Nghiên cứu thuật toán giấu tin mật trên miền không gian của ảnh bitmap

Hình 1.1: Hai lĩnh vực chính của kỹ thuật giấu thông tin Kỹ thuật giấu thông tin bí mật Steganography: với mục đích đảm bảo an toàn và bảo mật thông tin tập trung vào các kỹ thuật giấu

LỜI CAM ĐOAN

Với mục đích nghiên cứu, tìm hiểu để nâng cao kiến thức và trình độ chuyên môn để áp dụng trong các bài toán cụ thể trong tương lai nên tôi đã làm luận văn này một cách nghiêm túc và hoàn toàn trung thực Nội dung luận văn do tự tôi tìm hiểu và hoàn thành

Trong luận văn, tôi có sử dụng tài liệu tham khảo của một số tác giả trong

và ngoài nước để hoàn thành luận văn được nêu ở phần tài liệu tham khảo

Tôi xin cam đoan và chịu trách nhiệm về nội dung, sự trung thực trong luận văn tốt nghiệp Thạc sỹ của mình

Thái Nguyên, tháng 6 năm 2015

Học viên

HOÀNG XUÂN LONG

LỜI CẢM ƠN

Những kiến thức căn bản trong luận văn này là kết quả của quá trình tự nghiên cứu trong quá trình công tác và hai năm học Thạc sỹ (2012 - 2014) tại Trường Đại học Công nghệ thông tin và Truyền thông Thái Nguyên Dưới sự giảng dạy, đào tạo và dìu dắt trực tiếp của các thầy cô trong trường và Viện Công nghệ thông tin Việt Nam

Tôi xin bày tỏ lời cảm ơn chân thành tới các thầy cô trong Khoa Công nghệ thông tin, Phòng Đào tạo, Phòng Công tác học sinh sinh viên, Phòng Đào tạo sau đại học Trường Đại học Công nghệ thông tin và Truyền thông Thái Nguyên, đã tạo điều kiện thuận lợi cho tôi trong thời gian học tập tại trường

Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành, lời cảm ơn sâu sắc nhất đối với

thầy giáo TS Hồ Văn Canh đã trực tiếp hướng dẫn, định hướng cho tôi giải

quyết các vấn đề trong luận văn

Tôi cũng xin cảm ơn đến người thân, bạn bè và các bạn đồng môn lớp cao học khóa 11, đã ủng hộ và giúp đỡ tôi trong quá trình làm luận văn tốt nghiệp

Thái Nguyên, ngày 20 tháng 6 năm 2015

Học viên

Hoàng Xuân Long

Ý NGHĨA KHOA HỌC CỦA ĐỀ TÀI

Giấu tin là một lĩnh vực nghiên cứu rộng, môi trường giấu tin đa dạng, các phương pháp giấu tin trong môi trường ảnh chủ yếu tập trung nhiều vào việc giấu tin trong các bit có trọng số thấp Luận văn này đã tìm hiểu, phân tích một số thuật toán giấu tin trong ảnh đen trắng, ảnh đa cấp xám và ảnh mầu bitmap 24 bit

Mặt khác, luận văn cũng nghiên cứu và đề xuất một phương pháp mã hóa thông tin sử dụng ma trận trên kích thước 8x8 và tính chất nghịch đảo của

ma trận để sinh khóa mã và khóa giải mã Phương pháp này có ưu điểm, cho phép người nhận tin mật sử dụng tính chất ma trận nghịch đảo A-1 để mã hóa, gửi tin cho trung tâm mà không cần phải biết ma trận A

Luận văn đã xây dựng được chương trình giấu tin mật trên miền không gian ảnh bimap ứng dụng một kỹ thuật giấu tin mới

Hướng nghiên cứu tiếp theo: Để hoàn thiện hơn nữa chương trình giấu

tin mật kết hợp với nén mã hóa, cần phải nghiên cứu giấu tin trong các loại ảnh khác như: JPEG, TIF, GIF, Và trên các môi trường đa phương tiện khác

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN i

LỜI CẢM ƠN ii

Ý NGHĨA KHOA HỌC CỦA ĐỀ TÀI iii

MỤC LỤC iv

DANH MỤC CHỮ CÁI VIẾT TẮT vi

DANH MỤC CÁC BẢNG vii

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ viii

LỜI NÓI ĐẦU 1

CHƯƠNG 1: NGHIÊN CỨU TỔNG QUAN VỀ LĨNH VỰCGIẤU TIN 3

1.1 Tổng quan về giấu tin 3

1.1.1 Định nghĩa 3

1.1.2 Vài nét về lịch sử giấu tin 3

1.1.3 Mục đích của giấu tin 4

1.1.4 Mô hình kỹ thuật giấu thông tin cơ bản 5

1.1.5 Phân loại giấu tin 7

1.2 Giấu tin trong ảnh 10

1.3 Tổng quan ảnh BITMAP (BMP) 11

1.3.1 Giới thiệu ảnh BITMAP (BMP) 11

1.3.2 Cấu trúc ảnh BITMAP (BMP) 12

CHƯƠNG 2: NGHIÊN CỨU, PHÂN TÍCH VÀ TÌM HIỂU MỘT SỐ THUẬT TOÁN GIẤU TIN 17

2.1 Các kỹ thuật giấu tin 17

2.1.1 Kỹ thuật giấu tin LSB 17

2.1.2 Kỹ thuật giấu tin theo khối bit 19

2.1.3 Kỹ thuật giấu tin Wu-Lee 20

2.1.4 Thuật toán Chen-Pan-Tseng 21

2.1.5 Kỹ thuật giấu tin SES 24

2.2 Lý thuyết đại số và ứng dụng cải tiến kỹ thuật giấu tin LSB [2]: 29

2.2.1 Lý thuyết ma trận tam giác: 29

2.2.2 Lý thuyết về trường hữu hạn và không gian vector [6] 35

2.2.3 Ứng dụng lý thuyết trên vào giấu tin 42

CHƯƠNG 3: ỨNG DỤNG KỸ THUẬT GIẤU TIN MỚI XÂY DỰNG CHƯƠNG TRÌNH DEMO GIẤU TIN TRONG ẢNH BITMAP 24BIT 48

3.1 Xây dựng chương trình demo 48

3.1.1 Môi trường thử nghiệm: 48

3.1.2 Tổ chức thực hiện chương trình: 48

3.1.3 Giao diện chương trình: 48

3.2 Ưu điểm & Nhược điểm 51

3.2.1 Ưu điểm 51

3.2.2 Nhược điểm 52

3.3 Lý thuyết độ trùng khớp 53

KẾT LUẬN 56

TÀI LIỆU THAM KHẢO 57

DANH MỤC CHỮ CÁI VIẾT TẮT

BMP Ảnh Bitmap

LSB Least significant bit

SES Steganography Evading analyses

RS Regular Singular

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 1.1 Chi tiết khối bytes tiêu đề tập tin BMP. 13

