nhiểu sửa đổi điểm ảnh tính tốn để ẩn thông tin.Ta quan sát thấy hiệu phương pháp tiếp cận đánh giá cao số lượng điểm ảnh đủ điều kiện, với số lượng điểm ảnh đủ điều kiện vừa phải tạo kết tốt Mặt khác, Islam [11] sử dụng ảnh bitmap 24 bit để nhúng thông điệp cách sử dụng trình tạo luồng khái niệm chẵn lẻ Một luồng xây dựng cách tổng hợp LSB byte điểm ảnh sau giá trị chẵn lẻ điểm ảnh định cách nhúng thông báo Khái niệm hiệu quả, khả nhúng thấp Akhtar, et al., [12] sử dụng chiến lược đảo ngược bit theo cách cho số lượng LSB điểm ảnh bị thay đổi Chiến lược nâng cao đáng kể khả nhận yêu cầu thêm nhớ để ghi lại lần đảo ngược Jung Yoo [13] đề xuất kết hợp phép nội suy thay LSB cho liệu ẩn Phương pháp nội suy, xử lý trước ảnh phủ để có dung lượng chất lượng tốt hơn, chia tỷ lệ lên xuống ảnh phủ, đó, phương pháp thay LSB áp dụng để nhúng Dữ liệu bí mật lấy từ hình ảnh stego mà không cần thêm thông tin Juneja Sandhu [14] đề xuất kỹ thuật phát cạnh Điểm ảnh cạnh ảnh phủ phát lọc phát cạnh nâng cao thông báo nhúng vào LSB điểm ảnh sử dụng số giả ngẫu nhiên Tương tự vậy, Jain, et al., [15] sử dụng kỹ thuật phát cạnh để nhúng tin nhắn vào ảnh phủ Chakraborty, et al., [16] phát minh công cụ dự đốn cạnh có tên Trình phát cạnh trung bình sửa đổi (MMED) với chiến lược thích ứng để chọn phần cạnh ảnh phủ Sau đó,khối nhị phân nhúng vào vùng cạnh ảnh phủ Kết cho thấy khả nhúng tốt hơn.Wu, et al., [17] đề xuất lược đồ sử dụng phương pháp thay LSB phương pháp phân biệt giá trị điểm ảnh Phương pháp nhúng nhiều liệu bí mật vào khu vực cạnh khu vực mịn ảnh phủ Ở khu vực trước sử dụng thay LSB khu vực sau sử dụng phương pháp giá trị điểm ảnh tương ứng Tyagi, et al., [18] mở rộng cách tiếp cận khác biệt giá trị điểm ảnh với tổng giá trị điểm ảnh hai điểm ảnh liên tiếp xử lý để ẩn liệu bí mật Tuy nhiên, Mandal Das [19] sử dụng phương pháp khác giá trị điểm ảnh để nhúng thơng điệp bí mật vào thành phần điểm ảnh ảnh màu Một phương pháp khác đề xuất Das Tuithung [20] sử dụng mã hóa Huffman cho việc nhúng thơng điệp Mã hóa Huffman thực thơng điệp bí mật trước nhúng LSB cường độ điểm ảnh ảnh phủ Cùng thời điểm, luồng bit mã hóa Huffman bảng Huffman nhúng vào ảnh phủ cho sở độc lập stego-image Sun [1] lựa chọn bảng Huffman mã hóa Huffman để nhúng liệu bí mật vào cạnh ảnh phủ Đồng thời, kỹ thuật hiệu chỉnh gọi hiệu chỉnh 2^k giới thiệu để giảm thiểu khác biệt stego hình ảnh bìa Nhiều nhà nghiên cứu mở rộng mối quan tâm đến việc nhúng thông điệp không vị trí LSB mà cịn vị trí LSB cao hơn, thường gọi phương pháp thay K-bit LSB Parvez Gutub [21] đề xuất giá trị cường độ RGB điểm ảnh Trong cách tiếp cận họ, thành phần màu thấp chứa nhiều bit thành phần màu cao hơn,với nhiều thay bit LSB xảy thành phần màu thấp Phương pháp thay K-bit ẩn mã hình ảnh tìm Liao, et al al., [22] Nag, et al., [23] bit LSB ảnh phủ thay Mặc dù nhúng liệu lớp LSB cao dễ bị công so với liệu nhúng lớp thấp hơn, điều làm tăng độ méo hình ảnh stego-image Để giảm thiểu điều này, phương pháp LSB thích hợp tối ưu sử dụng số tài liệu bao gồm [24-26] CHƯƠNG LÝ THUYẾT LIÊN QUAN 3.1 Thuật toán LSB cổ điển Trong kỹ thuật này, bit thông báo nhúng trực tiếp vào LSB ảnh