GIẤU TIN TRONG ẢNH SỬ DỤNG KẾT HỢP MÃ HÓA AES VÀ KỸ THUẬT GIẤU TIN TRÊN SAI PHÂN

AN TOÀN BẢO MẬT THÔNG TIN, BÀI TẬP LỚN,GIẤU TIN TRONG ẢNH SỬ DỤNG KẾT HỢP MÃ HÓA AES VÀ KỸ THUẬT GIẤU TIN TRÊN SAI PHÂN,AN TOÀN BẢO MẬT THÔNG TIN, BÀI TẬP LỚN,GIẤU TIN TRONG ẢNH SỬ DỤNG KẾT HỢP MÃ HÓA AES VÀ KỸ THUẬT GIẤU TIN TRÊN SAI PHÂN

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI BÀI TẬP LỚN Mơn: An tồn bảo mật thơng tin GIẤU TIN TRONG ẢNH SỬ DỤNG KẾT HỢP MÃ HÓA AES VÀ KỸ THUẬT GIẤU TIN TRÊN SAI PHÂN CBHD:Ths.Trần Phương Nhung Lớp: 20221IT6001001 Nhóm 10 Thành viên nhóm: Hà Nội- Năm 2023 MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN .1 LỜI MỞ ĐẦU .2 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN .3 1.1.Mục đích nghiên cứu 1.2.Nội dung nghiên cứu 1.3.Định nghĩa giấu thông tin 1.3.1.Định nghĩa 1.3.2.Mục đích giấu tin 1.4.Mơ hình giấu thơng tin 1.4.1.Sơ đồ giấu tin 1.4.2.Sơ đồ tách tin 1.5.Môi trường giấu tin .7 1.5.1.Giấu tin ảnh 1.5.2.Giấu thông tin văn dạng text 1.6.Một số ứng dụng kỹ thuật giấu tin .9 1.7.Cấu trúc ảnh bitmap 10 1.7.1.Bitmap header .10 1.7.2.Palette màu 11 1.7.3.Bitmap data 11 1.8.Tổng quan mã hóa thơng tin 11 1.8.1.Các khái niệm .11 1.8.2.Các phương pháp mã hóa 12 1.8.3.Ứng dụng mã hóa thông tin 13 1.9.Phương pháp mã hóa AES 13 1.9.1.Giới thiệu 13 1.9.2.Quy trình mã hóa 13 1.9.3.Quy trình giải mã 15 CHƯƠNG 2: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 16 2.1.Giới thiệu kỹ thuật giấu tin sai phân 16 2.2.Quá trình giấu tin ảnh sử dụng kết hợp mã hóa AES kỹ thuật giấu tin sai phân .16 2.2.1.Thuật toán giấu tin 16 2.2.2.Ví dụ minh họa trình giấu tin .18 2.3.Quá trình tách tin 19 2.3.1.Thuật toán tách tin 19 2.3.2.Ví dụ minh họa q trình tách tin .20 2.4.Thiết kế, cài đặt chương trình đề mơ thuật tốn .21 2.5 Cài đặt triển khai 31 2.6.Thực toán 35 2.6.1.Phân công công việc 35 2.6.2.Bùi Văn Tiến .35 2.6.3.Dương Văn Tiến 35 2.6.4.Nguyễn Hữu Thông 36 2.6.5.Phạm Văn Tình 36 2.6.6.Lê Sỹ Tôn 36 CHƯƠNG PHẦN KIẾN THỨC LĨNH HỘI VÀ BÀI HỌC KINH NGHIỆM 37 3.1.Nội dung thực .37 3.1.1.Những nhiệm vụ thực 37 3.1.2 Bài học kinh nghiệm 37 3.2 Hướng phát triển 38 TÀI LIỆU THAM KHẢO 41 DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1:Hai lĩnh vực kỹ thuật giấu thơng tin .5 Hình 2:Sơ đồ giấu tin Hình 3:Sơ đồ tách tin Hình 4:Cấu trúc ảnh bitmap 10 Hình 5:Giao diện chương trình 21 Hình 6:Giao diện menu chương trình 22 Hình 7:Giao diện giấu tin chương trình 23 Hình 8:Hình chọn file ảnh đầu vào giao diện giấu tin 24 Hình 9:Hình đọc file text đầu vào giao diện giấu tin 25 Hình 10:Hình mã hóa liệu giao diện giấu tin 26 Hình 11:Hình giấu tin thành công 27 Hình 12:Giao diện tách tin 28 Hình 13:Hình nhập ảnh đầu vào giao diện tách tin 29 Hình 14:Hình chọn đường dẫn lưu file đầu giao diện tách tin 30 Hình 15:Tách tin thành công .31 LỜI CẢM ƠN Em xin chân thành cảm ơn thầy, cô khoa Công nghệ thông tin – Trường Đại học Công Nghiệp Hà Nội tận tình dạy dỗ, truyền đạt cho chúng em kiến thức bổ ích quý báu suốt năm học qua Chúng em xin tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến cô Trần Phương Nhung, người trực tiếp hướng dẫn, giúp đỡ truyền đạt cho chúng em kinh nghiệm để đề tài thực hoàn thành Chúng em xin cảm ơn gia đình bạn bè động viên giúp đỡ em suốt thời gian em làm báo cáo tập lớn Vì thời gian có hạn, trình độ hiểu biết chúng em nhiều hạn chế Cho nên báo cáo khơng tránh thiếu sót, em mong nhận đống góp ý kiến cô bạn bè để báo cáo chúng em hoàn thiện Em xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, ngày … tháng … năm 2022 Nhóm sinh viên LỜI MỞ ĐẦU Sự phát triển vượt bậc công nghệ mạng dẫn đến vấn đề an tồn thơng tin quan trọng Có nhiều phương pháp để trao đổi thơng tin mật, phương pháp mã hóa thơng tin coi xuất sớm nhất, nhiên phương pháp làm cho người ta dễ phát Do với phương pháp khác giấu tin liệu đa phương tiện coi “vơ hình” người dùng Trong