Bảng 1.2 dưới đây miêu tả chi tiết khối bytes thông tin tập tin BMP. 14

Bảng 2.1 Bộ mã hóa 42

Bảng 2.2 Bảng chuyển đổi ký tự sang nhị phân. 46

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ

Hình 1.1: Hai lĩnh vực chính của kỹ thuật giấu thông tin 5

Hình 1.2: Lược đồ chung cho quá trình giấu tin 6

Hình 1.3: Lược đồ chung cho quá trình giải mã 7

Hình 1.4: Phân loại các kỹ thuật giấu tin. 9

Hình 2.1: Sơ đồ giấu tin SES. 26

Hình 2.2: Sơ đồ tách tin SES 28

Hình 3.1: Giao diện giới thiệu 49

Hình 3.2: Chương trình giấu tin 50

Hình 3.3: Ảnh gốc chưa giấu tin 51

Hình 3.4: Ảnh đã giấu tin 51

LỜI NÓI ĐẦU

Trong những năm qua, chúng ta chứng kiến sự tiến bộ mạnh mẽ của khoa học - công nghệ nói chung và ngành Công nghệ thông tin nói riêng Hưởng lợi

từ những kết quả đó, không chỉ trong lĩnh vực dân sự, mà trong lĩnh vực An ninh - Quốc phòng, cũng tận dụng tối đa những thành tựu của ngành Công nghệ thông tin để phục vụ yêu cầu công tác Cùng với sự phát triển mạnh mẽ của ngành khoa học công nghệ thông tin, internet đã trở thành một nhu cầu, phương tiện không thể thiếu đối với mọi người, việc truyền tin qua mạng ngày càng lớn Tuy nhiên, với lượng thông tin được truyền qua mạng nhiều hơn thì nguy cơ dữ liệu bị truy cập trái phép cũng tăng lên vì vậy vấn đề bảo đảm an toàn và bảo mật thông tin cho dữ liệu truyền trên mạng là rất cần thiết

Để đảm bảo an toàn và bí mật cho một thông điệp truyền đi người ta thườngdùng phương pháp truyền thống là mã hóa thông điệp theo một qui tắc nào đó đã được thỏa thuận trước giữa người gửi và người nhận Tuy nhiên, phương thức này thường gây sự chú ý của đối phương về tầm quan trọng của thông điệp Thời gian gần đây đã xuất hiện một cách tiếp cận mới để truyền các thông điệp bí mật, đó là giấu các thông tin quan trọng trong những bức ảnh Nhìn bề ngoài các bức ảnh có chứa thông tin cũng không có gì khác với các bức ảnh khác nên hạn chế được tầm kiểm soát của đối phương Mặt khác, dù các bức ảnh đó bị phát hiện ra là có chứa thông tin trong đó thì với các khóa có độ bảo mật cao thì việc tìm được nội dung của thông tin đó cũng rất khó có thể thực hiện được

Xét theo khía cạnh tổng quát thì giấu thông tin cũng là một hệ mã mật nhằm bảo đảm tính an toàn thông tin, nhưng phương pháp này ưu điểm là ở chỗ giảm được khả năng phát hiện được sự tồn tại của thông tin trong nguồn mang Không giống như mã hóa thông tin là chống sự truy cập và sửa chữa một cách trái phép thông tin, mục tiêu của giấu thông tin là làm cho thông tin trộn lẫn với

các điểm ảnh Điều này sẽ đánh lừa được sự phát hiện của các tin tặc và do đó làm giảm khả năng bị giải mã

Xuất phát từ thực tiễn và yêu cầu công tác của ngành công an, một mặt phải tìm hiểu phương pháp phân tích những thông tin bí mật, phương thức liên lạc mà đối tượng che giấu Mặt khác, cũng phải nghiên cứu phương pháp bảo vệ kênh liên lạc phục vụ công tác nghiệp vụ của lực lượng bí mật

Vì vậy, tên đề tài được chọn là:

“Nghiên cứu thuật toán giấu tin mật trên miền không gian của ảnh bitmap.”

Trong luận văn này, dự kiến tập trung nghiên cứu và giải quyết những vấn đề cụ thể sau:

Chương 1 Nghiên cứu tổng quan về lĩnh vực giấu tin

Chương 2 Nghiên cứu, phân tích và tìm hiểu một số thuật toán giấu tin trong ảnh tĩnh

Chương 3 Ứng dụng kỹ thuật giấu tin mới, xây dựng chương trình demo giấu tin trong ảnh bitmap 24bit

CHƯƠNG 1: NGHIÊN CỨU TỔNG QUAN VỀ LĨNH VỰC

GIẤU TIN

1.1 Tổng quan về giấu tin

1.1.1 Định nghĩa

Giấu thông tin là một kỹ thuật nhúng (giấu) một lượng thông tin số nào

đó vào trong một đối tượng dữ liệu số khác

Kỹ thuật giấu thông tin nhằm mục đích đảm bảo an toàn vào bảo mật thông tin rõ ràng ở hai khía cạnh Một là bảo mật cho giữ liệu được đem giấu, hai là bảo mật cho chính đối tượng được dùng để giấu tin Hai khía cạnh khác nhau này dẫn đến hai khuynh hướng kỹ thuật chủ yếu của giấu tin Khuynh hướng thứ nhất là giấu tin mật (steganography) Khuynh hướng này tập trung vào các kỹ thuật giấu tin sao cho thông tin giấu được nhiều và quan trọng là người khác khó phát hiện được một đối tượng có bị giấu thông tin bên trong hay không Khuynh hướng thứ hai là thủy vân số (watermarking) Khuynh hướng thủy vân số đánh giấu vào đối tượng nhằm khẳng định bản quyền sở hữu hay phát hiện xuyên tạc thông tin Thủy vân số có miền ứng dụng lớn hơn nên được quan tâm nghiên cứu nhiều hơn và thực tế đã có nhiều những kỹ thuật dành cho khuynh hướng này