phủ theo trình tự xác định Việc sửa đổi không gây tác động đến nhận thức người biên độ thay đổi nhỏ Về điều kiện ảnh RGB 24-bit, điểm ảnh lấy từ ba màu bản: đỏ, lục lam, màu biểu diễn bit Người ta lưu trữ bit pixel cách thay đổi chút thành phần màu đỏ, lục lam Ví dụ: bên hình ảnh 24-bit, chúng tơi có ba pixel liền kề (9 byte), thể Hình (a) Giả sử, muốn ẩn ký tự ‘a’ (mã ASCII ‘a’ 97, 01100001 hệ nhị phân) Xếp chồng bit theo thứ tự LSB byte trên, nhận kết Hình 1(b), (trong bit in đậm gạch chân biểu thị thay đổi) Bằng cách này, bit thơng báo nhúng ảnh phủ tạo hình ảnh stego mà từ bit thơng điệp trích xuất Hình 2, mơ tả quy trình tổng thể kĩ thuật LSB Hình 3.1 Ví dụ nhúng 0/1 vào chuỗi nhị phân a) b) Hình 4.3 Cấu trúc tổng thể phương pháp (a) Quá trình mã hóa (b) Q trình giải mã 4.2 Giải thích q trình mã hóa giải mã Đoạn mã giả sau mô tả cách mà thông điệp mã hóa ảnh bìa giải mã từ ảnh stego Chúng tơi đề xét kí hiệu sử dụng q trình mã hóa giải mã chúng tôi: M:thông điệp dài n-bit Mi: thông điệp dài 1-bit Ic: ảnh bìa :Khối pixel 8-bit từ ảnh bìa (kênh đỏ) [j] bit thứ j khối :Khối pixel 8-bit từ ảnh bìa (kênh xanh lá) [j] bit thư j khối :Khối pixel 8-bit từ ảnh bìa (kênh xanh dương) [j] bit thư j khối Is: ảnh stego :Khối pixel 8-bit từ ảnh stego (kênh đỏ) [j] bit thư j khối :Khối pixel 8-bit từ ảnh stego (kênh xanh lá) [j] bit thư j khối :Khối pixel 8-bit từ ảnh stego (kênh xanh dương) [j] bit thư j khối Hình 4.4 Thủ tục lấy giá trị chẵn lẻ Hình 4.5 Các bước chọn kênh màu Hình 4.6 Q trình mã hóa Hình 4.7 Quá trình giải mã 4.2.1 Các bước mã hóa Để nhúng thơng điệp vào ảnh bìa,Hình 6, cho thấy q trình mã hóa với thủ tục mơ tả Hình 4, Hình Theo thuật tốn, Để ẩn bit thơng điệp Mi đến pixel cụ thể ảnh bìa Pi(=Pir or Pig or Pib) Ic, MSB kênh Pir, Pig, Pib thu thập thực hoạt động modunlo Giá trị mod tạo giá trị giá trị 0, 1, ứng với kênh màu tương ứng đỏ, xanh xanh dương Bằng cách này, kênh riêng biệt chọn để nhúng Sau đó, giá trị chẵn lẻ kênh màu chọn Pix (= Pir or Pig or Pib) so sanh với bit thông điệp Mi Điều quan trọng cho biết bit thơng điệp mã hóa kênh Chẳng hạn, giá trị chẵn lẻ Pix chẵn(p =1) bit thông điệp 1, bit LSB kênh không bị thay đổi, trường hợp bit thông điệp 0, LSB đơn lẻ kênh Pix chuyển đổi Tất hoạt động mã hóa khả thi mơ tả Bảng Bảng Hoạt động nhúng bit thông điệp vào kênh Trường hợp Chẵn lẻ kênh Bit thông điệp Hoạt động LSB kênh Chẵn(1) Chẵn(1) Lẻ(0) Lẻ(0) Không Chuyển đổi bit Chuyển đổi bit Khơng 1 Để minh họa q trình mã hóa, chúng tơi lấy bit thơng điệp 1100 bốn pixel ảnh bìa, với pixel chứa đựng kênh R, G B Với bit thông điệp nhúng vào kênh pixel MSB ba kênh 101(hệ nhị phân) = 5(hệ thập phân) sau thực phép tính mod kết Lưu ý phép mod cho biết số lượng kênh Vì vậy, theo thuật tốn, kênh xanh dương chọn để nhúng thơng điệp Bây giờ, kênh xanh dương có số lẻ 1, nên giá trị chẵn lẻ kênh Vì giá trị chẵn lẻ khác so với bit thơng điệp Vị trí LSB kênh xanh 10 dương chuyển đổi cho biết thông điệp nhúng Và bit thông điệp nhúng thành cơng Tương tự với bit cịn lại thơng điệp nhúng pixel cịn lại Bảng mơ tả q trình Nó quan sát có hai LSB pixel thay đổi để nhúng bit thông điệp Bảng Nhúng thơng điệp