Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống
1
/ 29 trang
THÔNG TIN TÀI LIỆU
Nội dung
TIỂU LUẬN
ĐỀ TÀI: “NGHIÊN CỨUCÁCPHƯƠNGPHÁPGIẤU
TIN TRONGẢNHSỐVÀXÂYDỰNGMÔHÌNHTHỬ
NGHIỆM GIẤUTINBẢOVỆLOGODOANH NGHIỆP”
HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG
Nguyễn Thị Minh Ngọc
NGHIÊN CỨUCÁCPHƯƠNGPHÁPGIẤUTINTRONGẢNHSỐVÀ
XÂY DỰNGMÔHÌNHTHỬNGHIỆMGIẤUTIN
BẢO VỆLOGODOANHNGHIỆP
Chuyên ngành: Truyền dữ liệu và mạng máy tính
Mã số: 60.48.15
LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT
NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC : PGS - TSKH HOÀNG ĐĂNG HẢI
HÀ NỘI - 2011
MỞ ĐẦU
1. Nhu cầu bảo mật thông tin
Sự ra đời và phát triển của Internet kéo theo nhiều lĩnh vực khác trong
đó lĩnh vực bảo mật thông tin là một trong những lĩnh vực được quan tâm hàng
đầu. Ngày nay các dữ liệu số được lan truyền và sao chép rất nhanh chóng, dễ
dàng nên vấn đề bảo mật thông tinsố ngày càng trở nên cấp bách. Thông tinsố
cần bảo mật có thể được mã hóa theo một cách thức nào đó, cách thức đó cần
được bí mật và đạt hiệu quả cao. Hiện tại nhiều ngành, nhiều đơn vị trên toàn
quốc đã có hệ thống mạng nội bộ thông suốt các tỉnh thành trong cả nước. Hệ
thống đảm bảo được các thông tin truyền đi trong mạng không bị lộ lọt ra ngoài
nhưng một điểm hệ thống hiện tại chưa đạt được đó là tính cơ động. Việc sử
dụng mạng Internet sẽ dễ dàng hơn nhiều so với việc sử dụng mạng nội bộ để
truyền tin. Tuy nhiên, Internet có thể phát tán thông tin đi bất kỳ đâu trên thế
giới. Đi kèm với việc truyền tin qua Internet là những rủi ro về mất mát và sai
lệch thông tin. Do đó, bảo mật thông tin khi truyền trên Internet là một vấn đề
cấp thiết trong thực tế.
2. Lý do chọn đề tài
Một trongcác cách tiếp cận trongbảo mật thông tin đó là giấu tin, có
nghĩa là những thông tinsố cần được bảo mật sẽ được người dùnggiấu vào
trong một đối tượng dữ liệu số khác (môi trường giấu tin) sao cho sự biến đổi
của môi trường sau khi giấutin là khó nhận biết, đồng thời người dùng có thể
lấy lại được các thông tin đã giấu khi cần.
Giấu thông tin số, phát hiện thông tinsố ẩn giấutrong dữ liệu đa phương
tiện đặc biệt là trongảnhsố đang là một vấn đề đang được quan tâm hiện nay
trong nhiều lĩnh vực. Để phát hiện và phân biệt được một ảnhsố nào đó có
mang tin mật hay không đòi hỏi rất nhiều yếu tố và kỹ thuật phức tạp. Một ứng
dụng điển hình là trong phát triển thương mại điện tử, sự phát triển của thương
mại điện tử mang lại rất nhiều lợi ích, tuy nhiên bên cạnh đó thì những mặt tiêu
cực của nó như vi phạm bản quyền, giả mạo thương hiệu cũng ngày một gia
tăng. Phươngphápgiấutin có thể được ứng dụng rộng rãi để gài các thông tin
như chữ ký, nhãn thương hiệu để chứng minh sự hợp pháp của sản phẩm, bảo
vệ bản quyền…
Xuất phát từ mong muốn được tiếp cận và tìm hiểu sâu hơn về lĩnh vực
này, bài luận văn đặt vấn đề nghiêncứuvề đề tài: “Nghiên cứucácphương
pháp giấutintrongảnhsốvàxâydựngmôhìnhthửnghiệmgiấutinbảo
vệ logodoanh nghiệp”.