1.1.2 Vài nét về lịch sử giấu tin

Từ steganography bắt nguồn từ Hi Lạp và được sử dụng cho tới ngày nay, nó có nghĩa là tài liệu được phủ (covered writing) Các câu chuyện kể về

kỹ thuật giấu tin được truyền qua nhiều thế hệ Có lẽ những ghi chép sớm nhất

về kỹ thuật giấu thông tin thuộc về sử gia Hi Lạp là Herodotus Khi bạo chúa Hi Lạp Histiaeus bị vua Darius bắt giữ ở Susa vào thế kỷ thứ năm trước Công nguyên, ông ta đã gửi một thông báo bí mật cho con rể của mình là Aristagoras

ở Miletus Histiaeus đã cạo trọc đầu của một nô lệ tin cậy và xăm một thông báo trên da đầu của người nô lệ ấy Khi tóc của người nô lệ này mọc đủ dài người

nô lệ được gửi tới Miletus

Một câu chuyện khác về thời Hi Lạp cổ đại cũng do Herodotus ghi lại Môi trường để ghi văn bản chính là các viên thuốc được bọc trong sáp ong Demeratus, một người Hi Lạp, cần thông báo cho Sparta rằng Xerxes định xâm chiếm Hi Lạp Để tránh bị phát hiện, anh ta đã bọc lại các viên thuốc bằng một lớp sáp mới Những viên thuốc được để ngõ và lọt qua mọi sự kiểm tra một cách dễ dàng

Mực không màu là phương tiện hữu hiệu cho bảo mật thông tin trong một thời gian dài Người Romans cổ đã biết sử dụng những chất sẵn có như nước quả, nước tiểu và sữa dê để viết các thông báo bí mật giữa những hàng văn tự thông thường Khi bị hơ nóng, những thứ mực không nhìn thấy này trở nên sẫm màu và có thể đọc dễ dàng Mực không màu cũng được sử dụng rất gần đây, như trong thời gian chiến tranh Thế giới thứ II

Ý tưởng về che giấu thông tin đã có từ hàng ngàn năm về trước nhưng

kỹ thuật này được dùng chủ yếu trong quân đội và trong các cơ quan tình báo Mãi cho tới vài thập niên gần đây, giấu thông tin mới nhận được sự quan tâm của các nhà nghiên cứu và các viện công nghệ thông tin với hàng loạt công trình nghiên cứu giá trị Cuộc cách mạng số hóa thông tin và sự phát triển nhanh chóng của mạng truyền thông là nguyên nhân chính dẫn đến sự thay đổi này Những phiên bản sao chép hoàn hảo, các kỹ thuật thay thế, sửa đổi tinh vi, cộng với sự lưu thông phân phối trên mạng của các dữ liệu đa phương tiện đã sinh ra nhiều vấn đề nhức nhối về nạn ăn cắp bản quyền, phân phối bất hợp pháp, xuyên tạc trái phép…

1.1.3 Mục đích của giấu tin

Giấu tin có hai mục đích:

- Bảo mật cho những dữ liệu được giấu

- Bảo đảm an toàn (bảo vệ bản quyền) cho chính các đối tượng chứa dữ liệu giấu trong đó

Có thể thấy hai mục đích này hoàn toàn trái ngược nhau và dần phát triển thành hai lĩnh vực với những yêu cầu và tính chất khác nhau

Hình 1.1: Hai lĩnh vực chính của kỹ thuật giấu thông tin

Kỹ thuật giấu thông tin bí mật (Steganography): với mục đích đảm bảo an toàn và bảo mật thông tin tập trung vào các kỹ thuật giấu tin để có thể giấu được nhiều thông tin nhất Thông tin mật được giấu kỹ trong một đối tượng khác sao cho người khác không phát hiện được

Kỹ thuật giấu thông tin theo kiểu đánh giấu (watermarking) để bảo vệ bản quyền của đối tượng chứa thông tin tập trung đảm bảo một số các yêu cầu như đảm bảo tính bền vững… đây là ứng dụng cơ bản nhất của kỹ thuật thuỷ vân số

1.1.4 Mô hình kỹ thuật giấu thông tin cơ bản

Để thực hiện giấu tin cần xây dựng được các thủ tục giấu tin Các thủ tục này sẽ thực hiện nhúng thông tin cần giấu vào môi trường giấu tin Các thủ tục giấu tin thường được thực hiện với một khóa giống như các hệ mật mã để tăng tính bảo mật Sau khi giấu tin ta thu được đối tượng chứa thông tin giấu và có thể phân phối đối tượng đó trên kênh thông tin Để giải mã thông tin cần nhận được đối tượng có chứa thông tin đã giấu, sử dụng thủ tục giải mã cùng với khóa đã dùng trong quá trình giấu để lấy lại thông tin

Giấu thông tin

Giấu tin bí mật (Steganography)

Thuỷ vân số (Watermarking)

Giấu thông tin vào phương tiện chứa và tách lấy thông tin là hai quá trình trái ngược nhau và có thể mô tả qua sơ đồ khối của hệ thống như hình 1.2 trong đó:

- Thông tin cần giấu tuỳ theo mục đích của người sử dụng, nó có thể là thông điệp (với các tin bí mật) hay các logo, hình ảnh bản quyền

