MỘT SỐ KỸ THUẬT PHÁT HIỆN ẢNH CÓ GIẤU TIN TRÊN MIỀN BIẾN ĐỔI DCT NGHIÊN CỨU KỸ THUẬT PHÁT HIỆN ẢNH GIẤU TIN TRÊN MIỀN BIẾN ĐỔI CỦA ẢNH Giáo viên hướng dẫn Ths Hồ Thị Hương Thơm Sinh viên Hoàng Thị Huy[.]
NGHIÊN CỨU KỸ THUẬT PHÁT HIỆN ẢNH GIẤU TIN TRÊN MIỀN BIẾN ĐỔI CỦA ẢNH Giáo viên hướng dẫn: Ths Hồ Thị Hương Thơm Sinh viên: Hoàng Thị Huyền Trang Mã số: 080331 Lớp: CT802 Khóa: NỘI DUNG BÁO CÁO TỔNG QUAN VỀ KỸ THUẬT GIẤU TIN KỸ THUẬT GIẤU TIN TRÊN MIỀN BIẾN ĐỔI DCT TỔNG QUAN VỀ KỸ THUẬT PHÁT HIỆN TIN ẨN GiẤU KỸ THUẬT PHÁT HIỆN ẢNH CÓ GIẤU TIN TRÊN MIỀN BIẾN ĐỔI DCT KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM TỔNG QUAN VỀ KỸ THUẬT GIẤU TIN TỔNG QUAN VỀ KỸ THUẬT GIẤU TIN Giấu thông tin: kỹ thuật nhúng (giấu) lượng thông tin số vào đối tượng liệu số khác Giấu thơng tin nhằm mục đích: + Bảo mật cho liệu đem giấu + Bảo mật đối tượng dùng để giấu liệu Môi trường giấu tin: giấu tin ảnh, giấu tin video, giấu tin audio Hiện giấu tin ảnh sử dụng nhiều Giấu tin ảnh tập trung chủ yếu vào hai nhóm chính: + Giấu miền liệu ảnh + Giấu miền biến đổi liệu ảnh KỸ THUẬT GIẤU TIN TRÊN MIỀN BIẾN ĐỔI DCT KỸ THUẬT GIẤU TIN TRÊN MIỀN BIẾN ĐỔI DCT 2.1 Thuật toán giấu tin miền biến đổi DCT Thuật toán giấu tin miền biến đổi DCT sử dụng phương pháp nhúng thuỷ vân miền tần số ảnh, giải tần sử dụng để chứa tín hiệu thuỷ vân miền tần số khối DCT 8x8 Trong đó, khối DCT 8x8 khối ảnh kích thước chọn ngẫu nhiên từ ảnh ban đầu áp dụng phép biến đổi cosin rời rạc DCT để chuyển sang miền tần số Thuật toán: - Input: Watermark: Một chuỗi bit b Một ảnh F - Output: Một ảnh sau thuỷ vân, F’ Khoá để giải mã K KỸ THUẬT GIẤU TIN TRÊN MIỀN BIẾN ĐỔI DCT 2.1 Thuật toán giấu tin miền biến đổi DCT Các bước thực hiện: Kỹ thuật biến đổi DCT thực sau: Giả sử ta coi miền liệu ảnh JPEG ma trận Cmxn phần tử pixel ảnh, ta chia ảnh thành nhiều khối khối có kích thước 8x8 pixel, khối sử dụng biến đổi DCT để biến đổi khối 8x8 pixel thành 64 hệ số DCT - Phép biến đổi thuận DCT 8*8 định nghĩa sau: - Biến đổi ngược DCT định nghĩa sau: KỸ THUẬT GIẤU TIN TRÊN MIỀN BIẾN ĐỔI DCT 2.2 Thuật toán JSteg Thuật toán JSteg đề xuất Derek Upham vào năm 1997 Thuật toán thay đổi bit LSB hệ số DCT với bit thơng điệp giấu Thuật tốn JSteg: Đầu vào: thông điệp, ảnh bao Đầu ra: Ảnh giấu thơng tin While liệu trái cịn để nhúng chuyển đến hệ số DCT từ ảnh bao if DCT≠ DCT≠1 then Chuyển đến LSB thông điệp Thay DCT LSB LSB thông điệp End if Chèn DCT vào ảnh giấu thông điệp End while KỸ THUẬT GIẤU TIN TRÊN MIỀN BIẾN ĐỔI DCT 2.2 Thuật toán JSteg Thuật tốn mơ tả theo hình vẽ sau: Hình 2.1: Mơ tả q trình giấu tin hệ số DCT thuật toán Jsteg KỸ THUẬT GIẤU TIN TRÊN MIỀN BIẾN ĐỔI DCT 2.3 Thuật toán OutGuess 0.1 Đây phiên đề xuất Niels Provos thuật toán cải tiến từ thuật toán JSteg cách sử dụng khởi tạo số giả ngẫu nhiên để chọn hệ số DCT ngẫu nhiên Hệ số DCT chọn ngẫu nhiên thay bit LSB hệ số với bit mã hố thơng điệp mật Thuật tốn OutGuess 0.1: Đầu vào: thơng điệp, ảnh bao Đầu ra: Ảnh giấu thông tin Khởi tạo