3. Mục đích nghiên cứu:
Mục đích nghiêncứu của Luận văn là tập trung nghiên cứu, tìm hiểu các
phương pháp, kỹ thuật giấutintrongảnhsốvà ứng dụng của nó trong thực tiễn,
qua đó xâydựngmôhìnhthửnghiệmgiấutinbảovệlogodoanh nghiệp.
4. Đối tượng và phạm vi nghiêncứu
Trong khuôn khổ của luận văn, tác giả chỉ tập trung nghiêncứuvà tìm
hiểu tổng quan vềcácphương pháp, kỹ thuật giấutintrongảnhsố được đánh
giá cao hiện nay vànghiêncứu khả năng ứng dụngtrong một môhìnhthử
nghiệm cụ thể là bảovệlogo cho doanh nghiệp.
5. Phươngphápnghiêncứu
Luận văn kết hợp nghiêncứu lý thuyết, cácphươngpháp mã hóa, các kỹ
thuật giấutin cụ thể gồm:
- Cácphươngpháp mã hóa thông tin.
- Cácphươngpháp chữ ký số, xác thực thông tin.
- Cácphương pháp, kỹ thuật đảm bảo an toàn thông tin.
- Cácphương pháp, kỹ thuật giấutintrongảnh số.
- Phươngphápmôhình hóa.
- Lý thuyết về giải thuật.
6. Bố cục của luận văn
Ngoài phần Mở đầu và Kết luận, Luận văn gồm 4 chương như sau:
Chương 1:Khái quát về lĩnh vực giấutin
Chương này trình bày những khái niệm cơ bản liên quan đến giấutin nói chung,
mô hình kỹ thuật giấu tin, các kỹ thuật giấu tin.
Chương 2: Kỹ thuật giấutintrongảnhsố
Chương này sẽ đưa ra các ứng dụng của giấutintrongảnhsốvà trình bày tóm
tắt một số kỹ thuật giấutin điển hìnhtrongảnh số.
Chương 3 : Xâydựngmôhìnhgiấuvà tách tin từ logo
Chương này trình bày kỹ thuật giấutintrong ảnh, xâydựngmôhìnhgiấuvà
tách tin từ logo.
Chương 4: Thửnghiệmgiấutinbảovệlogodoanhnghiệp
Trên cơ sởmôhìnhxâydựng ở chương 3, chương này trình bày một thử
nghiệm giấutinbảovệlogo của doanh nghiệp.
CHƯƠNG I: KHÁI QUÁT VỀ LĨNH VỰC GIẤUTIN
Giấu tin là một lĩnh vực rộng lớn trong đó những thông tinsố cần bảo
mật sẽ được giấutrong một đối tượng dữ liệu số khác được gọi là môi trường
giấu tin. Môi trường giấutin phổ biến là giấutintrong đa phương tiện như giấu
tin trongcác file ảnh, audio, video và được ứng dụng rộng rãi nhất đó là giấu
tin trongảnh số.
1.1 Một số khái niệm cơ bản vềgiấutin
1.1.1 Sơ lược về lịch sử giấutin
Giấu tin bắt nguồn từ Hy Lạp, tiếng Hy Lạp gọi đó là Stenography có
nghĩa là "dòng chữ bị che phủ". Mục đích cơ bản của giấutin là nhúng mẩu tin
mật vào một môi trường truyền tin bình thường sao cho người khác không thể
phát hiện ra mẩu tin mật đó.