- Phương tiện chứa: các file ảnh, text, audio… là môi trường để nhúng tin

- Bộ nhúng thông tin: là những chương trình thực hiện việc giấu tin

- Đầu ra: là các phương tiện chứa đã có tin giấu trong đó

Hình 1.2: Lược đồ chung cho quá trình giấu tin

Tách thông tin từ các phương tiện chứa diễn ra theo quy trình ngược lại với đầu ra là các thông tin đã được giấu vào phương tiện chứa Phương tiện chứa sau khi tách lấy thông tin có thể được sử dụng, quản lý theo những yêu cầu khác nhau

Thông tin giấu

Phương tiện

chứa(audio, ảnh,

video)

Phương tiện chứa đã được giấu tin

Khóa giấu tin

Phân phối

Bộ nhúng thông tin

Hình 1.3: Lược đồ chung cho quá trình giải mã

Hình vẽ 1.3 chỉ ra các công việc giải mã thông tin đã giấu Sau khi nhận được đối tượng phương tiện chứa có giấu thông tin, quá trình giải mã được thực hiện thông qua một bộ giải mã tương ứng với bộ nhúng thông tin cùng với khoá của quá trình nhúng Kết quả thu được gồm phương tiện chứa gốc và thông tin đã giấu Bước tiếp theo thông tin đã giấu sẽ được xử lý kiểm định so

sánh với thông tin ban đầu

1.1.5 Phân loại giấu tin

a Phân loại các kỹ thuật giấu tin:

Do kỹ thuật giấu thông tin số mới được hình thành trong thời gian gần đây nên xu hướng phát triển vẫn chưa ổn định Nhiều phương pháp mới, theo nhiều khía cạnh khác nhau đang và sẽ được đề xuất, bởi vậy một định nghĩa chính xác, một sự đánh giá phân loại rõ ràng chưa thể có được Một số tác giả

đã đưa ra các đánh giá phân loại và các định nghĩa, nhưng không lâu sau lại có các đánh giá phân loại và các định nghĩa khác được đề xuất

Bộ giải mã thông tin

Phương tiện chứa (audio, ảnh, video)

Phương tiện chứa đã

được giấu tin

Thông tin giấu Kiểm định Khóa giấu tin

Dựa trên việc thống kê sắp xếp khoảng 100 công trình đã công bố trên một số tạp chí, cùng với thông tin về tên và tóm tắt nội dung của khoảng 200

công trình công bố trên Internet, có thể chia lĩnh vực giấu dữ liệu ra làm hai hướng lớn, đó là watermarking và steganography Nếu như watermarking quan tâm nhiều đến các ứng dụng giấu các mẩu tin ngắn nhưng đòi hỏi độ bền vững cao của thông tin cần giấu đối với các biến đổi thông thường của tệp dữ liệu môi trường thì steganography lại quan tâm tới các ứng dụng che giấu các bản tin với độ mật và dung lượng càng lớn càng tốt Đối với từng hướng lớn này, quá trình phân loại có thể tiếp tục theo các tiêu chí khác

Ngoài ra chúng ta có thể phân loại theo môi trường giấu thông tin:

+ Giấu thông tin trong ảnh

+ Giấu thông tin trong audio

+ Giấu thông tin trong video

+ Giấu thông tin trong văn bản dạng text

b Phân loại theo cách thức tác động lên các phương tiện:

Phương pháp chèn dữ liệu: Phương pháp này tìm các vị trí trong file dễ bị

bỏ qua và chèn dữ liệu cần giấu vào đó, cách giấu này không làm ảnh hưởng gì tới sự thể hiện các file dữ liệu ví dụ như được giấu sau các ký tự EOF

Phương pháp tạo các phương tiện chứa: Từ các thông điệp cần chuyển sẽ tạo ra các phương tiện chứa để phục vụ cho việc truyền thông tin đó, từ phía người nhận dựa trên các phương tiện chứa này sẽ tái tạo lại các thông điệp

c Phân loại theo các mục đích sử dụng:

- Giấu thông tin bí mật: đây là ứng dụng phổ biến nhất từ trước đến nay, đối với giấu thông tin bí mật người ta quan tâm chủ yếu tới các mục tiêu:

+ Độ an toàn của giấu tin - khả năng không bị phát hiện của giấu tin + Lượng thông tin tối đa có thể giấu trong một phương tiện chứa

cụ thể mà vẫn có thể đảm bảo an toàn

+ Độ bí mật của thông tin trong trường hợp giấu tin bị phát hiện

- Giấu thông tin bí mật không quan tâm tới nhiều các yêu cầu bền vững của phương tiện chứa, đơn giản là bởi người ta có thể thực hiện việc gửi và nhận nhiều lần một phương tiện chứa đã được giấu tin

- Giấu thông tin thuỷ vân: do yêu cầu bảo vệ bản quyền, xác thực… nên giấu tin thuỷ vân có yêu cầu khác với giấu tin bí mật Yêu cầu đầu tiên là các dấu hiệu thuỷ vân đủ bền vững trước các tấn công vô hình hay cố ý gỡ bỏ nó Thêm vào đó các dấu hiệu thuỷ vân phải có ảnh hưởng tối thiểu (về mặt cảm nhận) đối với các phương tiện chứa Như vậy các thông tin cần giấu càng nhỏ càng tốt

Tuỳ theo các mục đích khác nhau như bảo vệ bản quyền, chống xuyên tạc nội dung, nhận thực thông tin,… thuỷ vân cũng có các yêu cầu khác nhau

Các kỹ thuật giấu tin mới được phát triển mạnh trong khỏang mười năm trở lại đây nên việc phân loại các kỹ thuật còn chưa hoàn toàn thống nhất Sơ đồ phân loại do F.Petitcolas đưa ra năm 1999 được nhiều người chấp nhận

Hình 1.4: Phân loại các kỹ thuật giấu tin

Theo sơ đồ trên đây, giấu tin được chia thành hai hướng chính là giấu tin mật và thủy vân số Giấu tin mật quan tâm chủ yếu đến lượng tin có thể giấu, còn thủy vân số lại quan tâm chủ yếu đến tính bền vững của thông tin giấu Trong từng hướng chính lại chia ra các hướng nhỏ hơn, chẳng hạn với

Robust Watermarking Thuỷ vân bền vững

Fragile Watermarking Thuỷ vân dễ vỡ

Information hiding Giấu thông tin

Watermarking Thuỷ vân số

thủy vân số thì có thủy vân bền vững và thủy vân dễ vỡ Thủy vân bền vững cần bảo toàn được các thông tin thủy vân trước các tấn công như dịch chuyển, cắt xén, xoay đối với ảnh Ngược lại, thủy vân dễ vỡ cần phải dễ bị phá hủy khi gặp các sự tấn công nói trên

1.2 Giấu tin trong ảnh

Hiện nay, giấu thông tin trong ảnh là một bộ phận chiếm tỷ lệ lớn nhất trong các chương trình ứng dụng, các phần mềm, hệ thống giấu tin trong đa phương tiện bởi lượng thông tin được trao đổi bằng ảnh rất lớn và hơn nữa giấu thông tin trong ảnh cũng đóng vai trò hết sức quan trọng trong hầu hết các ứng dụng bảo vệ an toàn thông tin như: nhận thực thông tin, xác định xuyên tạc thông tin, bảo vệ bản quyền tác giả, điều khiển truy cập, giấu thông tin mật … Chính vì thế mà vấn đề này đã nhận được sự quan tâm rất lớn của các cá nhân,

tổ chức, trường đại học và cả viện nghiên cứu thế giới

Thông tin sẽ được giấu cùng với dữ liệu ảnh nhưng chất lượng ít thay đổi

và chẳng ai biết được đằng sau ảnh đó mang những thông tin có ý nghĩa Và ngày nay, khi ảnh số đã được sử dụng rất phổ biến, thì giấu thông tin trong ảnh

đã đem lại nhiều những ứng dụng quan trọng trên các lĩnh vực trong đời sống

xã hội Ví dụ như đối với các nước phát triển, chữ ký tay đã được số hóa và lưu trữ sử dụng như hồ sơ cá nhân của các dịch vụ ngân hàng và tài chính Nó được

sử dụng để nhận thực trong các thẻ tín dụng của người tiêu dùng

Hay trong một số những ứng dụng về nhận diện như thẻ chứng minh thư, thẻ căn cước, hộ chiếu… người ta có thể giấu thông tin trên các ảnh thẻ để xác nhận thông tin thực

Phần mềm Winword của Microsoft cũng cho phép người dùng lưu chữ ký trong các ảnh nhị phân rồi gắn vào vị trí nào đó trong file văn bản để đảm bảo tính an toàn của thông tin Tài liệu sau đó được truyền trực tiếp qua fax hoặc lưu truyền trên mạng Theo đó, việc nhận thực chữ ký, xác nhận thông tin đã trở thành một vấn đề cực kỳ quan trọng khi mà việc ăn cắp thông tin hay xuyên tạc

thông tin bởi các tin tặc đang trở thành một vấn nạn đối với bất kỳ quốc gia nào,

tổ chức nào Thêm vào đó, lại có rất nhiều loại thông tin quan trọng cần được bảo mật như những thông tin về an ninh, thông tin về bảo hiểm hay các thông tin về tài chính Các thông tin này được số hóa và lưu trữ trong hệ thống máy tính hay trên mạng Chúng rất dễ bị lấy cắp và bị thay đổi bởi các phần mềm chuyên dụng Việc nhận thực cũng như phát hiện thông tin xuyên tạc đã trở nên

vô cùng quan trọng, cấp thiết Và một đặc điểm của giấu thông tin trong ảnh nữa đó là được giấu một cách vô hình Nó như cách truyền thông tin mật cho nhau mà người khác không thể biết được, bởi sau khi giấu thông tin thì chất lượng ảnh gần như không thay đổi đặc biệt đối với ảnh mầu hay ảnh xám

1.3 Tổng quan ảnh BITMAP (BMP)

1.3.1 Giới thiệu ảnh BITMAP (BMP)

Ảnh BITMAP (BMP) được phát triển bởi Microsoft Corporation, được lưu trữ dưới dạng độc lập thiết bị cho phép Windows hiển thị dữ liệu không phụ thuộc vào khung chỉ định màu trên bất kỳ phần cứng nào

Tên tệp mở rộng mặc định của một tệp ảnh Bitmap là BMP, nét vẽ được thể hiện là các điểm ảnh Qui ước màu đen, trắng tương ứng với các giá trị 0, 1

Ảnh BMP được sử dụng trên Microsoft Windows và các ứng dụng chạy trên Windows từ version 3.0 trở lên BMP thuộc loại ảnh mảnh

Các thuộc tính tiêu biểu của một tập tin ảnh BMP là: Số bit trên mỗi điểm ảnh thường được ký hiệu bởi n Một ảnh BMP n bit có 2n màu Giá trị n càng lớn thì ảnh càng có nhiều màu và càng rõ nét hơn

Giá trị tiêu biểu của n là 1 (ảnh đen trắng), 4 (ảnh 16 màu), 8 (ảnh 256 màu), 16 (ảnh 65536 màu) và 24 (ảnh 16 triệu màu) Ảnh BMP 24 - bit có chất lượng hình ảnh trung thực nhất

- Chiều cao của ảnh (height), cho bởi điểm ảnh

- Chiều rộng của ảnh (width), cho bởi điểm ảnh

Đặc điểm nổi bật nhất của định dạng BMP là tập tin ảnh thường không được nén bằng bất kỳ thuật toán nào Khi lưu ảnh, các điểm ảnh được ghi trực tiếp vào tập tin một điểm ảnh sẽ được mô tả bởi một hay nhiều byte tùy thuộc vào giá trị ncủa ảnh

Do đó, một hình ảnh lưu dưới dạng BMP thường có kích cỡ rất lớn, gấp nhiều lần so với các ảnh được nén (chẳng hạn GIF, JPEG hay PNG)

1.3.2 Cấu trúc ảnh BITMAP (BMP)

Cấu trúc một tệp ảnh BMP gồm có bốn phần:

