(Luận văn) tìm hiểu một số thuật toán giấu tin mật trong ảnh kỹ thuật số và xây dựng một thuật toán giấu tin mật

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ THÔNG TIN VÀ TRUYỀN THÔNG TẠ THỊ THU QUYÊN lu an n va TRONG ẢNH KỸ THUẬT SỐ VÀ XÂY DỰNG MỘT THUẬT TỐN gh tn to TÌM HIỂU MỘT SỐ THUẬT TOÁN GIẤU TIN MẬT p ie GIẤU TIN MẬT d oa nl w an lu ll u nf va LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC MÁY TÍNH oi m z at nh z m co l gm @ an Lu THÁI NGUYÊN, 2017 n va ac th si ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ THƠNG TIN VÀ TRUYỀN THƠNG TẠ THỊ THU QUN TÌM HIỂU MỘT SỐ THUẬT TOÁN GIẤU TIN MẬT lu an TRONG ẢNH KỸ THUẬT SỐ VÀ XÂY DỰNG MỘT THUẬT TOÁN n va GIẤU TIN MẬT gh tn to p ie Chuyên ngành: Khoa học máy tính d oa nl w Mã số: 60 48 01 01 ll u nf va an lu LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC MÁY TÍNH oi m z at nh Người hướng dẫn khoa học: TS Hồ Văn Canh z m co l gm @ an Lu THÁI NGUYÊN, 2017 n va ac th si i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan kết tìm hiểu, nghiên cứu luận văn cá nhân Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực chưa cơng bố cơng trình khác Các trích dẫn số liệu kết tham khảo có xuất xứ rõ ràng trích dẫn hợp phát Thái nguyên, tháng năm 2017 Tác giả luận văn lu an Tạ Thị Thu Quyên n va p ie gh tn to d oa nl w ll u nf va an lu oi m z at nh z m co l gm @ an Lu n va ac th si ii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN …………………………………………………………….i MỤC LỤC ii DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT iv DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ v LỜI CẢM ƠN vi MỞ ĐẦU 1 Đặt vấn đề Những đóng góp luận văn lu Bố cục luận văn an CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ KỸ THUẬT GIẤU TIN TRONG ẢNH va 1.1 Khái niệm: n 1.3 Các đặc trưng tính chất giấu tin ảnh: gh tn to 1.2 Phân loại kỹ thuật giấu tin: p ie 1.4 Ứng dụng phổ biến kỹ thuật giấu tin: Các phương pháp phân tích ảnh có giấu tin: .10 nl w 1.6 Các tiêu chuẩn đánh giá so sánh kỹ thuật giấu tin ảnh .8 1.5 oa CHƯƠNG MỘT SỐ THUẬT TOÁN GIẤU TIN MẬT TRONG ẢNH SỐ 11 d 2.1 Kỹ thuật giấu tin mật .11 lu an 2.1.1 Kỹ thuật giấu tin theo khối bit 11 u nf va 2.1.2 Thuật toán Wu-lee [10] 14 2.1.3 Thuật toán giấu tin Chen-Pan-Tseng [16] 17 ll m 2.2 Kỹ thuật phát ảnh có giấu tin mật 24 oi 2.2.1 Kỹ thuật phân tích cặp giá trị điểm ảnh 24 z at nh 2.2.2 Kỹ thuật phân tích đối ngẫu .27 2.2.3 Kỹ thuật phân tích cặp mẫu SPA .30 z @ CHƯƠNG III: XÂY DỰNG MỘT THUẬT TOÁN GIẤU TIN MẬT 36 gm 3.1 Thuật toán giấu tin mật [10][15] 36 l 3.1.1 Một số sở lý thuyết toán học .36 m co 3.1.2 Ứng dụng 40 an Lu 3.1.3 Xây dựng thuật toán giấu tin ảnh 42 3.1.4 Ví dụ ứng dụng thuật toán .44 n va ac th si iii 3.1.5 Độ an tồn thuật tốn 46 3.1.6 Nhận xét đánh giá 47 3.1.7 Kết thử nghiệm 48 3.2 Chương trình thử nghiệm .49 3.2.1 Môi trường cài đặt 49 3.2.2 Mơ hình hệ thống .49 KẾT LUẬN 53 TÀI LIỆU THAM