Ứng dụng giấu tin trong mã hóa xác thực

EBOOKBKMT.COM - TÌM KIẾM TÀI LIỆU MIỄN PHÍ BÁO CÁO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP  Sinh viên thực hiện: NHỮ BẢO VŨ Chuyên ngành: Toán – Tin ứng dụng Lớp: Toán Tin – K52 Giáo viên hướng dẫn: PGS.TS PHAN TRUNG HUY Nhận xét giáo viên hướng dẫn: Giáo viên hướng dẫn (Ký, ghi rõ họ tên) Ứng Dụng Giấu Tin Trong Mã Hóa & Xác Thực MỤC LỤC DANH MỤC VIẾT TẮT LỜI MỞ ĐẦU CHƯƠNG TỔNG QUAN GIẤU TIN VÀ CƠ SỞ TOÁN HỌC .10 1.1 Bài tốn giấu tin vai trị 10 1.1.1 Bài toán giấu tin 10 1.1.2 Phân loại kỹ thuật giấu tin 13 1.1.3 Mơ hình giấu tin 15 1.1.4 Các ứng dụng kỹ thuật giấu tin 16 1.2 Giấu tin ảnh đặc trưng 18 1.2.1 Giấu tin ảnh 18 1.2.2 Các đặc trưng 19 1.3 Cơ sở toán học 22 1.3.1 Lý thuyết đồng dư modulo 22 1.3.2 Lý thuyết module 24 CHƯƠNG GIẤU TIN TRÊN ẢNH NHỊ PHÂN 30 2.1 Giới thiệu giấu tin ảnh nhị phân 30 2.2 Giấu tin theo khối bit đơn giản 30 2.3 Thuật toán giấu tin Wu-Lee 31 2.4 Thuật toán giấu tin Chen-Pan-Tseng 32 2.5 Thuật toán giấu tin CPTE 35 CHƯƠNG GIẤU TIN TRÊN ẢNH MÀU, ẢNH XÁM 39 3.1 Phương pháp LSB .39 3.2 Phương pháp chẵn lẻ giấu tin ảnh số .40 3.3 Phương pháp định vị giai thừa giấu tin ảnh GIF 42 3.4 Thuật toán giấu tin ảnh xám 43 Viện Toán Ứng Dụng & Tin Học Nhữ Bảo Vũ Ứng Dụng Giấu Tin Trong Mã Hóa & Xác Thực CHƯƠNG XÂY DỰNG CHƯƠNG TRÌNH ỨNG DỤNG .46 4.1 Tổng quan ảnh số 46 4.2 Cài đặt thuật toán CPTE .50 4.3 Ứng dụng giấu tin mã hóa 53 4.3.1 Thiết kế chương trình giấu tin 54 4.3.2 Thiết kế mã hóa .56 4.4 Ứng dụng giấu tin xây dựng giao thức xác thực 57 4.4.1 Phát biểu toán thực tế ứng dụng mơ hình .58 4.4.2 Khái niệm giao thức .60 4.4.3 Giao thức bắt tay sử dụng phương pháp giấu tin 61 4.4.4 Phân tích độ an toàn hệ thống 66 4.5 Giới thiệu chương trình thử nghiệm 67 4.5.1 Tóm tắt kết .67 4.5.2 Chương trình giấu tin 68 4.5.3 Chương trình xác thực người dùng .72 KẾT LUẬN 79 TÀI LIỆU THAM KHẢO .80 Viện Toán Ứng Dụng & Tin Học Nhữ Bảo Vũ Ứng Dụng Giấu Tin Trong Mã Hóa & Xác Thực DANH MỤC VIẾT TẮT ST T Nội dung Viết tắt Least Significant Bit Uniform Resource Locator Advanced Encryption Standard Bitmap Graphics Interchange Format LSB URL AES BMP GIF Viện Toán Ứng Dụng & Tin Học Nhữ Bảo Vũ Ứng Dụng Giấu Tin Trong Mã Hóa & Xác Thực LỜI MỞ ĐẦU Sự phát triển nhanh chóng khoa học kỹ thuật nhiều lĩnh vực đặc biệt lĩnh vực đa phương tiện giúp cho hệ thống sản xuất, quản lý phân phối sản phẩm: hình ảnh, âm thanh, tài liệu văn bản… dễ dàng Cùng với phổ biến rộng rãi mạng internet tốc độ cao làm cho q trình