khởi tạo số giả ngẫu nhiên với thơng điệp bí mật While liệu trái để nhúng chọn hệ số DCT ngẫu nhiên từ ảnh bao if DCT≠ DCT≠1 then Chuyển đến LSB thông điệp Thay DCT LSB LSB thông điệp End if Chèn DCT vào ảnh giấu thông điệp End while TỔNG QUAN VỀ KỸ THUẬT PHÁT HIỆN TIN ẨN GIẤU TỔNG QUAN VỀ KỸ THUẬT PHÁT HIỆN TIN ẨN GIấU Steganalysis kỹ thuật phát tồn thông tin ẩn giấu multimedia Mục đích Steganalysis phát thơng tin ẩn phá vỡ tính bí mật vật mang tin ẩn Phân tích tin ẩn giấu thường dựa vào yếu tố sau: - Phân tích dựa vào đối tượng mang tin - Phân tích so sánh đặc trưng Phân tích dựa vào thơng điệp cần giấu để dị tìm Phân tích dựa vào thuật tốn giấu tin đối tượng giấu biết Phân tích dựa vào thuật toán giấu tin, đối tượng gốc đối tượng sau giấu tin TỔNG QUAN VỀ KỸ THUẬT PHÁT HIỆN TIN ẨN GIấU Các phương pháp phân tích phân thành nhóm: -Phân tích trực quan: Thường dựa vào quan sát dùng biểu đồ histogram ảnh gốc ảnh chưa giấu tin để phát khác biệt hai ảnh - Phân tích theo dạng ảnh: Phương pháp thường dựa vào dạng ảnh bitmap ảnh nén để đoán nhận kỹ thuật giấu hay sử dụng - Phân tích theo thống kê: Đây phương pháp sử dụng lý thuyết thống kê thống kê toán sau xác định nghi vấn đặc trưng KỸ THUẬT PHÁT HIỆN ẢNH CÓ GIẤU TIN TRÊN MIỀN BIẾN ĐỔI DCT KỸ THUẬT PHÁT HIỆN ẢNH CÓ GIẤU TIN TRÊN MIỀN BIẾN ĐỔI DCT 4.1 Kỹ thuật phát thống kê Kỹ thuật Jsteg kỹ thuật giấu Outgess giấu tin LSB hệ số DCT ta sử dụng thống kê Chi-square để phát ảnh có giấu tin sử dụng kỹ thuật giấu Jsteg kỹ thuật giấu Outgess Thuật toán thống kê chi-square Input : stego image Output: kết luận có giấu tin hay không Các bước thực - Biến đổi miền liệu ảnh sang miền tần số DCT ta thu hệ số DCT - Đặt X vector với xk = tần số xuất hệ số DCT có giá trị tuyệt đối chẵn (giá trị 2k) - Đặt Y vector với yk = tần số xuất hệ số DCT có giá trị tuyệt đối lẻ (giá trị 2k+1) KỸ THUẬT PHÁT HIỆN ẢNH CÓ GIẤU TIN TRÊN MIỀN BIẾN ĐỔI DCT 4.1 Kỹ thuật phát thống kê -Khởi tạo giá trị ban đầu X Y Sau POV đếm giá trị hệ số DCT, kiểm tra điền vào X, Y tương ứng -Sau thống kê Chi-Square với n-1 mức tự đyược tính sau: X n ( xi zi ) zi i 0 n với z i = xi y i Theo giả thuyết, 2n-1 nhỏ ảnh giấu tin, xi nhỏ so với zi Và ảnh không giấu tin 2n-1 lớn, xi lớn so với zi - Tính p (giá trị đánh giá xác suất giấu tin) hàm mật độ tích hợp với 2n-1 n2 u n giới hạn nó: 1 p = 1- n n ( ) e u du KỸ THUẬT PHÁT HIỆN ẢNH CÓ GIẤU TIN TRÊN MIỀN BIẾN ĐỔI DCT 4.1 Kỹ thuật phát thống kê Hình 4.1: biểu đồ mơ tả phát ảnh có giấu tin sử dụng thống kê Chi-square KỸ THUẬT PHÁT HIỆN ẢNH CÓ GIẤU TIN TRÊN MIỀN BIẾN ĐỔI DCT 4.2 Kỹ thuật phát F5 Các bước nhúng F5 làm thay đổi hệ số AC Đặt: huv(d)=|{F(u,v)| d=|F(u,v)|,u+v 0}| tổng hệ số AC DCT ảnh cover với tần số (u,v) giá trị tuyệt đối d Ký hiệu Huv(d) hàm tương ứng cho ảnh stego Nếu F5 thay đổi n hệ số AC, tỉ lệ thay đổi =n/P với P tổng số hệ số AC Khi F5 thay đổi hệ số giả ngẫu nhiên giá trị histogram ảnh stego là: Huv(d) < (1-)huv(d) +huv(d+1) Huv(0) < huv(0) +huv(1) với d>0 với d=0