- Bitmap File Header: Lưu trữ thông tin tổng hợp về tệp ảnh BMP

- Bitmap Information: Lưu trữ thông tin chi tiết về ảnh bitmap

- Color Palette: Lưu trữ định nghĩa của màu được sử dụng cho bitmap( riêng đối với BMP 24 bit không có Color Palette)

- Bitmap Data: Lưu trữ từng điểm ảnh của hình ảnh thực tế

a Bitmap File Header:

Đây là khối bytes ở phần đầu tập tin, sử dụng để định danh tập tin

Ứng dụng đọc khối bytes này để kiểm tra xem đó có đúng là tập tin BMP không và có bị hư hỏng không

Bảng 1.1 Chi tiết khối bytes tiêu đề tập tin BMP

0000h 2 bytes

Magic number sử dụng để định nghĩa tập tin BMP: 0x42 0x4D (mã hexa của kí tự B và M) Các mục dưới đây có thể được dùng:

 BM - Windows 3.1x, 95, NT, etc

 CI - OS/2 Color Icon

 CP - OS/2 Color Pointer 0002h 4 bytes Kích thước của tập tin BMP theo byte

0006h 2 bytes Dành riêng; giá trị thực tế phụ thuộc vào ứng dụng tạo

Bảng 1.2 dưới đây miêu tả chi tiết khối bytes thông tin tập tin BMP

Eh 4 Kích thước của tiêu đề (40 bytes)

12h 4 Chiều rộng bitmap tính bằng pixel (Signed interger) 16h 4 Chiều cao bitmap tính bằng pixel (Signed interger)

1Ah 2 Số lượng các mặt phẳng màu sắc được sử dụng Phải

được thiết lập bằng 1

1Ch 2 Số bit trên mỗi pixel, là độ sâu màu của hình ảnh Giá trị

điển hình là 1, 4, 8, 16, 24 và 32

1Eh 4 Phương pháp nén được sử dụng

22h 4 Kích thước hình ảnh Đây là kích thước của dữ liệu

bitmap và không nên nhầm lẫn với kích thước tập tin

26h 4 Độ phân giải theo chiều ngang của hình ảnh (Signed

c Color Palette

Tiếp theo vùng Info là Color Palette của BMP, gồm nhiều bộ có kích thước bằng 4 byte xếp liền nhau theo cấu trúc Blue – Green - Red và một byte dành riêng cho Itensity

Kích thước của vùng Palette màu = 4 * số màu của ảnh

Bảng màu xuất hiện trong tập tin BMP sau tiêu đề BMP và tiêu đề DIB Vìvậy, offset là kích cỡ của tiêu đề BMP cộng với kích thước của tiêu đề DIB

Vì Palette màu của màn hình có cấu tạo theo thứ tự Red – Green - Blue nên khi đọc Palette màu của ảnh BMP vào thì phải chuyển đổi cho phù hợp

Số màu của ảnh được biết dựa trên số bit cho 1 pixel cụ thể là:

8 bits / pixel: ảnh 256 màu

4 bits / pixel: ảnh 16 màu

24 bits / pixel ảnh 24 bit màu (không có color palette)

Có tất cả 2 ^ 24 màu RGB khác nhau, nhưng các loại Bitmap 1 bit (2 màu, hoặc chuẩn Windows là trắng - đen), 4 bits (16 màu), 8 bits (256 màu) không thể khai thác hết, nên chỉ liệt kê các màu được dùng trong tệp Mỗi màu trong bảng màu được mô tả bằng 4 bytes (BlueByte, GreenByte, RedByte và ReservByte)

Ví dụ:

Bảng màu loại 1 bit chuẩn Windows có 8 bytes: 0, 0, 0, 0, 255, 255, 255,

0 (4 bytes đầu là màu thứ 0, 4 bytes sau là màu thứ 1 Do chỉ có 0 và 1 nên mô

tả mỗi điểm ảnh chỉ cần dùng 1 bit)

Tương tự như vậy, bảng màu của tệp 4 bits có 64 bytes, lần lượt từ màu

số 0 đến màu số 15, bảng màu của tệp 8 bits có 1024 bytes (từ 0 đến 255)

Chính vì các màu được liệt kê như vậy nên các màu trong tệp 1 bit, 4 bits,

8 bits được gọi là Indexed, còn các màu trong tệp 24 bits được gọi là True

d Bitmap Data

Phần Bitmap Data nằm ngay sau phần Color Palette của ảnh BMP Đây là phần chứa các giá trị màu của các điểm ảnh trong BMP

Dữ liệu ảnh được lưu từng điểm cho đến hết hàng ngang (từ trái sang phải), và từng hàng ngang cho đến hết ảnh (từ dưới lên trên)

Mỗi byte trong vùng Bitmap Data biểu diễn 1 hoặc nhiều điểm ảnh tùy theosố bits cho một pixel

Đối với mỗi điểm ảnh loại màu Indexed, ta cần 1 bit, 4 bits hoặc 8 bits để đặctrưng cho điểm đang xét ứng với màu thứ mấy trong bảng màu

Ví dụ: Giá trị 0111 (=7) trong loại BMP 4 bits cho biết điểm đó có màu 7 (màu xám theo chuẩn Windows) Riêng loại 24 bits thì không mô tả màu bằng thứ tự trên bảng màu (nếu liệt kê hết bảng màu của nó thì đã tốn cả Gigabyte bộ nhớ và đĩa) mà được liệt kê luôn giá trị RGB của 3 màu thành phần

Ví dụ:

Trắng ={255, 255, 255}, Đen = {0, 0, 0}

Như vậy, mỗi điểm ảnh loại 1 bit tốn 1/8 bytes (nói cách khác, 1 byte lưu được 8 điểm 1 bit), loại 4 bits tốn 1/2 byte, loại 8 bits tốn 1 byte và loại 24 bits tốn 3 bytes

Tuy nhiên, tính chung cả bức ảnh thì khối dữ liệu không hoàn toàn tỉ lệ thuận như vậy mà thường lớn hơn một chút