sử dụng q trình mã hóa Pixel Kênh Giá trị kênh MSB dạng nhị phân ba kênh Kênh chọn(MSB mod 3) R 1001010 101 = G 00011100 B 11001110 R 11110000 G 10001111 B 01001110 R 01001010 G 10001101 B 00110000 R 00001111 G 00001101 B 10000000 Bit thông điệp 2B Giá trị chẵn lẻ kênh chọn 110 = 0R 1 010 = 2B 001 = 1G 0 Giá trị kênh dạng nhị phân( ảnh stego) 1000101 0001110 1100111 1111000 1000111 0100111 0100101 1000110 0011000 0000111 0000110 1000000 4.2.2 Các bước giải mã Q trình giải mã bắt đầu với thuật tốn giải mã chuẩn bị Hình thủ tục thêm vào Hình 4 Hình Để giải nén bit thơng điệp bí mật Mi từ pixel ảnh stego Pi′=(Pir′, Pig′, Pib′) Is Cụ thể kênh 11 Pix′ (từ MSB Pir′, Pig′, Pib′) chọn phép tính mơ-đun bit với Kênh chọn chứa thông điệp mong muốn, nhận từ giá trị chẵn lẻ kênh Khi chẵn(P=1) giá trị chẵn lẻ Pix′ cho thấy bit thơng điệp 1, cịn lẻ (P = 0) giá trị chẵn lẻ Pix′ bit thông điệp Quá trình lặp lại tất bit thông điệp giải nén Cho thấy thông điệp giải nến giống với thơng điệp nhúng Giải thích cho q trình giải mã với ví dụ, chúng tơi lấy pixel ảnh stego từ kết mã hóa trước đó(tại bảng 4) MSB pixel thứ 101(hệ nhị phân) = 5(hệ thập phân) sau khí thực phép tốn mod Vì vậy, bit thơng điệp tìm từ phần màu xanh dương Bởi giá trị chẵn lẻ thành phần màu xanh dương chẵn(P = 1), bit thông điệp Tương tự, bit thơng điệp khác giải nén từ pixel cịn lại Bảng 4, mơ tả q trình giải mã Hơn nữa, quan sát hai bảng 4, ta thấy bit thông điệp giống trước q trình mã hóa sau q trình giải mã Bảng Giải nén thông điệp cách giải mã Pixel Kênh Giá trị kênh dạng nhị phân( ảnh stego) R G B R G B R G B R G B 1001010 00011100 11001111 11110000 10001111 01001110 01001010 10001101 00110001 00001111 00001101 10000000 MSB ba kênh 101 =5 Kênh chọn(MSB mod 3) 2B Bit thông điệp Giá trị chẵn lẻ kênh chọn 1 110 =6 0R 1 010 =2 2B 0 001 =1 1G 0 12 CHƯƠNG KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 5.1 Cài đặt thử nghiệm đánh giá chất lượng ảnh Một số thí nghiệm thực để đánh giá hiệu kĩ thuật Hình ảnh 18 màu (24 bit) với kích thước 512 x 512 định dạng TFT sử dụng làm vật phủ Những hình ảnh lấy từ Cơ sở liệu hình ảnh USC-SIPI (có http://sipi.usc.edu/database/) Đối với trường hợp Chèn thơng điệp bí mật, loạt số giả ngẫu nhiên tạo luồng bit số nhúng vào ảnh phủ Thử nghiệm mô MATLAB 10 như Java SE Windows Bốn phương pháp khác bao gồm MSE (bình phương lỗi trung bình), PSNR (tỷ lệ tín hiệu nhiễu đỉnh), SSIM (đo độ tương đồng cấu trúc) tỷ lệ bit (BR) hợp để đánh giá hiệu phương pháp đề xuất Phương trình (1) - (5) hiển thị số liệu so sánh MSE lỗi bình phương tích lũy ảnh phủ hình ảnh nhúng thơng điệp tương ứng nó: MSE = (1) (2) Trong m n biểu thị chiều cao chiều rộng hình ảnh tương ứng I (i, j) K (i, j) đại diện cho giá trị pixel ảnh phủ ảnh stego , lỗi bình phương trung bình kênh màu đỏ, xanh lục xanh lam tương ứng PSNR phép đo thống kê sử dụng để đánh giá chất lượng hình ảnh video kỹ thuật số [28] PSNR tính decibel (dB) định nghĩa sau: PNSR = (3) 13 SSIM sử dụng để đánh giá chất lượng hình ảnh gốc hình ảnh stego Chỉ số cho kết tốt PSNR MSE, không phù hợp với nhận thức người SSIM định nghĩa [29]: SSIM(x, y) = (4) Trong µx trung bình X , µ y trung bình Y ,  x2 phương sai X,  y2 phương sai Y, hiệu phương sai XY C1 C2 số với C1 = (K1L)2 , C2 = (K2L)2 L phạm vi động giá trị pixel k1 k2 có giá trị mặc định 0.01 0.03 BR phép đo cho biết số lượng bit xác thay đổi hình ảnh nhúng bit bí mật, tức là, tạo hình ảnh stego Nó đo phần trăm: BR = x 100% (5) Sau nhúng thơng điệp bí mật có dung lượng đầy đủ vào mười tám ảnh phủ khác nhau, kết ảnh stego cho ảnh phủ tạo sau MSEavg, PSNR, Các giá trị SSIM, BR ảnh stego tính tốn Bảng 5, cho thấy so sánh kết thuật toán đề xuất ảnh phủ ảnh stego mười tám ảnh 512 * 512 (24 bit màu sắc) Bên cạnh đó, dung lượng nhúng ảnh 262000 bit Người ta quan sát thấy tất mười tám ảnh stego, giá trị trung bình giá trị MSE avg nằm khoảng từ 0,034680 đến 0,243265 ± 0,055779, giá trị PSNR nằm khoảng 54,27 dB đến 62,73dB ± 2,289, SSIM giá trị nằm khoảng từ 0,999459 đến 0,999932 ± 0,000109, giá trị BR nằm khoảng 0,2869 0,6237 ± 0,0988 Bảng Kết đánh giá hiệu thuật tốn Ảnh màu kích thước MSEavg (512*512) Lena Baboon 0.03468 0.075003 PSNR SSIM BR % 62.73 59.38 0.2869 0.4160 0.999869 0.999852 14 Peppers Sailboat Tiffany Splash Airplane San Francisco Oakland Woodland Hills Foster City Earth from space Downtown Shelter Island Point Loma North Island NAS Golden Gate Miramar NAS Min* Max* SD* 0.088937 0.178271 0.123618 0.150689 0.046782 0.048762 0.058895 0.067621 0.171427 0.133684 0.073296 0.061529 0.086513 0.106189 58.64 55.62 57.21 56.35 61.43 61.25 60.43 59.83 55.79 56.87 59.48 60.24 58.76 57.87 0.999782 0.999811 0.999459 0.999898 0.999932 0.999915 0.999924 0.999731 0.999795 0.999801 0.999878 0.999910 0.999883 0.999812 0.4622 0.5943 0.5042 0.5273 0.3200 0.3395 0.3531 0.3823 0.5769 0.5200 0.4059 0.3639 0.4497 0.4679 0.243265 0.064429 0.034680 0.243265 0.055779 54.27 60.04 54.27 62.73 2.289 0.999789 0.999899 0.999459 0.999932 0.000109 0.6237 0.3781 0.2869 0.6237 0.0988 Hình 8(a), cho thấy ảnh phủ ảnh stego tương ứng Lena với ô biểu đồ màu cho ba kênh Có thể thấy có khác biệt biểu đồ ảnh phủ ảnh stego Lena Đối với hình ảnh khác, đặc điểm tương tự thu R G B R G B (a) (b) Hình 5.8 Ảnh phủ ảnh stego Lena: (a) Ảnh phủ biểu đồ RGB (b) Ảnh Stego biểu đồ RGB Từ kết thử nghiệm trên, rõ ràng ảnh stego gần tương tự với ảnh phủ tương ứng cho thấy mức độ ẩn mã tốt Vì vậy, chất lượng hình 15 ảnh giảm sút sau nhúng thơng điệp bí mật khơng thể phân biệt Phương pháp đề xuất mạnh mẽ an tồn theo nghĩa thuật tốn thay đổi số lượng bit nhỏ trình nhúng tin nhắn lớn làm cho văn thơng báo khó xác định Bên cạnh đó, người phân tích stego phát ảnh stego chúng tơi, khơng dễ dàng để tìm bit thông tin nhúng vào phương pháp không nhúng thơng điệp trực tiếp vị trí LSB 5.2 So sánh với phương pháp tốt Để có khả thành cơng hệ thống, chúng tơi so sánh với số cơng trình trước thực LSB ảnh Đối với mục đích so sánh, giống ảnh bìa có độ phân giải (512 * 512) xem xét Bảng So sánh phương pháp với phương pháp khác Phương pháp ẩn mã Mandal and Das [19] Lin, et al., [30] Wu, et al., [17] Islam [11] Abduallah, et al., [31] Our proposed method Our Proposed Method Ảnh phủ (512*512) Lena Lena Airplane Lena Lena Lena Airplane Dung lượng(Bits) 145,787 20,032 409,752 98,285 