KHẢO 54 lu an n va p ie gh tn to d oa nl w ll u nf va an lu oi m z at nh z m co l gm @ an Lu n va ac th si iv DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT BMP Basic Metabolic Panel - Ảnh bipmap GIF Graphics Interchange Format - Ảnh có định dạng GIF JPEG Joint Photographic Experts Group - Ảnh nén JPEG LSB Least Significant Bit - Bit có trọng số thấp PNG Portable Network Graphics - Ảnh nén PNG PoV Pairs of Values - cặp giá trị điểm ảnh chẵn/lẻ HVS Human Vision System RGB Red – Green – Blue lu an n va p ie gh tn to d oa nl w ll u nf va an lu oi m z at nh z m co l gm @ an Lu n va ac th si v DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Hình 2.1 Minh họa giấu bit b = vào khối nhị phân B 12 Hình 2.2 Minh họa giấu dãy bit M = 110 vào khối ảnh nhị phân 16 Hình 2.3 Minh họa kết sau giấu tin theo thuật tốn Chen-Pan-Tseng 24 Hình 2.4 Xích hữu hạn trạng thái với trạng thái tập C m (m > 0) 33 Hình 2.5 Xích hữu hạn trạng thái cho tập C0 33 Bảng 3.1 Bảng quy đổi 42 Hình 3.1 Giao diện chương trình 50 Hình 3.2 Giao diện giấu tin 51 lu an Hình 3.3 Giao diện giấu file liệu 51 n va Hình 3.4 Giao diện tách tin 52 p ie gh tn to Hình 3.5 Ảnh trước sau giấu tin 52 d oa nl w ll u nf va an lu oi m z at nh z m co l gm @ an Lu n va ac th si vi LỜI CẢM ƠN Em xin chân thành cảm ơn tồn thể thầy giáo trường Đại học công nghệ thông tin truyền thơng Đại học Thái Ngun hết lịng dạy dỗ bảo, tạo điều kiện tốt cho em suốt trình học tập thời gian thực luận văn Đặc biệt em xin gửi lời cảm ơn chân thành sâu sắc tới TS Hồ Văn Canh người trực tiếp quan tâm, tận tình hướng dẫn giúp đỡ tạo điều kiện thuận lợi để em hồn thành luận văn Em xin kính chúc thầy gia đình ln mạnh khỏe hành phúc Tôi cảm ơn bạn đồng khóa, đồng nghiệp gia đình động viên, lu an giúp đỡ nhiều q trình học tập trường Đại học cơng nghệ thông n va tin truyền thông Đại học Thái Nguyên trình thực luận tn to văn gh Mặc dù em cố gắng hoàn thành luận văn phạm vi khả cho p ie phép chắn không tránh khỏi sai sót, kính mong nhận w bảo tận tình q thầy bạn d oa nl Thái nguyên, tháng năm 2017 u nf va an lu Tạ Thị Thu Quyên ll oi m z at nh z m co l gm @ an Lu n va ac th si MỞ ĐẦU Đặt vấn đề Với phát triển mạnh mẽ công nghệ thông tin, đặc biêt phát triển mạnh mẽ mạng Internet, ngày có nhiều thơng tin trao đổi mạng Theo đời phần mềm có nhiều tính năng, thiết bị máy ảnh kỹ thuật số, máy ghi âm kỹ thuật số, điện thoại thông minh, ti vi thông minh… đến với người tiêu dùng Mạng Internet toàn cầu trở thành mạng xã hội ảo, nơi mà người giao lưu, trao đổi thơng tin lĩnh vực văn hóa xã hội, kinh tế trị, an ninh quốc phòng, giáo dục, y tế… Với mơi trường thuận lu lợi nhiều vấn đề ăn cắp quyền, xuyên tạc thông tin, truy cập trái phép thông tin ngày gia tăng Để đảm bảo độ an tồn tính bí mật cho thông điệp truyền đi, nhiều phương an n va tn to pháp bảo vệ thông tin đưa phương pháp dùng mật mã học Phương pháp mã hố thơng tin