Lý do chính ở chỗ ta ngầm quy ước số bytes cần dùng cho 1 hàng ngang phải là bội của 4 Nếu bạn có ảnh 1 x 1, 1 bit, thì cũng tốn 66 bytes như ảnh 32

x 1, 1 bit(54 cho header, 8 cho bảng màu, 4 cho 1 hàng tối thiểu)

Nếu thử xoay bức hình 32 x 1 (vừa đúng 4 bytes dữ liệu) thành 1 x 32, sự lãng phí sẽ xuất hiện, lúc đó mỗi hàng sẽ lãng phí 31 bits, tổng cộng 32 lần như thế(31*4 bytes = 124 bytes)

CHƯƠNG 2: NGHIÊN CỨU, PHÂN TÍCH VÀ TÌM HIỂU MỘT SỐ

THUẬT TOÁN GIẤU TIN

2.1 Các kỹ thuật giấu tin

2.1.1 Kỹ thuật giấu tin LSB

2.1.1.1 Khái niệm bit ít quan trọng LSB (LSB - Least significant bit)

Bit LSB là bit có ảnh hưởng ít nhất tới việc quyết định tới màu sắc của mỗi điểm ảnh, vì vậy khi ta thay đổi bit ít quan trọng của một điểm ảnh thì màu sắc của mỗi điểm ảnh mới sẽ tương đối gần với điểm ảnh cũ Ví dụ đối với ảnh

16 bit thì 15 bit là biểu diễn 3 màu RGB của điểm ảnh còn bit cuối cùng không dùng đến thì ra sẽ tách bit này ra ở mỗi điểm ảnh để giấu tin… Như vậy kỹ thuật tách bit trong xử lý ảnh được sử dụng rất nhiều trong quy trình giấu tin Việc xác định LSB của mỗi điểm ảnh trong một bức ảnh phụ thuộc vào định dạng của ảnh và số bit màu dành cho mỗi điểm của ảnh đó

2.1.1.2 Kỹ thuật giấu tin LSB trong ảnh BITMAP

Chúng ta sử dụng kỹ thụât “Thay thế” (substitution) để ẩn thông tin trong một file Với công nghệ này, bạn thay thế những bit ít quan trọng nhất của file gốc với dữ liệu mà bạn muốn ẩn Để sử dụng công nghệ này ta thực hiện các bước sau:

Khi sử dụng kĩ thuật thay thế sẽ có một số ưu nhược điểm sau:

+Ưu điểm: Kích thước của file sẽ không bị thay đổi sau khi thực hiện việc ẩn thông tin

+ Nhược điểm: Có thể giảm chất lượng ảnh sau khi ẩn thông tin; giới hạn kích thước thông tin muốn ẩn

Trong kỹ thuật “Thay thế”, phương thức rất phổ biến là LSB (Least Significant Bit).Phương thức này thay thế bit ít quan trọng nhất trong một vài byte của file để ẩn tuần tự những byte dữ liệu chứa thông tin muốn ẩn Cách này

có hiệu quả trong trường hợp mà thay thế LSB không ảnh hưởng đến chất lượng ảnh Ví dụ như đối với ảnh Bitmap 24 bit

* Tại sao giấu thông tin trong ảnh Bitmap 24 bit lại có hiệu quả hơn:

- Ảnh Bitmap 24 bit: tức là sẽ có 24 bit biểu diễn cho 1 pixel và ảnh này

có 2^24 màu Thông tin màu cho mỗi pixel được chứa trong 3 byte liên tiếp của

dữ liệu với mỗi byte tương ứng với 3 màu Blue, Green, Red

- 24 bit màu là dữ liệu đơn giản để đọc Dữ liệu hình ảnh đi theo ngay trực tiếp sau đầu mục thông tin và ở đó không có bảng màu nào

- Các điểm ảnh được lưu theo chiều từ trái sáng phải trên một dòng và các dòng lại được lưu theo thứ tự từ dưới lên trên

- Mỗi byte trong vùng BimapData biểu diễn 1 hoặc nhiều điểm ảnh theo

số bít cho một pixel

- 8 bit dữ liệu cần 8 byte dữ liệu nguồn

Như vậy, với mỗi Pixel sẽ có 8 bit biểu diễn cho mỗi giá trị màu Giả sử,

ta chỉ xem xét với màu Blue, sẽ có 28 giá trị khác nhau Sự khác nhau giữa các giá trị hay gọi cách khác là cường độ của Blue như 11111111 và 11111110 sẽ không bị phát hiện bởi thị giác của con người

- Đối với ảnh 24 bit, ta có thể nhúng 3 bit dữ liệu muốn ẩn trong 1 pixel Trong khi đó với ảnh 8 bit ta chi có thể nhúng 1 bit dữ liệu cho mỗi pixel Như vậy, ảnh 24 bit cung cấp nhiều khoảng trống hơn so với ảnh 8 bit

Ví dụ: muốn ẩn 1 ký tư A vào trong 1 file ảnh Giá trị nhị phân của A là

10000001 Lúc này kí tự A được ẩn trong 3 pixel

+ Giả sử dữ liệu của 3 pixel có thể là

(00100111 11101001 11001000) (00100111 11001000 11101001)

(11001000 00100111 11101001) + Sau khi ẩn kí tự A, giá trị của 3 pixel là:

(00100111 11101000 11001000) (00100110 11001000 11101000)

(11001000 00100111 11101001)

Như vậy, chỉ có 3 bit bị thay đổi trong 3 byte Và sẽ không bị phát hiện bởi thị giác của con người

2.1.2 Kỹ thuật giấu tin theo khối bit

Ý tưởng cơ bản của kỹ thuật này là chia ảnh gốc thành các khối nhỏ và trong mỗi khối nhỏ sẽ giấu 1 bit thông tin [1]

Quá trình giấu tin:

- Với một ảnh gốc kích thước MxN, chia phần thông tin ảnh thành các khối nhỏ có kích thước m×n, số các khối nhỏ sẽ là (M×N)/(m×n) khối Vì ảnh

là đen trắng nên mỗi khối là một ma trận hai chiều m dòng, n cột các phần tử có giá trị 0 hoặc 1