phân phối chúng trở nên nhanh chóng thuận tiện, đem lại thuận lợi to lớn thông qua hệ thống thương mại điện tử Trên mơi trường mở, nhanh chóng tiện nghi vậy, việc tìm kiếm, chép thơng tin trở nên dễ dàng hết Những phiên chép hoàn hảo, kỹ thuật thay thế, sửa đổi tinh vi, cộng với lưu thông phân phối mạng liệu đa phương tiện phát sinh nhiều vấn đề nhức nhối nạn ăn cắp quyền, phân phối bất hợp pháp, giả mạo, xuyên tạc, … Tình trạng vi phạm quyền số xảy hàng ngày, hàng cách liên tục Nhằm bảo vệ sản phẩm số không bị sử dụng trái phép, song song với việc kêu gọi ý thức tự giác thực thi luật quyền, công ty công nghệ lớn giới thực giải pháp kỹ thuật kiểm soát quyền số Một vấn đề đặt bảo vệ quyền sở hữu sản phẩm đa phương tiện Đứng trước tình hình vấn đề bảo mật thơng tin nhận quan tâm đặc biệt nhiều lĩnh vực Đã có nhiều phương pháp để bảo mật thông tin, phương pháp sử dụng phổ biến để bảo vệ quyền sở hữu nội dung sản phẩm đa phương tiện mã hố Nội dung sản phẩm mã hoá gửi cho người sử dụng Người sử dụng đọc thông tin nhận khoá giải Viện Toán Ứng Dụng & Tin Học Nhữ Bảo Vũ Ứng Dụng Giấu Tin Trong Mã Hóa & Xác Thực mã kèm Phương pháp mã hố hiệu việc truyền thơng tin không hiệu việc bảo vệ quyền sở hữu Sau sản phẩm giải mã, người dùng ngồi việc lưu trữ cịn nhân phân phối lại Giấu tin phương pháp tiếp tục nghiên cứu ứng dụng mạnh mẽ Đây phương pháp phức tạp xem cơng nghệ cốt lõi cho vấn đề bảo vệ quyền, chống nhân bất hợp pháp, chống lại truy cập trái phép, chống xuyên tạc, chống giả mạo thông tin, xác thực thông tin điều khiển truy cập ứng dụng an tồn bảo mật thơng tin Sự khác biệt chủ yếu mã hố thơng tin giấu tin phương pháp mã hố làm cho thơng tin rõ có mã hố hay khơng cịn phương pháp giấu tin người ta khó biết có thơng tin giấu bên tính chất ẩn hình (invisible) thơng tin giấu Các phương pháp mã hóa thường thu hút ý, thơng tin mã hố bị phát tên tin tặc tìm cách để triệt phá Và chạy đua người bảo vệ thông tin bọn tin tặc chưa kết thúc tuyệt đối bên Trong hoàn cảnh giấu tin trở thành phương pháp hữu hiệu để che giấu tin làm cho tin tặc phát Trên sở ứng dụng đa dạng, đặc tính bật giấu tin với xuất phát từ yêu cầu dự án thực tế “Xây dựng giao thức bảo vệ đề thi trắc nghiệm môi trường Wireless” mà tác giả tiếp cận lựa chọn đề tài “Ứng dụng giấu tin mã hóa xác thực” làm đồ án tốt nghiệp Đồ án trình bày tổng quan giấu tin, số phương pháp giấu tin, giới thiệu phương pháp giấu tin vào ảnh xám dựa tiếp cận Viện Toán Ứng Dụng & Tin Học Nhữ Bảo Vũ Ứng Dụng Giấu Tin Trong Mã Hóa & Xác