làm cho thơng điệp biết rõ bị mã hoá p ie gh Dễ gây ý với đối phương Trong thời gian gần đây, người ta thường sử dụng phương pháp giấu tin mật đa phương tiện, phương pháp làm cho đối tượng mang tin mật khó bị phát kỹ thuật thơng thường d oa nl w khơng làm thay đổi nhiều nội dung ban đầu đối tượng mang thông điệp Đây phương pháp mới, nghiên cứu ứng dụng mạnh mẽ nhiều nước giới Nó xem cơng nghệ chìa khóa cho vấn đề bảo vệ quyền, an tồn thơng tin điều khiển truy cập… ứng dụng an tồn bảo mật thơng tin va an lu ll u nf Giấu tin lĩnh vực rộng lớn Trong mơi trường giấu tin phổ biến rộng rãi ảnh kỹ thuật số Xuất phát từ thực tế đó, nên em lựa chọn đề tài “Tìm hiểu số thuật tốn giấu tin mật ảnh kỹ thuật số xây dựng thuật toán giấu tin mật” oi m z at nh z Những đóng góp luận văn Trong luận văn tơi trình bày số thuật tốn giấu tin mật cơng bố đánh giá số thuật tốn phát ảnh có giấu tin dựa phương pháp phân tích thống kê Bên cạnh luận văn đề xuất thuật toán giấu tin mật l gm @ m co Bố cục luận văn Nội dung luận văn gồm có: Phần mở đầu, ba chương chính, kết luận, mục lục tài liệu tham khảo Nội dung luận văn trình bày sau: an Lu n va ac th si Chương 1: Tổng quan kỹ thuật giấu tin ảnh Chương trình bày tổng quan kỹ thuật giấu tin Chương 2: Tìm hiểu số thuật tốn giấu tin mật ảnh kỹ thuật số Chương phân tích, đánh giá số thuật tốn giấu tin mật công bố: Kỹ thuật giấu tin theo khối bit, thuật toán Wu-lee, thuật toán Chang – Pang – Tseng trình bày số kỹ thuật phát ảnh có giấu tin mật Chương 3: Xây dựng thuật tốn giấu tin mật Chương trình bày thuật toán đề xuất đánh giá độ an tồn thuật tốn Cài đặt thử nghiệm việc giấu tin dựa theo thuật toán đề xuất lu an n va p ie gh tn to d oa nl w ll u nf va an lu oi m z at nh z m co l gm @ an Lu n va ac th si 41 t   100111000     110100100   t   011010010       001100001 t   9 (3) Hay: At=0 (4) Theo lý thuyết trình bày ta suy ma trận kiểm tra là: lu 10011  11010 H  A 01101   00110  an n va  4 H  PI Còn t1 , t , t , t , t bít mang tin cịn t , t , t , t bít dùng để phát ie gh tn to Hay 1000   0100  0010   0001  p sửa sai nl w Bây ta xác định ma trận sinh sau: d oa  100001100    010000110 G   001000011    000101101  000011010   ll u nf va an lu m oi Bằng cách lấy tổ hợp tuyến tính hàng ma trận G, ta nhận m co l gm @ Trong đó: z Ma trận H có dạng: H  H H1 z at nh mã để xây dựng ma trận kiểm tra H bảng mã sau: an Lu n va ac th si 42 10000 10010110011111000110111010      01000  01001011001111100011011101 H   00100 H   10110011111000110111010100      00010 0101100111 1100011011 101010    00001  00101100111110001101110101     Vậy ma trận kiểm tra H có kích cỡ 5x31 lu 1000010010110011111000110111010    0100001001 0110011111 0001101110    H  0010010110011111000110111010100     0001001011001111100011011101010   0000100101100111110001101110101    an n va p nl w d va an lu ll oi m z at nh TT 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 