số trường hợp để đảm bảo an tồn cho thơng tin đem giấu người ta kết hợp hai phương pháp Trong đề tài sử dụng phương pháp mã hóa AES (advanced encryption standard) để mã hóa thơng tin mật trước giấu vào ảnh phương pháp giấu sai phân Nơi dung báo cáo gồm chương sau: Chương 1: Tổng quan Giới thiệu số định nghĩa giấu thông tin,mục tiêu đề tài,ứng dụng đề tài thực tế, môi trường giấu tin, sơ lược mơ hình giấu tin bản, cấu trúc ảnh bitmap Giới thiệu tổng quan mã hóa thơng tin, phương pháp mã hóa AES Chương 2: Kết nghiên cứu Thuật tốn, sơ đồ thuật tốn, ví dụ minh họa trình giấu tin sử dụng kết hợp mã hóa AES với kỹ thuật giấu tin sai phân,đưa công cụ hướng dẫn cài đặt chạy chương trình Chương 3: Phần kiến thức lĩnh hội học kinh nghiệm Tổng kết phần tập lớn làm được,rút học kinh nghiệm rút CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1.Mục đích nghiên cứu Như trình bày kỹ thuật mã hóa thực tế đa dạng phong phú.Do phát triển vượt bậc công nghệ mạng dẫn đến vấn đề an tồn thơng tin quan trọng Có nhiều phương pháp để trao đổi thơng tin mật, phương pháp mã hóa thơng tin coi xuất sớm nhất, nhiên phương pháp làm cho người ta dễ phát Do với phương pháp khác giấu tin liệu đa phương tiện coi “vơ hình” người dùng.Điều khiến cho việc cất giấu thông tin trở nên bảo mật hơn,tốt trao đổi liệu.Do mà, số trường hợp để đảm bảo an tồn cho thơng tin đem giấu người ta kết hợp hai phương pháp này.Qua môn học An toàn bảo mật chúng em hoàn thiện đề tài để tìm hiểu quy trình sử dụng phương pháp thực tế 1.2.Nội dung nghiên cứu Qua q trình tìm tịi học hỏi đề tài chúng em sử dụng phương pháp mã hóa AES để mã hóa thơng tin mật giấu vào ảnh phương pháp giấu sai phân 1.3.Định nghĩa giấu thông tin 1.3.1.Định nghĩa Giấu thông tin kỹ thuật giấu (hoặc nhúng) lượng thơng tin số vào đối tượng liệu số khác (“giấu tin” nhiều không cần phải hành động giấu cụ thể mà mang ý nghĩa quy ước) Định nghĩa mang tính tổng quát giấu tin Xét riêng kỹ thuật giấu tin mật (Steganography), định nghĩa sau cụ thể chia theo hệ giấu tin mật Từ đó, hệ thống giấu tin mật chia thành ba loại như: 1.3.1.1.Giấu tin tuý (Pure Steganography) Một σ(C, M, D, E), C tập phương tiện chứa thông tin cần giấu, M tập thông điệp cần giấu với |C|≥|M|, E: C×M → C hàm nhúng thơng điệp M vào phương tiện chứa C D: C → M hàm giải tin cho D(E(c, m)) = m với m ∈ M, c ∈ C gọi hệ pure Steganography 1.3.1.2.Giấu tin dùng khoá bí mật (Secret key Steganography) Một năm σ(C, M, K, Dk, Ek), C tập phương tiện chứa thông tin cần giấu, M tập thông điệp cần giấu với |C|≥|M|, K tập khoá bí mật, Ek: C×M×K → C hàm nhúng thông điệp M vào phương tiện chứa C sử dụng khố K Dk: C × K→ M hàm giải tin cho Dk(Ek(c, m, k), k) = m với m ∈ M, c ∈ C k ∈ K gọi hệ Secret key Stegangraphy 1.3.1.3.Giấu tin dùng khố cơng khai (Public Key Steganography) Giống hệ mã mật khố cơng khai, hệ giấu tin mật khố cơng khai khơng sử dụng việc truyền khố bí mật mà sử dụng hai khố khố bí mật khố cơng khai Khố cơng khai lưu sở liệu công cộng Được sử dụng q trình giấu tin Cịn khố bí mật sử dụng q trình giải tin 1.3.2.Mục đích giấu tin Giấu tin có hai mục đích:  Bảo mật cho liệu giấu  Bảo đảm an tồn (bảo vệ quyền) cho đối tượng chứa liệu giấu Có thể thấy hai mục đích hồn tồn trái ngược dần phát triển thành hai lĩnh vực với u cầu tính chất khác Hình 1:Hai lĩnh vực kỹ thuật giấu thơng tin Kỹ thuật giấu thơng tin bí mật (Steganography): với mục đích đảm bảo an tồn bảo mật thơng tin tập trung vào kỹ thuật giấu tin để giấu nhiều thông tin Thông tin mật giấu kỹ đối tượng khác cho người khác không phát Kỹ thuật giấu thông tin theo kiểu đánh giấu (watermarking) để bảo vệ quyền đối tượng chứa thông tin tập trung đảm bảo số yêu cầu đảm bảo tính bền vững… ứng dụng kỹ thuật thủy vân số 1.4.Mơ hình giấu thơng tin Giấu thông tin vào phương tiện chứa tách lấy thơng tin hai q trình trái ngược mơ tả qua sơ đồ khối hệ thống sau: