giấu tin trong ảnh và bài toán trao đổi - xác thực đề thi

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ THÔNG TIN VÀ TRUYỀN THÔNG     !"#$  %&'()  ii ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ THÔNG TIN VÀ TRUYỀN THÔNG    *+, ./0.*1!"#$ #2  341  5')6'('(  !"#$ /789*7:./;<.=*>?*@A1BCCB#  %&'()  ii D# Tôi xin cam đoan kết quả đạt được trong luận văn là sản phẩm của riêng cá nhân, không sao chép lại của người khác. Trong toàn bộ nội dung của luận văn, những điều được trình bày hoặc là của cá nhân hoặc là được tổng hợp từ nhiều nguồn tài liệu. Tất cả các tài liệu tham khảo đều có xuất xứ rõ ràng và được trích dẫn hợp pháp. Tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm và chịu mọi hình thức kỷ luật theo quy định cho lời cam đoan của mình.  !"#  i D#E Lời đầu tiên, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến đến Ban Giám Hiệu, các thầy giáo, cô giáo phòng sau đại học trường đại học Công Nghệ Thông Tin & Truyền Thông, và các thầy giáo ở Viện Công Nghệ Thông Tin đã giảng dạy và cung cấp cho tôi những kiến thức rất bổ ích trong thời gian học, giúp tôi có nền tảng tri thức để phục vụ nghiên cứu khoa học sau này Đặc biệt, tôi xin bày tỏ sự kính trọng và lòng biết ơn sâu sắc đến thầy giáo PGS-TS. Phạm Văn Ất người đã tận tình hướng dẫn, chỉ bảo và giúp đỡ tôi trong suốt quá trình nghiên cứu và hoàn thành luận văn này. Tôi cũng xin bày tỏ lòng cảm ơn đến gia đình và bạn bè, những người luôn quan tâm, động viên và khuyến khích tôi.  !"#  ii #FF (C(C#GH34=*I9.9JKALMN.CCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCO 1.1.1. Khái niệm về giấu tin 3 1.1.2. Vài nét về lịch sử giấu tin 3 1.1.3. Phân loại kỹ thuật giấu tin 4 1.1.4. Mô hình kỹ thuật giấu tin 6 (C&CIA*7:./H9PQAR.AS?=TH*+RH/9U+H9.HV>./N.*CCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCW 1.2.1. Tiếp cận trên miền không gian ảnh 7 1.2.2. Tiếp cận trên miền tần số ảnh 8 (COC*S,XY.34HV N.*CCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCZ 1.3.1. Các yêu cầu cơ bản của hệ thuỷ vân 11 1.3.2. Mô hình hệ thống thuỷ vân 12 1.3.3. Những tấn công trên hệ thuỷ vân 14 1.3.4. Đánh giá chất lượng ảnh trong thuỷ vân 15 &C(C!TH*+RH/9U+H9.*[.B?.3[./CCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCC(W 2.1.1. Ý tưởng 18 2.1.2. Thuật toán nhúng tin CPT 19 2.1.3. Một số thí dụ minh họa thuật toán CPT 22 2.1.4. Phân tích thuật toán 25 &C&C!TH*+RH/9U+H9.*?./3[./9.CCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCC&5 2.2.1. Ý tưởng 27 2.2.2. Thuật toán 27 2.2.3. Phân tích thuật toán 28 2.2.4. Ví dụ minh họa 29  iii \#F (C(C#GH34=*I9.9JKALMN.CCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCO 1.1.1. Khái niệm về giấu tin 3 1.1.2. Vài nét về lịch sử giấu tin 3 1.1.3. Phân loại kỹ thuật giấu tin 4 1.1.4. Mô hình kỹ thuật giấu tin 6 (C&CIA*7:./H9PQAR.AS?=TH*+RH/9U+H9.HV>./N.*CCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCW 1.2.1. Tiếp cận trên miền không gian ảnh 7 1.2.2. Tiếp cận trên miền tần số ảnh 8 (COC*S,XY.34HV N.*CCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCZ 1.3.1. Các yêu cầu cơ bản của hệ thuỷ vân 11 1.3.2. Mô hình hệ thống thuỷ vân 12 1.3.3. Những tấn công trên hệ thuỷ vân 14 1.3.4. Đánh giá chất lượng ảnh trong thuỷ vân 15 &C(C!TH*+RH/9U+H9.*[.B?.3[./CCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCC(W 2.1.1. Ý tưởng 18 2.1.2. Thuật toán nhúng tin CPT 19 2.1.3. Một số thí dụ minh họa thuật toán CPT 22 2.1.4. Phân tích thuật toán 25 &C&C!TH*+RH/9U+H9.*?./3[./9.CCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCC&5 2.2.1. Ý tưởng 27 2.2.2. Thuật toán 27 2.2.3. Phân tích thuật toán 28 2.2.4. Ví dụ minh họa 29 \#F]  iv (C(C#GH34=*I9.9JKALMN.CCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCO 1.1.1. Khái niệm về giấu tin 3 1.1.2. Vài nét về lịch sử giấu tin 3 1.1.3. Phân loại kỹ thuật giấu tin 4 1.1.4. Mô hình kỹ thuật giấu tin 6 (C&CIA*7:./H9PQAR.AS?