z m co 3.1.3 Xây dựng thuật toán giấu tin ảnh an Lu - Giấu tin: Mã quy đổi 11001 11011 11010 10010 10000 01111 01001 01101 00000 01010 01110 10110 11000 11111 00101 11110 gm @ Ký Tự q r s t u v w x y z , “ ? (I) (II) l Mã quy đổi 01001 01100 00111 00011 00010 01101 01011 00100 10111 10100 11101 00001 11100 10011 10001 00110 u nf Ký tự a b c d e f g h i j k l m n o p oa STT 10 11 12 13 14 15 16 ie gh tn to Bảng 3.1 Bảng quy đổi n va ac th si 43 Ý tưởng thuật toán xây dựng mã n bit để quy đổi thông điệp sang dạng nhị phận ma trận kiểm tra H để làm tăng tính bí mật thơng điệp giấu lương thông tin giấu nhiều Input: Ảnh bitmap C cấp N x n Thông điệp cần giấu M  m1m2 mn n  N2    mi  a, z , i  1, n     (dấu“[x]” ký hiệu phần nguyên X, tức [x] số nguyên lớn không vượt số X) lu an Output: Ảnh Stego S n va Cách thực hiện: tn to Bước 1: Chuyển thông điệp M thành dãy nhị phân theo bảng 3.1, ta M  0,1 ie gh mij  m11m12 p Bước 2: Trích LSB pixels pixel khởi điểm w C, chẳng hạn pixel thứ I (trong liệu ảnh C) ta ký hiệu dãy x ,x ,x , , x với n i i 1 i  i  31n độ dài thông điệp M (n số d oa nl pixels trích là: Bước 3: Chia dãy an lu chữ tạo nên M) x[1]x[2] x[n] ll l  1,2, , n oi m Bước 4: Với u nf 31 (bít) mà ta ký hiệu khối có độ dài va x ,x ,x , , x thành i i 1 i  i  31n T m [l ] m[l ]  m m m , l  1,2, , n l1 l l5 vector chuyển vị vector m[l ] z Còn T T T L [l ]  m [l ]  Hx [l ] z at nh Tính: @ l  1, n khơng x[l ] Giả sử có cột thứ   trùng với k k  1,31 T L [l ], bít thứ m co k l T L [l ] với gm Bước 5: Tìm cột ma trận H xem có cột (trong 31 cột) trùng với đảo (nếu bít chuyển thành bít chuyển thành 0) x[l ] giữ nguyên Còn 31 cột an Lu cịn tất bít cịn lại (gồm 30 bít) n va ac th si 44 ma trận kiểm tra H, khơng có cột trùng với T L [l ] ta để ngun (khơng thực việc đảo bít) Tiếp tục làm ta ký hiệu y ,y , y , i i 1 i  31.n l  1, n ta thu dãy bít LSB, phần lớn bít y ik trùng với x ik k  1,31ncủa dãy ban đầu Bước 6: Trả lại, tức thay dãy LSB dãy lu - y ,y , y , ta i i 1 i  31.n x ,x , x i i 1 i  31.n pixels ảnh gốc C nhận ảnh stego S Tách thông điệp: an Input: va Ảnh Stego S (khơng cần có ảnh gốc C tương ứng) khởi điểm I độ dài n tn to thơng điệp n (Cịn ma trận kiểm tra H bảng 3.1 lưu sẵn CSDL Output: Thông điệp p ie gh bảo mật cẩn thận) w Cách thực hiện: d đến 31n oa nl Bước 1: Bắt đầu từ khởi điểm I (pixel thứ i) hay trích chọn LSB ảnh S cho lu va an Bước 2: Chia dãy độ dài 31.n thành n khối nhau, khối có độ dài 31 (31 (i ) (i ) (i ) y , y , , y n l  1, n tính T T m [l ]  HY Kết l Bước 4: Tra bảng 3.1 để chuyển khối n khối mã m[l ] l  1, n thành ký tự rõ đọc thơng z điệp m[1], m[2], ,m[n] z at nh (độ dài mối khối bít) oi m Bước 3: Cho ll u nf bít khối) Ta ký hiệu m co l gm - Giấu tin: @ 3.1.4 Ví dụ ứng dụng thuật toán Giả sử cho trước ảnh gốc C=CNxN thông điệp cần giấu M = me an Lu Bước 1: Chuyển M thành dãy nhị phân (qua bảng 3.1), ta có: n va ac