tiểu luận bảo mật thông tin tìm hiểu về hệ thống nhận dạng sinh trắc học bằng chữ ký viết tay

Việc kết hợp các kỹ thuật như mã hóa và chữ ký số cùng với watermarking cũng là mộtphương án hợp lý, tạo ra một lớp bảo vệ đa tầng cho nội dung số.CHƯƠNG 2 – KHÁI NIỆM2.1 Đặc điểmWaterma

TIỂU LUẬN MÔN: BẢO MẬT THÔNG TIN

TÌM HIỂU VỀ HỆ THỐNG NHẬN DẠNG SINH TRẮC HỌC BẰNG CHỮ KÝ VIẾT

TAY

Người hướng dẫn: TS HUỲNH NGỌC TÚ Người thực hiện: NGUYỄN HOÀI AN – 52100001

NGUYỄN VĂN HÀO – 52100792

LÊ GIA HUY – 52100033

Lớp : 21050201 Khoá : 25

THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH, NĂM 2024

TIỂU LUẬN MÔN: BẢO MẬT THÔNG TIN

TÌM HIỂU VỀ HỆ THỐNG NHẬN DẠNG SINH TRẮC HỌC BẰNG CHỮ KÝ VIẾT

TAY

Người hướng dẫn: TS HUỲNH NGỌC TÚ Người thực hiện: TRƯƠNG ANH KIỆT – 52100053

LÊ THỊ XUÂN NGÂN – 52100065 ĐẶNG NHƯ QUỲNH – 52100099

Lớp : 21050201 Khoá : 25

THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH, NĂM 2024

LỜI CẢM ƠN

Lời đầu tiên, chúng em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến Cô Huỳnh Ngọc Tú – Giảng viên khoa Công nghệ thông tin – Trường đại học Tôn Đức Thắng, đã hỗ trợ và giúp đỡ nhiệt tình trong quá trình thực hiện tiểu luận này

Chúng em trân trọng cảm ơn Thầy Cô giảng viên Trường đại học Tôn Đức Thắng nói chung cũng như Thầy Cô giảng viên khoa Công nghệ thông tin nói riêng đã giảng dạy và truyền đạt nhiều kinh nghiệm quý trong suốt quá trình học tập tại trường Mặc dù rất cẩn thận trong quá trình thực hiện nhưng cũng không thể tránh khỏi những thiếu sót Chúng em rất mong nhận được sự góp ý từ các Cô để bài tiểu luận được hoàn thiện hơn

Chúng em chân thành cảm ơn!

TIỂU LUẬN ĐƯỢC HOÀN THÀNH

TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÔN ĐỨC THẮNG

Tôi xin cam đoan đây là bài tiểu luận của riêng chúng tôi và được sự hướng dẫn của TS Huỳnh Ngọc Tú; Các nội dung nghiên cứu, kết quả trong đề tài này là trung thực và chưa công bố dưới bất kỳ hình thức nào trước đây Những số liệu trong các bảng biểu phục vụ cho việc phân tích, nhận xét, đánh giá được chính tác giả thu thập từ các nguồn khác nhau có ghi rõ trong phần tài liệu tham khảo

Ngoài ra, trong tiểu luận còn sử dụng một số nhận xét, đánh giá cũng như số liệu của các tác giả khác, cơ quan tổ chức khác đều có trích dẫn và chú thích nguồn gốc

Nếu phát hiện có bất kỳ sự gian lận nào chúng tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm về nội dung tiểu luận của mình Trường đại học Tôn Đức Thắng không liên

quan đến những vi phạm tác quyền, bản quyền do chúng tôi gây ra trong quá trình thực hiện (nếu có)

TP Hồ Chí Minh, ngày tháng năm

Tác giả (ký tên và ghi rõ họ tên)

PHẦN XÁC NHẬN VÀ ĐÁNH GIÁ CỦA GIẢNG VIÊN Phần xác nhận của GV hướng dẫn

_ _ _ _ _ _ _

Tp Hồ Chí Minh, ngày tháng năm (kí và ghi họ tên)

Phần đánh giá của GV chấm bài

_ _ _ _ _ _ _

Tp Hồ Chí Minh, ngày tháng năm (kí và ghi họ tên)

MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN I PHẦN XÁC NHẬN VÀ ĐÁNH GIÁ CỦA GIẢNG VIÊN III

MỤC LỤC 1

DANH MỤC KÍ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT 2

DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU, HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ 3

