tổng quan về thủy vân số, phân loại thủy vân số, các loại mô hình thủy vân số, đặc tính của thủy vân và ứng dụng của nó. Một số phương pháp được đề xuất để áp dụng thủy vân xác thực bản quyền ảnh số, triển khai thực nghiệm
HỌC VIỆN KỸ THUẬT MẬT MÃ KHOA AN TỒN THƠNG TIN BÁO CÁO MÔN HỌC KỸ THUẬT GIẤU TIN Đề tài Hệ thống thủy vân số giúp bảo vệ quyền xác thực sử dụng kỹ thuật mật mã Ngành: Kỹ nghệ an toàn mạng Sinh viên thực hiện: Nhóm 10 – Lớp AT1601 Phạm Tiến Dũng – AT160409 Đỗ Duy Tùng – AT160455 Bùi Thị Phương Duyên – AT16010 Nguyễn Thị Thảo Hiền – AT16018 Phan Tuấn Khải – AT160426 Giảng viên hướng dẫn: ThS Trần Thị Xuyên Hà Nội, - 2023 B LỜI NÓI ĐẦU Ngày nay, với phát triển mạnh mẽ khoa học kỹ thuật, đặc biệt khoa học máy tính, mở kỷ nguyên cách thu thập, tiếp nhận, trao đổi lưu trữ thông tin Đồng thời, q trình tồn cầu hóa phổ cập mạng Internet biến không gian mạng thành nơi mà làm điều khơng tưởng, giải trí, mua sắm, học tập, hội họp…và điều diễn lĩnh vực đời sống trí, kinh tế, quân sự, giáo dục, thương mại…cùng với việc tài sản số sinh ra, sử dụng đem lại lợi ích kinh tế chủ sở hữu Đó lợi ích vô to lớn công nghệ số, nhiên song song với khả bị đánh cắp, bị chép làm giả tài liệu – tài sản chủ trở nên hồn hảo dễ dàng hết Việc trao đổi, chuyển tiếp, phân phối hay chí chỉnh sửa với nhiều mục đích mà khơng có cho phép người sở hữu diễn ngày nhanh chóng, đơn giản nằm ngồi tầm kiểm sốt nhân quan thẩm quyền Vấn đề đặt phương án kiểm soát việc phân phối, kinh doanh sử dụng tài sản số, đồng thời tuân thủ nguyên tắc quyền sở hữu trí tuệ Để giải vấn đề bảo quyền xác thực việc xây dựng hệ thống có sử dụng kỹ thuật nhúng thủy vân giải pháp tối ưu, hiểu Phương pháp sử dụng hiểu nhiều lĩnh vực khác mật mã học, lý thuyết thông tin, lý thuyết truyền thơng xử lý tín hiệu số, hình ảnh Bằng cách sử dụng thủy số giúp liệu bảo vệ khỏi hành động bất hợp pháp Vì thủy vân khơng làm thay đổi chất lượng sản phẩm, khó bị phát trực giác gắn kết với sản phẩm nên thủy vân số chứng kết luận tốt liệu có bị xuyên tạc hay vi phạm quyền khơng Hiểu điều nhóm 10 định chọn đề tài “Hệ thống thủy vân số giúp bảo vệ quyền xác thực sử dụng kỹ thuật mật mã ” để giới thiệu với cô bạn * Mục tiêu đề tài i Nghiên cứu, tìm hiểu khái niệm, tổng quan lý thuyết phương thức hoạt động hệ thống thủy số miền không gian miền tần số, kỹ thuật mật mã, hướng ứng dụng tập trung vào ứng dụng bảo vệ quyền xác thực Qua có thêm kiến thức lĩnh vực công nghệ hiểu hệ thống thủy số, kỹ thuật mật mã, đồng thời cài đặt thành cơng thuật tốn thủy vân miền tần số miền không gian nhằm ứng dụng bảo vệ quyền xác thực * Tên đề tài “Hệ thống thủy vân số giúp bảo vệ quyền xác thực sử dụng kỹ thuật mật mã” Mục tiêu đặt thực đề tài: Nghiên cứu hệ thống thủy vân số hướng ứng dụng thủy vân số Nghiên cứu ứng dụng bảo vệ quyền xác thực sử dụng kỹ thuật mật mã Phân tích thuật tốn thủy vân số Xây dựng chương trình thử nghiệm cài đặt số