th si 45 me = 11100 00010 = m[1]m[2] Giả sử khởi điểm i=1 (cho đơn giản), ta trích chọn 62 bít LSB pixels C i=1, kết (gọi ảnh thứ cấp) x1(1) = 1001001011110010011000001101101 (31 bit) x 2(1) = 0100001001101110111111000100011 (31 bit) lu 1    1            0 1  T T       (1) (1) T T        Tính L [1]  m [1]  Hx   Hx    0 1          0   1     0  0  0  0         an Vector (cột) trùng với cột thứ ma trận H Do LSB pixel thứ va n dãy x1(1) bit thay bit 0, ta coi ký tự m giấu to gh tn Tiếp theo để giấu ký tự e ta quay lại bước 2, trích chọn 31 bit LSB dãy pixel ie C kể từ pixel thứ 32 pixel thứ 63, ta x2(1) p 0   T   T (1) (1) T T  L [ 2]  m [ 2]  Hx    Hx 2   1  0   d oa nl w an lu ll u nf va   1000010010110011111000110111010   0  0  0              0100001001011001111100011011101  T  0  0  0 (1)            0010010110011111000110111010100 .x              1   0001001011001111100011011101010  1    1     0000100101100111110001101110101    1  1            oi m z at nh Vectơ trùng với vectơ cột thứ 14 ma trận H z m co y y y  y , y , y 2.31 62 l Vậy dãy gm LSB cịn lại khơng có thay đổi @ Vậy LSB pixel thứ 14 x2(1) bị đảo bit (ở đảo thành 0) = 10000010111110100110000011011010101001001101010111111000100011 an Lu n va ac th si 46 Được trả lại cho x x x 62 ảnh gốc C để trở thành ảnh Stego S Như với 62 bít LSB C ta cần đảo (thay đổi) bit mà giấu thông điệp M = me Tách thông điệp: - Input: Ảnh S, khởi điểm i (ở i =1) Output: Thông điệp (và có ảnh C cần giữ lại) Bước 1: Trích chọn 62 LSB từ ảnh S khởi điểm i=1, ta  y  y1 , y lu   1000001011 1100100111 0000110110 1010101111 1100010101     1, 0100001001     1 an y1 n va Bước 2: Với l  1,2, ta y2 có tn to T T T m1  Hy1  (11100)  m1  11100 ie gh T T T m  Hy  (00010)  m  00010 p Bước 3: Tra bảng 3.1 ta m1=m, m2=e Vậy M = “me” thông điệp nhúng nl w 3.1.5 Độ an tồn thuật tốn d lu tốn học sau: oa Để xác định độ an toàn thuật toán đề xuất ta phải dựa vào cở sở lý thuyết va an Định nghĩa độ an toàn hoàn hảo[13]: Giả sử ta có ảnh cover C ảnh u nf giấu thông điệp stego S Cho Ø là mô ̣t hệ thố ng steganography, PS phân bố ll xác suấ t của ảnh stego-cover chuyể n qua kênh công cô ̣ng đó và PC là phân bố xác m oi suấ t của ảnh C Khi đó, hệ thố ng Ø đươ ̣c go ̣i là ε- an toàn ( ε-secure steganography ) z at nh chố ng la ̣i tấ n cô ̣ng thu ̣ động nế u D ( PC║PS ) = ƩqεQPClog2(PC/PS ) ≤ ε , đố i với ε > Và ̣ thố ng Ø đươ ̣c go ̣i là an toàn hoàn hảo ( Perfect security ) nế u ε = z @ Định lý:[6] Cho Φ là mô ̣t ̣ thố ng Steganography ε - an tồn Khi đó, nế u ký l gm hiê ̣u xác suấ t ß để kẻ tấ n công không phát hiê ̣n đươ ̣c thông tin mâ ̣t và α là xác suấ t để m co kẻ tấ n công phát hiê ̣n sai thỏa mañ bấ t đẳ ng thức sau : d(α,ß) ≤ ε Trong đó, d(α,ß) = αlog2(α/(1-ß)) + (1-α)log2((1-α)/ß ) Đă ̣c biệt, nế u α = thì ß ≥ 2-ε an Lu n va ac th si 47 Ứng dụng lý thuyết để xác định chất lượng thuật toán đề xuất Giả sử, chúng ta có ảnh