CHƯƠNG 1 – TỔNG QUAN 4

1.1 G IỚI THIỆU 4

1.2 Ư U ĐIỂM 4

1.3 T HÁCH THỨC 4

1.4 G IẢI PHÁP 4

CHƯƠNG 2 – KHÁI NIỆM 5

2.1 Đ ẶC ĐIỂM 5

2.2 P HƯƠNG PHÁP NHẬN DẠNG CHỮ KÝ 5

2.3 N GUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA HỆ THỐNG 5

CHƯƠNG 3 – CÁC ỨNG DỤNG CỦA WATERMAKING 6

3.1 B ẢO VỆ BẢN QUYỀN CHO HÌNH ẢNH VIDEO VÀ ÂM THANH , .6

3.2 X ÁC THỰC TÍNH TOÀN VẸN CỦA DỮ LIỆU 6

CHƯƠNG 4: CÁC KỸ THUẬT 7

4.1 T HUẬT TOÁN CHÈN W ATERMARK 7

4.2 P HƯƠNG PHÁP TRÍCH XUẤT W ATERMARK 7

4.3 Đ ÁNH GIÁ 7

CHƯƠNG 5: CÁC VẤN ĐỀ VỀ WATERMARKING 8

5.1 T ẤN CÔNG VÀ PHÁ HỦY WATERMARK : 8

5.2 C ÁC CÂN NHẮC VỀ TÍNH RIÊNG TƯ : 8

5.3 G IẢI PHÁP : 9

CHƯƠNG 6: CÁC XU HƯỚNG VÀ PHÁT TRIỂN TRONG WATERMARKING 9

6.1 W ATERMARKING BẰNG TRÍ TUỆ NHÂN TẠO (AI) 9

6.2 W ATERMARKING DỰA TRÊN HỌC SÂU 10

6.3 C ÁC ỨNG DỤNG MỚI CỦA WATERMARKING 10

CHƯƠNG 7: KẾT LUẬN 11

7.1 T ÓM TẮT CÁC ĐIỂM CHÍNH VỀ WATERMARKING 11

7.2 T HẢO LUẬN VỀ TẦM QUAN TRỌNG CỦA WATERMARKING TRONG VIỆC BẢO VỆ BẢN QUYỀN 11

7.3 C ÁC HƯỚNG NGHIÊN CỨU VÀ PHÁT TRIỂN TRONG TƯƠNG LAI X U HƯỚNG VÀ TƯƠNG LAI CỦA W ATERMARKING ** 11

7.4 C ÁC CÔNG NGHỆ WATERMARKING MỚI NỔI 12

TÀI LIỆU THAM KHẢO 13

DANH MỤC KÍ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT

CÁC KÝ HIỆU

CÁC CHỮ VIẾT TẮT

DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU, HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ

DANH MỤC HÌNH

CHƯƠNG 1 – TỔNG QUAN

1.1 Giới thiệu

Trong thế giới kỹ thuật số hiện đại, việc sao chép và phân phối nội dung số một cách nhanh chóng và rộng rãi đã tạo ra những thách thức lớn cho việc bảo vệ quyền sở hữu trí tuệ Vấn đề bản quyền trở nên cực kỳ quan trọng và phức tạp, đòi hỏi cần có những biện pháp công nghệ hiệu quả để đối phó Watermarking, với khả năng nhúng thông tin vào nội dung mà không ảnh hưởng đến chất lượng perceivable, được xem là một giải pháp tiềm năng

1.2 Ưu điểm

Ưu điểm của watermarking bao gồm khả năng nhúng thông tin không thể nhìn thấy hoặc khó phát hiện vào trong nội dung mà không làm giảm chất lượng perceivable của nội dung đó Điều này giúp bảo vệ bản quyền mà không làm ảnh hưởng đến trải nghiệm người dùng cuối Watermarking cũng có khả năng chống chịu với nhiều loại tấn công như cắt xén, nén và thay đổi định dạng

1.3 Thách thức

Tuy nhiên, watermarking cũng gặp phải những nhược điểm và thách thức Việc thiết kế một watermark vừa khó phát hiện vừa khó loại bỏ mà không làm ảnh hưởng đến chất lượng nội dung không phải là điều dễ dàng Ngoài ra, một số phương pháp watermarking có thể bị vô hiệu hóa bởi các kỹ thuật tinh vi như tấn công watermarking-adaptive, nơi kẻ tấn công cố ý thay đổi nội dung để loại bỏ hoặc làm hỏng watermark mà không làm giảm đáng kể chất lượng perceivable của nội dung