Thực lý thuyết module Xây dựng ứng dụng giấu tin kết hợp mã hóa, thiết kế cài đặt giao thức xác thực người dùng môi trường mạng sử dụng phương pháp giấu tin để làm tăng độ an toàn cho người dùng tham gia vào hệ thống cần có xác minh người sử dụng, có giao dịch yêu cầu độ an tồn cao có khả phát chống lại giả mạo Đồ án bao gồm nội dung sau: Phần Mở đầu Sơ lược bối cảnh mạng máy tính nay, mức độ an toàn liệu Phương hướng, phạm vi nghiên cứu giải pháp tiếp cận, từ đặt nhiệm vụ đồ án Phần Nội dung chính, bao gồm có chương Chương 1: Tổng quan giấu tin sở toán học Giới thiệu tổng quan giấu tin, số khái niệm Phân loại trình bày số kỹ thuật giấu tin bản, yêu cầu toán giấu tin số ứng dụng giấu tin Đồng thời trình bày khái niệm lý thuyết đồng dư modulo lý thuyết module làm sở để trình bày thuật tốn giấu tin Chương 2: Giấu tin ảnh nhị phân Trình bày số phương pháp, kĩ thuật giấu tin ảnh nhị phân định dạng ảnh Bitmap Chương 3: Giấu tin ảnh màu, ảnh xám Trình bày số phương pháp, kĩ thuật giấu tin ảnh màu, ảnh xám định dạng ảnh Bitmap Viện Toán Ứng Dụng & Tin Học Nhữ Bảo Vũ Ứng Dụng Giấu Tin Trong Mã Hóa & Xác Thực Chương 4: Xây dựng chương trình ứng dụng Đề cập đến số vấn đề bảo mật an tồn thơng tin, thiết kế xây dựng giải pháp ứng dụng giấu tin vào ứng dụng mã hóa xác thực người sử dụng Phần Kết luận Phần Tài liệu tham khảo Viện Toán Ứng Dụng & Tin Học Nhữ Bảo Vũ Ứng Dụng Giấu Tin Trong Mã Hóa & Xác Thực LỜI CẢM ƠN Em xin chân thành gửi lời cảm ơn tới thầy Phan Trung Huy, thầy tận tình hướng dẫn, bảo, giúp đỡ em hồn thành đồ án tốt nghiệp Em xin gửi lời cảm ơn tới thầy cô Viện toán ứng dụng tin học giảng dạy, cung cấp cho em kiến thức kỹ để vận dụng q trình nghiên cứu Và cuối em xin gửi lời cảm ơn tới gia đình bạn bè, người ln bên cạnh, chia sẻ động viên em suốt thời gian thực hoàn thành đồ án Hà Nội, ngày 28 tháng 05 năm 2012 Sinh viên thực Nhữ Bảo Vũ Viện Toán Ứng Dụng & Tin Học Nhữ Bảo Vũ Ứng Dụng Giấu Tin Trong Mã Hóa & Xác Thực CHƯƠNG TỔNG QUAN GIẤU TIN VÀ CƠ SỞ TỐN HỌC 1.1 Bài tốn giấu tin vai trị 1.1.1 Bài tốn giấu tin Giấu tin kỹ thuật nhúng thông tin vào nguồn đa phương tiện gọi đối tượng chứa như: tập tin ảnh, tập tin âm thanh, tập tin văn bản… mà không gây nhận biết tồn thông tin giấu Phương pháp giấu tin tiến hành theo nhiều cách khác tùy theo phương pháp mục đích Bài tốn giấu tin thơng thường gồm hai q trình:  Nhúng tin (mã hóa)  Trích rút tin (giải mã) Ví dụ 1: Thơng điệp cần gửi mã hóa nhúng bit thông tin vào ảnh Viện Toán Ứng Dụng & Tin Học 10 Nhữ Bảo Vũ