609,129 262,000 262,000 PSNR ảnh stego đơn vị(dB) 42.26 53.78 40.13 60.35 32.87 62.73 61.43 Từ Bảng 6, thấy cách tiếp cận nêu chúng tơi tạo suất giá trị PSNR so với cách tiếp cận Mandal Das [19], Lin, et al., [30] Islam [11] Hơn nữa, phương pháp đề xuất Wu, et al., [17] Abduallah, et al., [31] có khả ẩn mã cao so với cách tiếp cận chúng tơi, xét khía cạnh PSNR cách tiếp cận chúng tơi vượt trội so với họ Nói chung, phương pháp chúng tơi tạo kết tốt so với người khác giá trị PSNR Tuy nhiên, cách tiếp cận không tạo giá trị dung lượng lớn khơng tạo kết cạnh tranh Các giải thích diễn đạt theo cách sau: Trong kỹ thuật ẩn mã, người ta mong muốn tăng dung lượng thông điệp nâng cao khả ẩn thông điệp (PSNR trường hợp chúng tôi) Tuy nhiên, dung lượng thông điệp mức độ ẩn thông điệp xung đột với 16 [10-32] Do đó, khơng thể đồng thời tối đa hóa mức độ ẩn thông điệp dung lượng thông điệp [33] Thông thường, phương pháp tạo dung lượng ẩn mã tốt khơng tốt tạo giá trị PSNR ngược lại Các đặc điểm quan sát Bảng thể điều Do đó, nhà nghiên cứu ln phải đánh đổi hai Vì trọng tâm chúng tơi giảm khả nhận biết ẩn mã, phải đánh đổi dung lượng ẩn mã tạo Tuy nhiên không hao hụt nhiều 17 CHƯƠNG KẾT LUẬN Trong báo này, nghĩ cách tiếp cận để ẩn thông báo ảnh RGB khơng liệu Nó trình bày phương pháp ẩn mã hình ảnh LSB cải tiến bit thơng điệp mã hóa nhúng vào ba kênh RGB (vật thị / chọn) sở MSB kênh, với việc mã hóa thu dựa giá trị chẵn lẻ kênh chọn Kết thử nghiệm chứng minh phương pháp chúng tơi có chủ yếu cho thấy cải thiện đáng kể tính khơng thể nhận độ chắn Mặc dù hiệu suất không cao lắm, phải hy sinh khả chịu tải cao cho độ khơng thể nhận cao Đóng góp nghiên cứu số lượng bit thông điệp bí mật mã hóa thành vị trí LSB cách hiệu cách thay đổi cách tương đối số bit ảnh phủ khơng có tham gia trực tiếp khóa stego Kế hoạch chúng tơi đơn giản việc tạo ảnh stego chất lượng khả thi cho trường giấu tin chẳng hạn kĩ thuật ẩn mã âm / video Trong tương lai, chúng tơi mở rộng nghiên cứu cách thêm nhiều bit LSB (K^th LSB bit) Điều cải thiện lực kĩ thuật ẩn mã hình ảnh Bên cạnh đó, sử dụng phương trình biến đổi khác việc lựa chọn kênh thích hợp tăng cường bảo mật ảnh stego 18 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] S Sun, “A Novel Edge Based Image Steganography with 2k Correction and Huffman Encoding”,Information Processing Letters., vol 116, no 2, (2016), pp 93-99 [2] E Zielińska, W Mazurczyk and K Szczypiorski, “Trends in Steganography", Commun ACM., vol 57,(2014), pp 86-95 [3] A K Mandal, M Kaosar, M O Islam and M D Hossain, “An Approach for Enhancing Message Security in Audio Steganography”, Proceedings of the 16th International Conference on Computer and Information Technology (ICCIT), Khulna, Bangladesh, (2014) April 20-23 [4] M S Subhedar and V H Mankar, “Current Status and Key Issues in Image Steganography: A survey”,Computer Science Review., vol 13–14, no 11, (2014), pp 95-113 [5] Y J Chanu, T Tuithung and K M Singh, “A Short Survey on Image Steganography and Steganalysis Techniques”, Proceedings of the 3rd National Conference on Emerging Trends and Applications in Computer Science (NCETACS), India, (2012) April 30-31 [6] N Hamid, A Yahya, R B Ahmad and O M Al-Qershi, “Image Steganography Techniques: An Overview”, International Journal of Computer Science and Security (IJCSS)., vol 6, no.1, (2012), pp 168187 [7] X Niu, M Ma, R Tang and Z Yin, “Image Steganography Via Fully Exploiting Modification Direction”, International Journal of Security and Its Applications., vol 9, no 20, (2015), pp 243-256 [8] A Cheddad, J Condell, K Curran and P Mc Kevitt, “Digital Image Steganography: Survey and Analysis of Current Methods”, Signal Processing., vol 90, no 3, (2010), pp 727-752 [9] S Ashwin, J Ramesh, S A Kumar and K Gunavathi, “Novel and Secure Encoding and Hiding Techniques using Image Steganography: A Survey”, Proceedings of the International Conference on Emerging Trends in Electrical Engineering and Energy Management (ICETEEEM), India, ( 2012) December 13-15 19 [10] A Saha, S Halder and S Kollya, “Image Steganography using 24bit Bitmap Images”, Proceedings of the 14th International Conference on Computer and Information Technology (ICCIT), Bangladesh, (2011) Noveber 22-24 [11] M O Islam, “A High Embedding Capacity Image Steganography using Stream Builder and Parity Checker”, Proceedings of the 15th International Conference on Computer and Information Technology (ICCIT), Dhaka, Bangladesh, (2012) Noveber 22-24 [12] N Akhtar, S Khan and P Johri, “An Improved Inverted LSB Image Steganography”, Proceedings of the International Conference on Issues and Challenges in Intelligent Computing Techniques (ICICT), (2014) February 7-8 [13] K H Jung and K Y Yoo, “Steganographic Method Based on Interpolation and LSB Substitution of Digital Images”, Multimedia Tools and Applications., vol 74, (2014), pp 2143-2155 [14] M Juneja and P S Sandhu, “An Improved LSB Based Steganography Technique for RGB Color Images”, International Journal of Computer and Communication Engineering., vol 2, (2013), pp 513-517 [15] N Jain, S Meshram and S Dubey, “Image Steganography Using LSB and Edge Detection Technique”,International Journal of Soft Computing and Engineering (IJSCE)., vol 223, (2012), pp 1-12 [16] S Chakraborty, A S Jalal and C Bhatnagar, “LSB Based Non Blind Predictive Edge Adaptive Image Steganography”, Multimedia Tools and Applications., (2016), pp 1-15 [17] H C Wu, N I Wu, C.-S Tsai and M.-S Hwang, “Image Steganographic Scheme Based on Pixel-value Differencing and LSB Replacement Methods," IEEE Proceedings-Vision, Image and Signal Processing,vol 152, (2005), pp 611-615 [18] A Tyagi, R Roy and S Changder, “High Capacity Image Steganography Based on Pixel Value Differencing and Pixel Value Sum”, Proceedings of the Second International Conference on Advances in Computing and Communication Engineering (ICACCE), (2015) May 12-14 20 [19] J Mandal and D Das, “Colour Image Steganography Based on Pixel Value Differencing in Spatial Domain”, Proceedings of the International Conference on Electronic Engineering and Computer Science, (2013) November 12-13 [20] R Das and T Tuithung, “A Novel Steganography Method for Image Based on Huffman Encoding”, Proceedings of the 3rd National Conference on Emerging Trends and Applications in Computer