1.4 Giải pháp

Giải pháp cho các thách thức này bao gồm phát triển các thuật toán watermarking mới, mạnh mẽ hơn, có khả năng chống lại các loại tấn công tiên tiến và đồng thời duy trì tính minh bạch và không làm ảnh hưởng đến chất lượng nội dung

Việc kết hợp các kỹ thuật như mã hóa và chữ ký số cùng với watermarking cũng là một phương án hợp lý, tạo ra một lớp bảo vệ đa tầng cho nội dung số

CHƯƠNG 2 – KHÁI NIỆM

2.1 Đặc điểm

Watermarking là một phương pháp bảo vệ bản quyền nội dung số độc đáo, không chỉ vì nó cho phép nhúng thông tin vào nội dung mà không ảnh hưởng đáng kể đến chất lượng perceivable, mà còn vì nó cung cấp một cách để xác minh và truy xuất thông tin mà không cần phụ thuộc vào các hệ thống bên ngoài Đặc điểm này làm cho watermarking trở nên quan trọng trong việc bảo vệ quyền sở hữu trí tuệ và trong việc chống lại sự phân phối trái phép

2.2 Phương pháp nhận dạng chữ ký

Các phương pháp thu thập dữ liệu trong watermarking thường bao gồm việc xác định nội dung cần được bảo vệ và thông tin cần nhúng Trong xử lý dữ liệu, các thuật toán xử lý tín hiệu được áp dụng để nhúng watermark một cách hiệu quả, đảm bảo rằng

nó khó bị phát hiện và loại bỏ mà không làm hại đến nội dung gốc

2.3 Nguyên lý hoạt động của hệ thống

Nguyên lý hoạt động của watermarking dựa trên việc chèn thông tin

(watermark) vào nội dung số mà không làm thay đổi nội dung đó một cách có thể nhận biết Các mô hình phổ biến của watermarking bao gồm:

1.Watermarking dựa trên miền không gian:

Trong phương pháp này, watermark được nhúng trực tiếp vào các giá trị pixel của hình ảnh hoặc khung hình video Mặc dù dễ thực hiện, nhưng phương pháp này thường kém bền vững trước các tấn công và xử lý hình ảnh

2.Watermarking dựa trên miền tần số:

Các kỹ thuật như DCT (Discrete Cosine Transform) và DWT (Discrete Wavelet Transform) được sử dụng để chuyển đổi nội dung từ miền không gian sang miền tần số,

nơi watermark được nhúng Phương pháp này thường mạnh mẽ hơn so với

watermarking dựa trên miền không gian

3.Watermarking thích ứng:

Dựa trên đặc điểm của nội dung số, watermark được nhúng một cách thích ứng

để tối đa hóa bền vững và khả năng không thể nhận biết của watermark

Việc chọn lựa phương pháp phù hợp phụ thuộc vào yêu cầu cụ thể của ứng dụng, bao gồm yêu cầu về độ bền vững của watermark, tính minh bạch, và khả năng chống chịu với các loại tấn công hoặc xử lý

CHƯƠNG 3 – CÁC ỨNG DỤNG CỦA WATERMAKING

Watermarking được sử dụng trong nhiều ứng dụng khác nhau, bao gồm bảo vệ bản quyền cho hình ảnh, video, và âm thanh, đảm bảo tính toàn vẹn và xác thực của dữ liệu, và hỗ trợ trong việc theo dõi và giám sát nội dung số Trong lĩnh vực bảo vệ bản quyền, watermarking giúp chống lại việc sao chép và phân phối trái phép nội dung số Đồng thời, nó cũng hỗ trợ việc xác định nguồn gốc và chủ sở hữu của tài liệu số

3.1 Bảo vệ bản quyền cho hình ảnh, video và âm thanh

Hình ảnh: Watermarking giúp bảo vệ hình ảnh từ việc bị sử dụng trái phép

bằng cách nhúng thông tin có thể là logo, tên hoặc thông tin liên hệ của tác giả vào hình ảnh Watermark có thể nhìn thấy được hoặc không, tùy vào mục đích sử dụng

Video: Tương tự như với hình ảnh, watermarking video nhúng thông tin vào các

khung hình, giúp xác định nguồn gốc và chủ sở hữu của video Điều này đặc biệt quan trọng trong ngành công nghiệp giải trí và truyền thông