cover C Sử du ̣ng thuật toán đươ ̣c đề xuấ t để giấ u thông điệp mật M vào ảnh C nhâ ̣n ảnh kế t quả stego S = C(M) Bây giờ ta xác đinh ̣ các hàm phân bố xác suấ t PC và PS Các bước tiế n hành sau: Bước 1: Ta trích chọn LSB liệu ảnh C S khởi điểm giấu tin quy ước thực thuật toán giấu ta dãy sau: C1: 1010101000100111111000100000111.1111111110010101000110111001111 1010101000100111111000100000111 S1: 1010101001100111111000100000111.1111111110010101000110111001011 lu an 1010101000100110111000100000111 Phân bố xác suất bít C1 PC11 = 51/93 = 0.55 n va Bước 2: Tính phân bố xác suất bit 0, C1 S1 to gh tn Phân bố xác suất bit C1 PC10 = 42/93 = 0.45 Phân bố xác suất bit S1 PS10 = 43/93 = 0.46 p ie Phân bố xác suất bit S1 PS11 = 50/93 = 0.54 nl w Bước 3: tính tổng Ʃ = Ʃqϵ {0,1} PC10(q) log2 (PC10(q)/PS10 (q) ) = (0.45xlog2(0.45/0.46)) d oa + (0.55 x log2(0.55/0.54)) = - 0,0142 + 0,0145 = 0,0003 an lu Bước 4: Theo định lí ε = thuật tốn an tồn tuyệt đối Vậy thuật tốn đạt ll m 3.1.6 Nhận xét đánh giá u nf hoàn hảo va mức an toàn ε ≤ 0,05 Ʃ = 0,0003 < 0,05 thuật toán giấu của ta là an tồn oi Thuật tốn nhúng trích chọn đơn giản nhanh chóng z at nh Do thay đổi LSB pixel liệu ảnh, nên chúng mở rộng để giấu vào bit gần thấp (next to last bit) pixel ảnh mà không z gm @ sợ làm giảm độ sáng ảnh môi trường Độ bảo mật đảm bảo khởi điểm giấu ma trận giữ bí mật l m co Khởi điểm thay đổi cho lần giấu, cịn ma trận H dùng lâu dài (hàng năm) việc thay đổi ma trận H đơn giản phải theo lý an Lu thuyết n va ac th si 48 Thuật toán đề xuất giấu nhiều tin đảm bảo chất lượng ảnh sau giấu Thuật tốn giấu thơng tin bit LSB chữ giấu vào bit LSB nên làm cho số bit LSB thay đổi it Do thay đổi LSB ảnh môi trường (khoảng 2-3%) nên phương pháp phát kỹ thuật thống kê khó Tuy nhiên q trình giấu trích chọn địi hỏi phải có độ xác cao, khơng việc trích chọn gặp khó khăn cần sai bit bit chứa ký tự giấu lu an 3.1.7 Kết thử nghiệm n va Thuật toán tiến hành mơi trường lập trình Visual studio 12, ngơn tn to ngữ lập trình C# Sử dụng thuật toán giấu tin Wu-lee thuật toán để giấu với gh 100 ảnh đầu vào tạo 100 ảnh giấu tín Và lấy tập ảnh giấu tin hai thuật toán p ie ảnh đâu vào cho thuật tốn phát hiển ảnh có giấu tin Pov3 w Đối với thuật toán xây dựng : oa nl Với việc thơng kê tồn bit LSB ảnh Sau trình áp dụng d thuật tốn Pov3 để kiểm nghiệm đánh giá em thu kết sau : u nf 33% ll 25% 60% va 50% an lu 70% 80% 90% 100% 45% 56% 64% 78% oi m Tỷ lệ nhúng Khả phát z at nh z So sánh kết phép thử với thuật toán xây dựng so với kết mà thuật tốn Wu-lee cơng bố thực với tỷ lệ giấu tin tương ứng thuật tốn phát ảnh có giấu tin Pov3, chúng tơi thấy thuật tốn đề xuất cho kết tốt với tỉ lệ phát ảnh nhỏ so với thuật tốn giấu tin cơng bố 60% 70% 80% 90% an Lu 50% m co l gm @ Tỷ lệ 100% n va ac th si 49 Thuật toán xây 25% dựng 33% 45% 56% 73% 83% Thuật toán Wu-lee 40% 72% 75% 85% 90% 30% 3.2 Chương trình thử nghiệm 