500 năm trước, một nhà toán học người Ý tên là Jérôme Cardan đã sáng
tạo lại một phương thức văn bản bí mật cổ xưa của người Trung Quốc. Văn bản
được làm như sau: một tờ giấy làm mặt nạ có nhiều lỗ thủng mà người gửi và
người nhận đều biết, mặt nạ này sẽ được đặt trên một tờ giấy trắng và người
gửi sẽ viết thông điệp bí mật qua các lỗ thủng trên mặt nạ sau đó vứt mặt nạ đó
đi và điền phần còn lại vào tờ giấy trắng như tờ giấy này toàn các thông tin vô
thưởng vô phạt (hình 1.1)
Hình 1.1: Từ trái qua phải: Mặt nạ, văn bản, thông điệp được truyền bí
mật trong văn bản
Ngày nay nghệ thuật giấutin được nghiêncứu để phục vụ các mục đích
tích cực như bảovệ bản quyền, thủy vân số, hay phục vụ giấucác thông tin bí
mật về quân sự và kinh tế. Sự phát triển của công nghệ thông tin đã tạo ra
những môi trường giấutin mới vô cùng tiện lợi và phong phú. Người ta có thể
giấu tintrongcác tệp ảnh, trongcác tệp âm thanh, tệp văn bản. Cũng có thể
giấu tin ngay trongcác khoảng trống hay các phân vùng ẩn của môi trường lưu
trữ như đĩa cứng, đĩa mềm. Các gói tin truyền đi trên mạng cũng là môi trường
giấu tin quan trọngvà ngay cả các tiện ích phần mềm cũng là môi trường lý
tưởng để gài các thông tin quan trọng để xác nhận bản quyền.
1.1.2 Khái niệm giấutin
“Giấu tin” là một kỹ thuật nhúng (giấu) một lượng thông tinsố nào đó
vào trong một đối tượng dữ liệu số khác. Giấutintrongảnhsố là giấucác mẩu
tin cũng là dạng sốtrong máy tính vào các tệp ảnh nhị phân sao cho không bị
người ngoài phát hiện.
Kỹ thuật giấutin nhằm hai mục đích: một là bảo mật cho dữ liệu được đem
giấu, hai là bảovệ cho chính đối tượng mang tin giấu. Hai mục đích khác nhau này
dẫn đến hai kỹ thuật chủ yếu của giấu tin. Đó là giấutin mật và thủy vân số. Nói
chung giấutintrong đa phương tiện là tận dụng “độ dư thừa” của phương tiện giấu để
thực hiện việc giấutin mà người ngoài cuộc “khó” cảm nhận được có thông tingiấu
trong đó.
1.1.3 Môi trường giấutin
1.1.3.1 Giấutintrongảnh
Hiện nay, giấutintrongảnh chiếm tỉ lệ lớn nhất hệ thống giấutintrong
đa phương tiện. Bởi lẽ lượng thông tin được trao đổi bằng hìnhảnh là rất lớn,
hơn nữa chúng còn đóng vai trò quan trọngtrongcác ứng dụng an toàn thông
tin như: xác thực thông tin, bảovệ quyền tác giả, điều khiển truy cập, phát hiện
xuyên tạc thông tin. Từ việc nghiêncứu kỹ thuật giấutintrongảnhsố chuyển
sang kỹ thuật giấutintrongcácphương tiện khác như audio, video, trong văn
bản,… không có gì khó khăn về nguyên tắc. Chính vì lẽ đó, giấutintrongảnh
đã và đang được nhiều tổ chức, các trường đại học, các viện nghiên cứu, các cá
nhân quan tâm và đầu tư nghiên cứu.
1.1.3.2 Giấutintrong audio
Giấu tintrong audio khác với giấutintrong ảnh. Kỹ thuật giấutintrong
ảnh phụ thuộc vào hệ thống thị giác của con người ( HVS - Human Vision
System) còn kỹ thuật giấu thông tintrong audio phụ thuộc vào hệ thống thính
giác của con người (HAS - Human Auditory System). HAS cảm nhận được các
tín hiệu ở dải tần rộng và công suất thay đổi lớn, nhưng lại kém trong việc phát
hiện sự khác biệt nhỏ giữa các dải tần và công suất.
1.1.3.3 Giấutintrong video
Giấu tintrong video cũng được quan tâm và được phát triển mạnh mẽ
cho nhiều ứng dụng như điều khiển truy cập thông tin, nhận thực thông tinvà
bảo vệ bản quyền tác giả. Ta có thể lấy một ví dụ là các hệ thống chương trình
trả tiền xem theo video clip (pay per view application). Các thuật toán trước
đây thường cho phép giấuảnh vào trong video, nhưng gần đây kỹ thuật cho
phép giấu cả âm thanh vàhìnhảnh vào video.