Science (NCETACS), (2012) March 30-31 [21] M T Parvez and A A Gutub, “RGB Intensity Based Variable-bits Image Steganography”, Proceedings of the Asia-Pacific Services Computing Conference, (2008) December 9-12 [22] X Liao, Q Wen and J Zhang, “A Steganographic Method for Digital Images with Four-pixel Differencing and Modified LSB Substitution”, Journal of Visual Communication and Image Representation, vol 22, no 1, (2011), pp 1-8 [23] A Nag, S Ghosh, S Biswas, D Sarkar and P P Sarkar, “An Image Steganography Technique using Xbox Mapping”, Proceedings of the International Conference on Advances in Engineering, Science and Management (ICAESM), (2012) Mach 30-31 [24] N N El-Emam, “New Data-hiding Algorithm Based on Adaptive Neural Networks with Modified Particle Swarm Optimization”, Computers & Security, vol 55, no 11, (2015), pp 21-45 [25] K Muhammad, J Ahmad, N U Rehman, Z Jan and M Sajjad, “CISSKA-LSB: Color Image Steganography using Stego Key-directed Adaptive LSB Substitution Method”, Multimedia Tools and Applications, (2016), pp 1-30 [26] H R Kanan and B Nazeri, “A Novel Image Steganography Scheme with High Embedding Capacity and Tunable Visual Image Quality Based on a Genetic Algorithm”, Expert Systems with Applications, vol 41, (2014), pp 6123-6130 [27] B A Forouzan, “Data Communications Networking”, McGrawHill Science, USA, (2006) [28] M Devi and N Sharma, “Improved Detection of Least Significant Bit Steganography Algorithms in Color and Gray Scale Images”, 21 Recent Advances in Engineering and Computational Sciences (RAECS),(2014), pp 1-5 [29] R Karakış, İ Güler, İ Çapraz and E Bilir, “A Novel Fuzzy Logicbased Image Steganography Method to Ensure Medical Data Security”, Computers in Biology and Medicine, vol 67, no 1, (2015), pp 172-183 [30] T I Lin, Y T Chang and W N Lie, “A Framework of Enhancing Image Steganography with Picture Quality Optimization and Antisteganalysis Based on Simulated Annealing Algorithms”, IEEE Transactions on Multimedia, vol 12, no 1, (2010), pp 345-357 [31] W M Abduallah, A M S Rahma and A S K Pathan, “Mix Column Transform Based on Irreducible Polynomial Mathematics for Color Image Steganography: A Novel Approach”, Computers & Electrical Engineering, vol 40, no 5, (2014), pp 1390-1404 [32] H Wang and S Wang, “Cyber Warfare: Steganography vs Steganalysis”, Communications of the ACM., vol 47, (2004), pp 7682 [33] S Venkatraman, A Ajith and M Paprzycki, “Significance of Steganography on Data Security”, in Information Technology: Coding and Computing., vol 2, (2004), pp 347-351 22 ...TÓM LƯỢC Kĩ thuật giấu tin lên kỹ thuật bật để truyền đạt thông tin bí mật định dạng đa phương tiện thích hợp Trong kĩ thuật ẩn mã hình ảnh, phương pháp thay bit quan trọng (LSB) phổ biến dễ bị... thiết để làm cho kỹ thuật ẩn mã mạnh mẽ an toàn Bài báo trình bày cách tiếp cận để ẩn thông điệp văn ảnh đỏ-lục-lam (RGB) dựa kỹ thuật LSB Không giống kỹ thuật LSB tiêu chuẩn, nơi bit thông báo... mã, thủy vân ẩn mã [1-2] Một cách tiếp cận phổ biến kĩ thuật ẩn mã - nghệ thuật khoa học che giấu thông tin cách nhúng tin nhắn phương tiện phủ tệp văn bản, hình ảnh, âm video [3] Ví dụ, kỹ thuật