3.2.1 Mơi trường cài đặt Hệ thống thử nghiệm xây dựng mơi trường lập trình Visual Studio 12, sử dụng ngơn ngữ lập trình C# lu Thực Windown 8.1 an va 3.2.2 Mơ hình hệ thống n Hệ thống gồm hai phân hệ: gh tn to Phân hệ giấu tin: Thực giấu thông điệp Input: - Ảnh Jpeg bmp F cấp nxn ie p - Thông điệp cần giấu M nl w Output: - Ảnh S chứa nội dung thông điệp M d lu đoạn tin giấu oa Phân hệ tách tin: Kiểm tra, phát khả có tồn tin giấu ảnh tách va an Input: Ảnh S chứa thông điệp giấu u nf Output: Kết luận ảnh có giấu tin hay khơng? Nếu có hiển thị thơng điệp ll giấu thông báo tách tin thành công oi m Tập liệu thử nghiệm z at nh - Ảnh bitmap ảnh jpeg sử dụng: - 10 ảnh có nội dung, độ phân giải khác z Kết thử nghiệm: l gm @ - Thơng điệp bí mật: Tiếng Việt có dấu, độ dài từ 10% - 20% so với dung lượng ảnh Mơ hình thử nghiệm đáp ứng yêu cầu ban đầu đề luận văn an Lu Một số đánh giá ảnh sau giấu tin: m co Thuật toán giấu/tách tin cho kết nội dung xác n va ac th si 50 - Kích thước ảnh sau giấu tin mật không thay đổi; - Quan sát mắt thường so sánh ảnh có tin giấu với ảnh gốc khơng có khác biệt; - Thử nghiệm phân tích ảnh phương pháp phân tích trực quan (tăng cường bít LSB) khơng phát ảnh có tin giấu Một số giao diện chương trình: lu an n va p ie gh tn to d oa nl w va an lu ll u nf Hình 3.1 Giao diện chương trình oi m z at nh z m co l gm @ an Lu n va ac th si 51 lu an n va Hình 3.2 Giao diện giấu tin p ie gh tn to d oa nl w ll u nf va an lu oi m z at nh z m co l gm @ Hình 3.3 Giao diện giấu file liệu an Lu n va ac th si 52 lu an n va tn to p ie gh Hình 3.4 Giao diện tách tin d oa nl w ll u nf va an lu oi m z at nh Hình 3.5 Ảnh trước sau giấu tin z m co l gm @ an Lu n va ac th si 53 KẾT LUẬN Hiện giấu thông tin ảnh phận chiếm tỉ lệ lớn chương trình ứng dụng hệ thống giấu tin đa phương tiện lượng thông tin trao đổi ảnh lớn giấu thông tin ảnh đóng vai trị quan trọng hầu hết ứng dụng bảo vệ an tồn thơng tin Chính mà thơng qua việc nghiên cứu kỹ thuật giấu tin mật ảnh, luận văn phân tích đánh giá ưu nhược điểm kỹ thuật có từ làm sở để xây dựng thuật toán giấu tin mật đơn giản dễ cài đặt khắc phục số nhược điểm thuật toán trước thiết kế hệ thống giấu tin mật ảnh phục vụ tối đa nhu lu cầu người sử dụng an Đồng thời luận văn tìm hiều số thuật tốn phát ảnh có giấu tin, n va đặc biệt giấu tin mật Chủ yếu tiếp cận phương pháp thống kê Nghiên cứu tài liệu, hệ thống lại vấn đề sau: - Một số kỹ thuật giấu tin mật ảnh kỹ thuật số p ie gh tn to Trên sở luận văn trình bày đạt kết sau: - Một số kỹ thuật phát hiển ảnh có giấu thơng tin mật nl w Đề xuất thuật toán giấu tin mật đơn giản oa Thử nghiệm cài đặt thuật toán giấu tin mật đề xuất d Hướng phát triển luận văn: lu va an Luận văn trình bày tốn giấu tin mật đề xuất thuật tốn giấu tin mật ll là: u nf đơn giản, nhiên, thuật toán đề xuất tồn vài vấn đề chưa giải oi m Thứ việc xác định khởi điểm i phải có phương thức trao