Âm thanh: Trong âm nhạc và các tác phẩm âm thanh khác, watermarking có thể

được sử dụng để nhúng thông tin về tác giả, nhà sản xuất, hoặc bất kỳ thông tin nào khác mà không làm ảnh hưởng đến chất lượng âm thanh perceivable

3.2 Xác thực tính toàn vẹn của dữ liệu

Watermarking cung cấp một cách để xác minh rằng nội dung không đã được thay đổi hoặc bị biến dạng từ khi watermark được nhúng Điều này đặc biệt quan trọng

trong các ứng dụng như y tế (ví dụ: hình ảnh chẩn đoán) và pháp lý, nơi tính toàn vẹn của dữ liệu là yếu tố then chốt

CHƯƠNG 4: CÁC KỸ THUẬT

Các kỹ thuật watermarking bao gồm nhiều thuật toán khác nhau như nhúng watermark dựa trên miền không gian, miền tần số (như DCT và DWT), và miền chuyển đổi khác Các phương pháp trích xuất watermark cần phải đủ mạnh để có thể phục hồi watermark sau các quá trình xử lý như nén, cắt xén, và thay đổi định dạng Các kỹ thuật đánh giá độ bền của watermark giúp xác định mức độ hiệu quả của watermark trong việc chống lại các loại tấn công khác nhau, đảm bảo thông tin nhúng vẫn có thể truy xuất được dù nội dung gốc có bị thay đổi hay không

4.1 Thuật toán chèn Watermark

Dựa trên miền không gian: Nhúng thông tin trực tiếp vào pixel của hình ảnh hoặc các thành phần của tín hiệu âm thanh Mặc dù dễ thực hiện, phương pháp này không chắc chắn chống lại các tác động như nén hoặc chỉnh sửa

Dựa trên miền tần số: Sử dụng các biến đổi như DCT hoặc DWT để nhúng thông tin vào tần số của nội dung, tạo ra sự bền vững cao hơn đối với các thao tác chỉnh sửa

Adaptive watermarking: Nhúng watermark dựa trên các đặc điểm của nội dung, chẳng hạn như vùng mà nó sẽ ít gây ảnh hưởng nhất đến perceivability khi được chỉnh sửa hoặc nén

4.2 Phương pháp trích xuất Watermark

Phương pháp này phải đảm bảo rằng watermark có thể được trích xuất một cách chính xác ngay cả khi nội dung đã bị biến đổi Các kỹ thuật trích xuất thường yêu cầu phải có một key hoặc phải biết được phương pháp nhúng để có thể trích xuất watermark

4.3 Đánh giá

Độ bền của watermark được đánh giá thông qua khả năng chống chịu của nó với các loại tấn công như nén, chỉnh sửa, và nhiễu Các thử nghiệm được thiết kế để kiểm tra khả năng bảo tồn thông tin của watermark dưới các điều kiện khác nhau

CHƯƠNG 5: CÁC VẤN ĐỀ VỀ WATERMARKING

Watermarking, mặc dù là một công cụ hữu ích trong việc bảo vệ bản quyền và xác thực dữ liệu, nhưng cũng đối mặt với một số vấn đề và thách thức:

5.1 Tấn công và phá hủy watermark:

Các kẻ tấn công có thể cố gắng loại bỏ hoặc làm suy yếu watermark để làm mất đi tính hữu ích của nó Các kỹ thuật phổ biến có thể kể đến như:

Tấn công xóa: Các kỹ thuật được sử dụng để xóa hoàn toàn watermark khỏi dữ liệu

Tấn công thay đổi: Các kỹ thuật làm thay đổi watermark mà không xóa nó, khiến nó không thể đọc được

Tấn công giả mạo: Các kỹ thuật chèn một watermark giả vào dữ liệu, khiến người dùng tin rằng dữ liệu đó thuộc về một chủ sở hữu khác

5.2 Các cân nhắc về tính riêng tư:

Trong một số trường hợp, việc nhúng thông tin watermark vào dữ liệu có thể đặt ra các vấn đề về quyền riêng tư Một vài ví dụ cụ thể:

Watermarking có thể được sử dụng để theo dõi và giám sát nội dung, gây ra các mối lo ngại về quyền riêng tư

Watermark có thể chứa thông tin nhạy cảm về chủ sở hữu dữ liệu hoặc nội dung của dữ liệu

Cần phải có sự cân bằng giữa việc bảo vệ bản quyền và tôn trọng quyền riêng tư của cá nhân