1.2 Phân loại các kỹ thuật giấutin
Hàng thập kỷ qua, con người đã phát triển đáng kể cácphươngpháp
sáng tạo trong giao tiếp bí mật. Trong đó có 3 kỹ thuật có mối tương quan với
nhau là giấu tin, thủy vân sốvà mật mã.
Có thể coi giấutin là một nhánh của ngành mật mã với mục tiêu là nghiên
cứu cácphươngpháp che giấu thông tin. Giấutinvà mật mã tuy cùng có mục
đính là để đối phương không phát hiện ra tin cần giấu, tuy nhiên giấutin khác
với mật mã ở chỗ: Mật mã là giấu đi ý nghĩa của thông tin còn giấutin là giấu đi
sự hiện diện của thông tin. Có nhiều cách phân loại giấutin khác nhau dựa trên
những tiêu chí khác nhau. Theo Fabien A.P. Petitcolas đề xuất năm 1999, có thể
chia lĩnh vực giấutin thành hai hướng lớn, đó là giấutin mật và thủy vân số [2].
Hình 1.2: Phân loại các kỹ thuật giấutin
1.3 Nhu cầu vàcác ứng dụng của giấutintrongảnhsố
1.3.1. Nhu cầu của giấutintrongảnhsố
Ngày nay, kỹ thuật giấutin được triển khai trong nhiều ứng dụng khác
nhau nhằm bảovệ tính bí mật của thông tin, phục vụ các mục đích tích cực như
bảo vệ bản quyền, thủy vân số, hay phục vụ giấucác thông tin bí mật về quân
sự và kinh tế. Trong đó giấutintrongảnh chiếm tỉ lệ lớn nhất ở hệ thống giấu
tin trong đa phương tiện.
1.3.2. Ứng dụng của giấutintrongảnhsố
1.3.2.1.Thủy vân số
Bảo vệ quyền tác giả: Đây là ứng dụng cơ bản nhất của kỹ thuật thủy
vân số. Một thông tin nào đó mang ý nghĩa quyền sở hữu tác giả gọi là thủy
vân sẽ được nhúng vào trong sản phẩm, thủy vân đó chỉ một mình người chủ sở
hữu hợp phápcác sản phẩm đó có và được dùng làm minh chứng cho bản
quyền sản phẩm.
Xác thực thông tin hay phát hiện xuyên tạc thông tin: Một tập các thông
tin sẽ được giấutrongcácphương tiện chứa sau đó sử dụng để nhận biết xem
trên cácphương tiện gốc đó có bị thay đổi hay không.
Giấu vân tay hay dán nhãn: Thủy vân trongcác ứng dụng này được sử
dụng để nhận diện người gửi hay người nhận của một thông tin nào đó. Yêu
cầu của ứng dụng này là đảm bảo độ an toàn cao cho các thủy vân, tránh sự xóa
dấu vết trong phân phối.
Kiểm soát sao chép: Các thủy vân trong những trường hợp này được sử
dụng để kiểm soát sao chép đối với các thông tin. Các thiết bị phát hiện ra thủy
vân thường được gắn sẵn vào trongcác hệ thống đọc ghi.
1.3.2.2 Giấutin mật
Các thông tingiấu được trong những trường hợp này càng nhiều càng
tốt, việc giải mã để nhận được thông tin cũng không cần phương tiện chứa ban
đầu.
1.4 Tóm tắt chương
Chương 1 đã trình bày khái quát về lĩnh vực giấu tin, giới thiệu một số
khái niệm cơ bản trong lĩnh vực này. Chương đã tóm tắt một số kỹ thuật giấu
tin cơ bản nhất và trình bày về nhu cầu vàcác ứng dụnggiấutintrongảnh số.
Các kỹ thuật giấutin được triển khai trong nhiều ứng dụng khác nhau nhằm
bảo vệ tính bí mật của thông tin, có thể phục vụ cho nhiều ứng dụngtrong đời
sống, ví dụ bảovệ bản quyền số. Trongcác kỹ thuật giấu tin, giấutintrongảnh
số chiếm tỷ lệ lớn nhất do khả năng giấu thông tintrong lượng thông tin của
hình ảnh khá lớn và khả năng ứng dụng rất cao. Chương 2 tiếp theo sẽ trình bày
chi tiết vềcác kỹ thuật giấutintrongảnh số.
CHƯƠNG II: KỸ THUẬT GIẤUTINTRONGẢNHSỐ
Hiện nay đã có rất nhiều các kỹ thuật giấutin được nghiêncứuvà phát
triển. Tuy nhiên có thể thấy, tất cả đều xuất phát từ môhìnhgiấutin cơ bản
cũng như từ những kỹ thuật giấutin cơ bản nhất [7].
2.1. Môhìnhgiấutin cơ bản
Hình 2.1: Lược đồ quá trình giấutin
Hình 2.1 biểu diễn quá trình giấutin cơ bản. Trong đó, phương tiện chứa
tin có thể bao gồm: văn bản, ảnh, audio, video…Thông tin cần giấu tùy theo
mục đích của người sử dụng. Thông tin được giấu vào trongphương tiện chứa
tin nhờ một bộ nhúng. Bộ nhúng là những chương trình thực hiện theo những
thuật toán để giấutinvà được thực hiện với một khóa bí mật giống như trong
một số hệ mật mã. Đầu ra của quá trình là phương tiện chứa đã được giấu. Các
phương tiện này có thể được phân phối trên mạng .
[...]... sốvàxâydựngmôhìnhthửnghiệmgiấutinbảovệlogodoanhnghiệp Mục tiêu của luận văn là nghiên cứu, tìm hiểu các phương pháp, kỹ thuật giấutintrongảnhsốvà ứng dụng của nó trong thực tiễn, qua đó xâydựngmôhìnhthửnghiệmgiấutinbảovệlogodoanhnghiệpCác kết quả chủ yếu đã đạt được trong bài luận văn gồm: Nghiên cứucác vấn đề cơ bản trong lĩnh vực giấu tin, môhìnhgiấutinvà các. .. kỹ thuật giấu tin; Nghiên cứu tìm hiểu một số kỹ thuật giấutin điển hìnhtrongảnh số; Đề xuất vàxâydựng một môhìnhgiấutinvà tách tin từ logo; Đề xuất ứng dụngmôhình vào giấutinbảovệlogodoanhnghiệpvàthửnghiệmbảovệlogo cho Ngân hàng Vietcombank nhằm phát hiện và chống giả mạo trang Website đăng nhập cho khách hàng Các kết quả thửnghiệm cho thấy tính khả thi của môhìnhvà khả năng... thông tin Có nhiều cách thức để bảovệ truy nhập website cho khách hàng Trong khuôn khổ nghiêncứuvề kỹ thuật giấutin của bài, luận văn đề xuất một môhìnhgiấutinvà tách tin nhằm bảovệlogodoanh nghiệp, giúp khách hàng của doanhnghiệp truy nhập được đúng trang website hợp pháp của doanhnghiệp Giải pháp được đưa ra trong bài luận văn là xâydựng một môhìnhgiấutintronglogo của doanh nghiệp, ... tặc Máy chủ Webserver Hình 3.1: Sơ đồ môhìnhgiấutinlogodoanhnghiệpHình 3.2 là sơ đồ quy trình giấutintronglogo của website doanhnghiệp Thông tin bí mật Giấutin vào logoLogo có chứa thông tin bí mật Hiển thị Logo trên màn hìnhHình 3.2: Sơ đồ quy trình giấutintronglogodoanhnghiệpHình 3.3 là sơ đồ quy trình tách tin, kiểm tra xác