đổi khởi điểm i z at nh Thứ hai mã hóa thơng tin trước giấu tin trao đổi khóa Hi vọng tương lai em có hội tiếp tục phát triển đề tài theo hướng z Vì thời gian nghiên cứu có hạn, trình độ hiểu biết thân em nhiều @ gm hạn chế nên luận văn em không tránh khỏi thiếu sót, em mong nhận Em xin chân thành cảm ơn! m co luận văn l góp ý quý báu tất thầy giáo để em hồn chỉnh an Lu n va ac th si 54 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt Nguyễn Xuân Huy, Trần Quốc Dũng (2003), Giáo trình giấu tin thủy vân [1] ảnh, Hà Nội Hồ Thị Hương Thơm (2011), Nghiên cứu số kỹ thuật phát ảnh [2] giấu tin, Luận án Tiến sỹ, Trường Đại học Công nghệ, Đại học Quốc gia Hà Nội [3] Trịnh Nhật Tiến (2008), Giáo trình an tồn liệu, Hà Nội [4] Abbas Alfaraj (2006), “On the Limits of Steganography”, MS.c lu an Information Security, UCL Abbas Cheddad (2009), Steganoflage: A New Image Steganography n va [5] C Cachin, (1998), An information-theoretic model for steganography, [6] gh tn to Algorithm, Ph D Thesis, University of Ulster, p ie Second International Workshop, Lecture Notes in Computer Science Fabien A P Petitcolas, et al (1999) “Information Hiding – A survey”, nl w [8] Christy A Stanley, Pairs of Values and the Chi-squared Attack, May 1, 2005 [7] Westfeld and Pfitzmann (1999), “Attacks on steganographic systems”, In an lu [9] d oa Proceedings of the IEEE, Vol 87, No.7, p 1062-1078 va information Hiding Third International Workshop IH’99 Proceedings, u nf Lecture Notes in Computer Science vol 1768, pages 61-76 ll [10] M Y Wu, J H Lee (1998), “A novel data embedding method for two- m oi color fascimile images” In Proceedings of international symposium on z at nh multimedia information processing Chung-Li, Taiwan, R.O.C z [11] Marvin K Simon, Jim K Omura, Robert A Schott, Barry K Levitt: " Spread gm @ Spectrium Communications Handbook", McGraw - Hill Inc (2005); New m co Toronto l York, London, Madrid, Milan, New delhi, Singapore, Sydney, Tokyo, [12] Jessica Fridrich, Miroslav Goljan (2004), “On estimation of secret message an Lu length in LSB steganography in spatial domain”, Department of Electronics n va ac th si 55 and Computer Engineering, SUNY Binghamton, Binghamton, NY 139026000 [13] Sorina Dumitrescu, Xiaolin Wu, and Zhe Wang (2003), “Detection of LSB Steganography via Sample Pair Analysis”, IEEE Transactions On Signal Processing, Vol 51, No [14] Stephen B Wicker (1999), “Error control systems for communication and Storage”, Prentice Hall-New jersey [15] Stefan Katzenbeisser, Fabien A P Petitcolas "Information Hiding Techniques for Steganography and Digital Watermarking", Artech House lu an Boston- London, 2000 va [16] Yu Yuan Chen, Hsiang Kuan Pan and Yu Chee Tseng (2000), “A secure n Data Hiding Scheme for Two-Color Images”, IEEE Symp On Computer to p ie gh tn and Communication d oa nl w ll u nf va an lu oi m z at nh z m co l gm @ an Lu n va ac th si