5.3 Giải pháp:

Để đối phó với những vấn đề này, cần có sự cân nhắc và áp dụng các biện pháp phòng ngừa và bảo vệ như:

Sử dụng các thuật toán watermarking mạnh mẽ và bền bỉ

Nhúng nhiều watermark vào dữ liệu để tăng khả năng phục hồi

Áp dụng các biện pháp bảo vệ tính riêng tư, chẳng hạn như mã hóa watermark Nâng cao nhận thức về các vấn đề có tính riêng tư liên quan đến watermarking Tạo ra các quy trình quản lý watermark an toàn và hiệu quả để có thể ngăn chặn truy cập trái phép

Phổ cập cho người dùng về các vấn đề về quyền riêng tư liên quan đến watermarking

Phát triển các quy định và tiêu chuẩn để bảo vệ quyền riêng tư của người dùng.Việc hiểu và giải quyết các vấn đề này sẽ giúp tăng cường hiệu quả và tính ứng dụng của watermarking trong việc bảo vệ bản quyền và xác thực thông tin

CHƯƠNG 6: CÁC XU HƯỚNG VÀ PHÁT TRIỂN TRONG WATERMARKING

6.1 Watermarking bằng trí tuệ nhân tạo (AI)

• Sử dụng các thuật toán AI để tạo và nhúng watermark mạnh mẽ và bền bỉ, dựa trên việc học từ dữ liệu

• Tự động hóa quá trình watermarking, tăng cường hiệu quả và tiết kiệm thời gian

• Tạo các watermark có khả năng thích ứng với các thay đổi trong dữ liệu, cải thiện khả năng bảo vệ và tránh bị phá hủy

6.2 Watermarking dựa trên học sâu

Sử dụng mạng học sâu để trích xuất và nhận dạng watermark, cải thiện độ chính xác và hiệu quả của quá trình này

Khả năng phát triển các kỹ thuật mới và sáng tạo dựa trên việc áp dụng các phương pháp học sâu vào watermarking

6.3 Các ứng dụng mới của watermarking

Bảo vệ nội dung trên các nền tảng truyền thông xã hội: Watermarking có thể được sử dụng để theo dõi và bảo vệ bản quyền cho nội dung được chia sẻ trên các nền tảng như Facebook và Instagram

Xác thực sản phẩm: Nhúng watermark vào sản phẩm để xác thực tính xác thực

và ngăn chặn hàng giả, đảm bảo sự tin cậy của sản phẩm

Theo dõi chuỗi cung ứng: Watermarking có thể được áp dụng để theo dõi chuyển động của hàng hóa trong chuỗi cung ứng, giúp đảm bảo tính minh bạch

và trách nhiệm giải trình

CHƯƠNG 7: KẾT LUẬN

7.1 Tóm tắt các điểm chính về watermarking

Watermarking là một kỹ thuật mạnh mẽ để bảo vệ bản quyền và xác thực dữ liệu Nó hoạt động bằng cách nhúng thông tin vào dữ liệu hiện có mà không làm thay đổi đáng kể nội dung hoặc chất lượng của dữ liệu gốc Watermarking có thể được sử dụng để bảo vệ nhiều loại dữ liệu khác nhau, bao gồm hình ảnh, video, âm thanh và văn bản

7.2 Thảo luận về tầm quan trọng của watermarking trong việc bảo vệ bản quyền

Watermarking đóng một vai trò quan trọng trong việc bảo vệ bản quyền bằng cách cho phép chủ sở hữu xác định và chứng minh quyền sở hữu đối với nội dung của

họ Watermark có thể được sử dụng để theo dõi bản quyền và ngăn chặn việc sử dụng trái phép hoặc phân phối nội dung mà không được phép

7.3 Các hướng nghiên cứu và phát triển trong tương lai Xu hướng và tương lai của Watermarking**

Nghiên cứu và phát triển trong tương lai trong lĩnh vực watermarking tập trung vào việc cải thiện độ bền, khả năng phục hồi và tính ứng dụng của watermarking Các lĩnh vực nghiên cứu chính bao gồm:

• Phát triển các thuật toán watermarking mới mạnh mẽ hơn và có khả năng phục hồi cao hơn

• Khám phá các kỹ thuật mới để nhúng watermark vào các loại dữ liệu mới

• Tìm kiếm các ứng dụng mới và sáng tạo cho watermarking trong các lĩnh vực khác nhau