thực và hiển thị đúnglogo trên màn hình trình duyệt của... ứng dụngtrong việc bảovệlogo cho doanhnghiệp sẽ được trình bày trong chương tiếp theo CHƯƠNG III: XÂYDỰNGMÔHÌNHGIẤUTINVÀ TÁCH TINBẢOVỆLOGODOANHNGHIỆP 3.1 Phát biểu bài toán thực tế ứng dụngmôhìnhgiấutin Một bài toán thực tế dùngmôhìnhgiấutin được phát biểu như sau: Giả sử doanhnghiệp đó có 1 trang web, cá nhân khách hàng của doanhnghiệp hay nhân viên muốn kiểm tra thông tin hay... sánh các phương pháp Tiếp đó, bài đã trình bày một số kỹ thuật giấutintrongảnhsố điển hìnhbao gồm việc nêu ý tưởng, thuật toán vàcác bước cụ thể trong quy trình giấutinTrongcác kỹ thuật điển hình nêu trên, bài đã chọn đi sâu vào phân tích một kỹ thuật khá phổ biến là kỹ thuật gài vào các bit có trọngsố thấp (LSB) Việc phân tích kỹ thuật này sẽ làm cơ sở cho xâydựngmôhìnhgiấutinvà tách tin. .. giấutrong logo, do đó, logo hiển thị sẽ là logo không hợp pháp của doanhnghiệp 3.4 Cấu trúc chương trình giấutinvà tách tin của môhình 3.4.1 Cấu trúc chương trình giấutin Từ cơ sở lý thuyết của kỹ thuật gài vào các bit có trọngsố thấp (LSB), ta xâydựng được cấu trúc thuật toán giấutin gồm những thành phần như sau: * Đọc tệp chứa bản tinvà chiều dài bản tin cần giấutrongảnh Bản tin cần giấu. .. rãi trong thực tế Qua quá trình nghiên cứu tìm hiểu và thực hiện luận văn, tác giả đã nắm được những kiến thức cơ bản vềgiấutintrongảnhsốvàcác kỹ thuật giấutintrongảnhsố điển hình Từ việc đề xuất môhình áp dụng vào thực tiễn, tác giả nhận thấy có nhiều khả năng phát triển tiếp môhình để ứng dụng cho nhiều bài toán khác nhau trong thực tế như bảovệ bản quyền số, bảovệ nhãn hiệu, bảo vệ. .. dụngcác kỹ thuật giấutin khác nhau Tuy nhiên, để minh họa tính khả thi của mô hình, bài luận văn sẽ lựa chọn kỹ thuật gài vào các bit có trọngsố thấp (LSB) Đây là kỹ thuật dễ cài đặt và được ứng dụng rộng rãi nhưng có khả năng ứng dụng cũng như hiệu quả tương đối cao Môhình đề xuất trong bài cũng có thể áp dụngcác kỹ thuật giấutin khác 3.2.2 Môhìnhgiấutinvà tách tinbảovệlogodoanhnghiệp Hình. .. khối Fi' do giấutin vào khối Fi tạo thành) Thuật toán sẽ thực hiện việc giấu r bit thông tin vào mỗi khối Fi bằng cách thay đổi nhiều nhất 2 bit của Fi và Fi được biến đổi thành Fi' 3.3.2 Thuật toán tách tintrongảnh Dữ liệu vào: Ảnh F' (logo) đã có thông tingiấu bên trongảnh F' được tạo bởi các khối Fi' do giấutin vào khối Fi tạo thành Mỗi khối Fi được giấu r bit thông tin vào bằng cách thay đổi .
TIỂU LUẬN
ĐỀ TÀI: “NGHIÊN CỨU CÁC PHƯƠNG PHÁP GIẤU
TIN TRONG ẢNH SỐ VÀ XÂY DỰNG MÔ HÌNH THỬ
NGHIỆM GIẤU TIN BẢO VỆ LOGO DOANH NGHIỆP”
. Thị Minh Ngọc
NGHIÊN CỨU CÁC PHƯƠNG PHÁP GIẤU TIN TRONG ẢNH SỐ VÀ
XÂY DỰNG MÔ HÌNH THỬ NGHIỆM GIẤU TIN
BẢO VỆ LOGO DOANH NGHIỆP
Chuyên