=TH*+RH/9U+H9.HV>./N.*CCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCW 1.2.1. Tiếp cận trên miền không gian ảnh 7 1.2.2. Tiếp cận trên miền tần số ảnh 8 (COC*S,XY.34HV N.*CCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCZ 1.3.1. Các yêu cầu cơ bản của hệ thuỷ vân 11 1.3.2. Mô hình hệ thống thuỷ vân 12 1.3.3. Những tấn công trên hệ thuỷ vân 14 1.3.4. Đánh giá chất lượng ảnh trong thuỷ vân 15 &C(C!TH*+RH/9U+H9.*[.B?.3[./CCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCC(W 2.1.1. Ý tưởng 18 2.1.2. Thuật toán nhúng tin CPT 19 2.1.3. Một số thí dụ minh họa thuật toán CPT 22 2.1.4. Phân tích thuật toán 25 &C&C!TH*+RH/9U+H9.*?./3[./9.CCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCC&5 2.2.1. Ý tưởng 27 2.2.2. Thuật toán 27 2.2.3. Phân tích thuật toán 28 2.2.4. Ví dụ minh họa 29  v #^_ Ngày nay, cùng với sự ra đời và phát triển rộng rãi của mạng Internet trong những thập niên cuối của thế kỷ 20, đầu thế kỷ 21, nhu cầu trao đổi thông tin qua mạng ngày càng lớn. Thông tin đã trở thành sẵn sàng và trực tuyến. Chúng ta đang sống trong xã hội của thông tin, đã có truyền tin thì thường có yêu cầu bí mật quốc gia, có bí mật quân sự, có bí mật công nghệ, có bí mật kinh tế, và rất nhiều bí mật cá nhân nữa. Chính vì vậy, vấn đề an toàn và bảo mật thông tin luôn nhận được sự quan tâm của nhiều lĩnh vực. Các công nghệ và giải pháp để bảo vệ thông tin đã và đang được nghiên cứu, phát triển phù hợp với nhiều dạng lưu trữ các thông tin và phương thức truyền tải thông tin. Giải pháp bảo mật thông tin được sử dụng phổ biến nhất là dùng các hệ mật mã như: Hệ mã hoá công khai, hệ mã hoá bí mật. Với giải pháp này, thông tin ban đầu (bản rõ) sẽ được mã hoá thành bản mật mã (bản mật). Một phương pháp khác đã và đang được nghiên cứu, ứng dụng rất mạnh mẽ ở nhiều lĩnh vực đó là phương pháp giấu tin mật (Steganography). Nhiều cách thức giấu tin mật đã được nghiên cứu và ứng dụng, trên nhiều định dạng khác nhau như âm thanh, hình ảnh và video…Cả hai phương pháp trên đều có những ưu, nhược điểm nhất định. Mã hoá giúp che giấu nội dung thông tin, giấu tin mật giúp che giấu hoạt động trao đổi thông tin. Trên thực tế, để đảm bảo an toàn cho các kênh trao đổi thông tin bí mật ta cần phải kết hợp cả hai phương pháp này. Giấu dữ liệu là một lĩnh vực rộng lớn, trong luận văn này chỉ đề cập đến việc nghiên cứu các kỹ thuật giấu dữ liệu trong ảnh đó cũng là kiểu dữ liệu được dùng rộng rãi.  [...]... nhúng trong sản phẩm bị đánh cắp 1.3.1 Các yêu cầu cơ bản của hệ thuỷ vân Hệ thuỷ vân số trên ảnh cũng là một hệ giấu tin nên cũng có một số đặc điểm và tính chất giống giấu tin trong ảnh Đó là: - Phương tiện chứa là ảnh hai chiều tĩnh - Thủy vân trên ảnh tác động lên dữ liệu ảnh nhưng không làm thay đổi kích thước ảnh - Thông tin được giấu vào trong ảnh nhưng không ảnh hưởng nhiều đến chất lượng ảnh -. .. phân) Các phép toán sử dụng trong thuật toán này đều được hiểu theo nghĩa Ký hiệu là tập các ma trận nhị phân Input: - (khối điểm ảnh) và là môi trường dùng để giấu tin - r là số bit cần giấu vào ma trận F, r phải thỏa mãn điều kiện: - và là khóa bí mật sử dụng chung cho quá trình nhúng và trích tin - là ma trận trọng số cấp r và là khóa bí mật thứ 2 của thuật toán - là dãy bit nhị phân cần giấu Output:... toán giấu tin của ba tác giả Chang-Tseng- Lin (CTL) cũng áp dụng tư tưởng giấu tin theo khối bit nhưng mỗi khối có thể giấu được một dãy r bit (với 2r-1 ≤ m×n) bằng cách thay đổi nhiều nhất một bit trong khối Như vậy so với thuật toán giấu tin CPT thì khả năng giấu có thể ít hơn hoặc bằng, trong khi số bit cần thay đổi khá ít, do đó sẽ không ảnh hưởng đáng kể đến chất lượng ảnh sau khi giấu Thuật toán. .. Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 17 Chương 2 MỘT SỐ KỸ THUẬT GIẤU TIN TRONG ẢNH 2.1 Kỹ thuật giấu tin Chen - Pan - Tseng Trong lĩnh vực giấu tin, kỹ thuật giấu tin CPT (Chen - Pan - Tseng) nhận được nhiều sự quan tâm của các nhà nghiên cứu trong và ngoài nước Để việc trình bày được thuận lợi, trước tiên luận văn trình bày một số phép toán được sử dụng trong kỹ thuật CPT Định nghĩa 2.1... ≤ r-1) Xét các khả năng: + Nếu u = r-1 thì chọn h = 1 ta có hd =1.2r-1= 2r-1 + Nếu u < r-1 thì chọn h = 2(r-1)-u ta có hd = 2(r-1)-u.2u = 2r-1 Trường hợp 3: Nếu d chẵn và d chứa cả các thừa số nguyên tố khác 2 thì có thể biểu diễn d dưới dạng: d = (2t+1)2v (với 1 ≤ v < r-1) Chọn h = 2(r-1)-v ta có: hd = 2(r-1)-v (2t+1).2v = (2t+1)2r-1 = t.2r + 2r-1 = 2r-1 (mod 2r) Chứng minh tính đúng của thuật toán. .. tưởng giấu tin theo khối bit nhưng mỗi khối có thể giấu được một dãy r bit (với ) bằng cách thay đổi nhiều nhất hai bit trong khối Như vậy so với thuật toán giấu tin của Wu-Lee [7], thuật toán CPT có khả năng giấu cao, trong khi số bit cần thay đổi khá ít, do đó sẽ không ảnh hưởng đáng kể đến chất lượng ảnh sau khi giấu Thuật toán CPT sử dụng một ma trận trọng số để giấu được một dãy nhiều bit vào trong. .. KỸ THUẬT GIẤU TIN 1.1 Một số khái niệm cơ bản 1.1.1 Khái niệm về giấu tin Giấu tin là một kỹ thuật giấu một lượng thông tin số nào đó vào một đối tượng dữ liệu khác Kỹ thuật giấu tin nhằm hai mục đích: một là bảo mật cho dữ liệu được đem giấu, hai là bảo vệ cho chính đối tượng được giấu tin ở trong Hai mục đích khác nhau này dẫn đến hai kỹ thuật chủ yếu của giấu tin Hướng thứ nhất là giấu tin mật,... lượng thông tin có thể được giấu, hoặc quan tâm đến sự ảnh hưởng của thông tin mật đến môi trường chứa dữ liệu Khoá Dữ liệu môi trường đã được giấu tin Dữ liệu môi trường (audio, video, ảnh ) Bộ giải mã tin Thông tin giấu Kiểm định Hình 1.3 Lược đồ giải mã tin giấu 1.2 Các hướng tiếp cận của kỹ thuật giấu tin trong ảnh 1.2.1 Tiếp cận trên miền không gian ảnh Miền không gian ảnh là miền dữ liệu ảnh gốc,... giấu tin được mô tả trong Hình 1.2 và 1.3 Trong đó, Hình 1.2 biểu diễn quá trình giấu tin Phương tiện chứa bao gồm các đối tượng được dùng làm môi trường để giấu tin như các tệp Multimedia Thông tin cần giấu là một lượng thông tin mang một ý nghĩa nào đó tuỳ thuộc vào mục đích của người sử dụng Thông tin sẽ được giấu vào trong môi trường chứa nhờ một bộ nhúng Bộ nhúng là những chương trình, thuật toán. .. mỗi điểm ảnh để xây dựng ma trận hai chiều các bit 0, 1 như trong thuật toán với ảnh đen trắng Nếu áp dụng tốt thuật toán này cho ảnh màu thì có thể nói thuật toán đã đạt được yêu cầu cơ bản của một ứng dụng giấu tin mật đó là đảm bảo tính ẩn của thông tin giấu, số lượng thông tin giấu cao 2.2 Kỹ thuật giấu tin Chang - Tseng - Lin Định nghĩa 2.2.1: Phép XOR hai ma trận nhị phân cùng cấp A và B (ký . ảnh. Đó là: - Phương tiện chứa là ảnh hai chiều tĩnh - Thủy vân trên ảnh tác động lên dữ liệu ảnh nhưng không làm thay đổi kích thước ảnh - Thông tin được giấu vào trong ảnh nhưng không ảnh hưởng. thanh, hình ảnh và video…Cả hai phương pháp trên đều có những ưu, nhược điểm nhất định. Mã hoá giúp che giấu nội dung thông tin, giấu tin mật giúp che giấu hoạt động trao đổi thông tin. Trên thực tế,. thuật rõ ràng đó là giấu tin mật và thuỷ vân số. Thuỷ vân trên ảnh số là kỹ thuật nhúng một lượng thông tin số vào một bức ảnh số và thông tin nhúng được gắn liền với bức ảnh chứa và dữ liệu thuỷ vân