thuật toán thủy nhằm ứng dụng giúp bảo vệ quyền xác thực sử dụng kỹ thuật mật mã ii MỤC LỤC DANH MỤC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT .v DANH MỤC HÌNH VẼ vi DANH MỤC BẢNG BIỂU vii CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ THỦY VÂN SỐ 1.1 KHÁI NIỆM THỦY VÂN SỐ .1 1.2 PHÂN LOẠI THỦY VÂN .2 1.2.1 Phân loại thủy vân theo miền nhúng 1.2.2 Phân loại theo đối tượng nhúng thủy vân 1.2.3 Phân loại thủy vân theo cảm nhận người 1.3 MƠ HÌNH THỦY VÂN SỐ 1.3.1 Tạo thủy vân số 1.3.2 Quy trình nhúng thủy vân .4 1.3.3 Trích xuất tìm kiếm thủy vân .5 1.4 CÁC HƯỚNG ỨNG DỤNG CỦA THỦY VÂN 1.5 ĐẶC TÍNH CỦA THỦY VÂN 1.6 YÊU CẦU ĐỐI VỚI PHƯƠNG PHÁP THỦY VÂN 11 1.7 KHẢ NĂNG TẤN CÔNG TRÊN HỆ THỐNG THỦY VÂN SỐ 12 CHƯƠNG KỸ THUẬT MẬT MÃ 13 2.1 TỔNG QUAN 13 2.2 GIỚI THỆU 13 2.3 CHUẨN BỊ 13 2.3.1 Thuật toán RSA 13 2.3.2 Thuật tốn biến đổi sóng (DWT) 15 2.3.3 Singular Value Decomposition (SVD) – phân tích suy biến 16 2.4 PHƯƠNG PHÁP ĐỀ XUẤT 17 2.4.1 Bài báo hội nghị không xuất 17 iii 2.4.2 Trích xuất 18 2.4.3 Kết thí nghiệm .20 2.5 MỘT SỐ TẤN CÔNG KIỂM TRA ĐỘ BỀN CỦA PHƯƠNG PHÁP 21 2.5.1 Số liệu đánh giá 21 2.6 MỘT SỐ TẤN CÔNG VÀO ẢNH THỦY VÂN 24 2.6.1 Tấn công nhiễu (Noise attack) 24 2.6.2 Tấn cơng hình học 25 CHƯƠNG CHƯƠNG TRÌNH THỬ NGHIỆM .28 3.1 BÀI TOÁN ĐẶT RA 28 3.2 MƠ TẢ, PHÂN TÍCH, THIẾT KẾ HỆ THỐNG 28 3.2.1 Chức hệ thống .28 3.2.2 Ứng dụng hệ thống 28 3.3 TRIỂN KHAI HỆ THỐNG THỦY VÂN 29 3.3.1 Tạo mã QR code 29 3.3.2 Mã hóa QR code CLM 29 3.3.3 Tiến hành nhúng QR code vào ảnh thuật toán DWT SVD (phương pháp nhúng) 29 3.3.4 Tiến hành trích xuất ảnh ẩn thuật tốn DWT SVD 30 3.3.5 Tiến hành giải ảnh mã hóa CLM 30 KẾT LUẬN 31 TÀI LIỆU THAM KHẢO 32 iv DANH MỤC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT Từ viết tắt Ý nghĩa DVD Digital Versatile Disc LSB Least Significant Bit A/D Analog-to-Digital Converter D/A Digital Converter-to-Analog SVD Singular Value Decomposition RSA Rivest-Shamir-Adleman DWT Last-In First-Out QR quick response MSE mean squared error PSNR Peak signal-to-noise ratio NCC National Certified Counselor DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1-1 Sơ đồ phân loại hệ thống thủy vân Hình 1-2 Quy trình nhúng thủy vân Hình 1-3 Quy trình trích xuất tìm kiếm thủy vân .6 Hình 2-1 Thuật toán RSA 14 Hình 2-2 Ba cấp độ phân rã/giải DWT .16 Hình 2-3 SVD ma trận 4x4 16 Hình 2-4 Sơ đồ đề xuất: Quá trình nhúng 17 Hình 2-5 Sơ đồ đề xuất: Q trình trích xuất 19 Hình 2-6 Ảnh màu mẫu mã QR 20 Hình 2-7 Ảnh màu mẫu mã QR 21 Hình 2-8 Các cơng tạp âm vào ảnh mẫu watermark trích xuất .24 Hình 2-9 Tấn cơng hình học vào ảnh mẫu watermark trích xuất 25 DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng Tạo khóa cơng khai riêng tư RSA .22 Bảng Giá trị PSNR NCC khơng có công 31 Bảng Giá trị PSNR NCC có cơng khác 31 Bảng Giá trị PSNG NCC có cơng hình học vào ảnh thủy vân 32 Bảng So sánh giá trị NCC với phương pháp thủy vân liên quan 36