- Chọn các khối chưa giấu tin để thực hiện giấu tin, các khối được chọn cho đến khi giấu hết các thông tin cần giấu hoặc khi đã chọn hết các khối

- Với mỗi khối ảnh F kích thước m×n và bit đang cần giấu b, tiến hành biến đổi F thành F’ để giấu bit b sao cho: SUM (F’) mod 2 = b

- Như vậy, mỗi lần giấu một bit, có thể xảy ra hai trường hợp: SUM (F) mod 2 = b, khi đó ta giữ nguyên khối ảnh Ngược lại chọn ngẫu nhiên một bit trong khối F và tiến hành đảo giá trị của bit này để được khối ảnh mới F’

Quá trình tách tin: Khi nhận được ảnh đã giấu tin, việc tách tin sẽ thực hiện theo các bước:

- Chia ảnh thành các khối có kích thước giống kích thước khối đã sử dụng khi thực hiện giấu, đây chính là khoá để giải mã

Với mỗi khối ảnh đã giấu tin F’ được chọn theo thứ tự như quá trình giấu tin, thực hiện tách lấy bit thông tin đã giấu theo công thức: b = SUM (F’) mod 2

- Như vậy, sau khi xét hết các khối đã giấu, ta thu được một chuỗi bit, chuỗi này là thông tin nhị phân đã giấu cần phải lấy ra

- Lược đồ giấu tin CB có thể giấu được 1 bit thông tin vào một khối kích thước m×n bit mà chỉ thay đổi tối đa 1 bit trong đó

2.1.3 Kỹ thuật giấu tin Wu-Lee

Là một thuật toán giấu tin khá phổ biến của M Wu và J Lee [3] Trong thuật toán Wu-Lee, môi trường giấu tin là một ảnh nhị phân (có thể được coi như là một ma trận nhị phân – mỗi phần tử của ma trận là một bit) được chia ra thành các khối m x n bit, mỗi khối giấu được một bit thông tin bằng cách thay đổi nhiều nhất là một bit trong khối Khóa K là một ma trận kích thước m x n

2.1.3.1 Nội dung thuật toán Wu-Lee

Bước 1 : Chia ảnh F thành các ma trận nhỏ Fi kích thước m x n

Bước 2 : Với mỗi Fi nhận được ở bước 1, kiểm tra điều kiện :

0 < SUM (Fi ^ K) < SUM (K) có đúng hay không?

Nếu đúng thì chuyển sang bước 3 để giấu một giữ liệu vào Fi, ngược lại thì không có dữ liệu nào giấu vào Fi à Fi sẽ được giữ nguyên

Bước 3 : Giấu bit b vào Fi :

If (SUM (Fi ^ K) mod 2 = b) then

Giữ nguyên Fi không đổi ;

Else if (SUM(Fi ^ K) then

Chọn một bit [Fi]j,k bất kì thoa :( [Fi]j,k = 0 mà [K]j,k = 1);

Thay [Fi]j,k = 1;

Else if (SUM (Fi ^ K) = SUM (K) – 1) then Chọn một bit [Fi]j,k bất kì

mà [Fi]j,k = 1;

Thay [Fi]j,k = 0; Else

Chọn một bit [Fi]j,k bất kì mà [Fi]j,k = 1;

Bổ sung [Fi]j,k ; Else If

- Sau khi gắn dữ liệu thì Fi được chuyển thành Fi’và giữ được tính chất bất biến sau đây ;

0 < SUM (Fi’^ K) < SUM (K) =>SUM (Fi’ ^ K) = b (mod 2)

2.1.3.2 Đánh giá thuật toán:

Thuật toán sử dụng K nhằm làm tăng độ mật cho thuật toán giấu tin Để tìm được ma trận khóa K thì đã biết m, n các thuật toán thám mã phải duyệt O(2mxn) trường hợp khác nhau

- Theo định nghĩa phép toán , và nội dung thuật toán Wu-Lee sẽ biến đổi F thành F’ sao cho SUM(F’ K) cùng tính chẵn lẻ với b Do vậy, nếu b không cùng tính chẵn lẻ với SUM(F’ K) thì thuật toán sẽ thực hiện đảo giá trị của phần tử Fi,j ứng với Ki,j = 1 để đạt được bất biến Như vậy, khóa K được xem như một mặt nạ, tạo ra khung nhìn cho thuật toán

- Điều kiện 0 < SUM(F’ K) < SUM(K) quy định, nếu mọi vị trí (i,j) của F tại các vị trí Ki,j = 1 mà Fi,j đều bằng = 0 hoặc đều bằng 1 thì không nên giấu tin vì nếu thực hiện giấu dễ bị lộ khóa K

- Ưu điểm của thuật toán này là tương đối đơn giản Nhược điểm của thuật toán này là tỉ lệ giấu tin thấp vì mỗi khối chỉ giấu được một bit thông tin,

và độ an toàn chưa cao, nếu đối phương đã biết ảnh giấu tin sử dụng thuật toán

WL thì chỉ cần xác định được m, n và ma trận khóa là sẽ tìm ra tin giấu

2.1.4.Thuật toán Chen-Pan-Tseng

Trên cơ sở thuật toán của Wu-Lee như đã trình bày, các tác giả Yu Yan Chen, Hsiang Kuang và Yu Chee Tseng đã phát triển một kỹ thuật giấu tin mới, thuật toán giấu tin CPT [4] Kỹ thuật này sử dụng một ma trận khóa K và một

ma trận trọng số W trong quá trình giấu tin và tách thông tin

- Quá trình biến đổi khối ảnh F thành F’ kích thước mxn để giấu r bit thông tin

b = b1b2…br được thực hiện sao cho :

SUM((F’⊕ K) W = b mod (2r) (2.4.1)

- Công thức (2.4.1) được sử dụng để tách chuỗi bit b = b1b2…br từ khối ảnh F’

2.1.4.1 Tóm tắt nội dung thuật toán CPT

- Dữ liệu vào :

+ Xét trên một ma trận nhị phân F = (Fij)mxn

+ Kết hợp 1 ma trận khóa nhị phân cấp mxn : K = (Fij)mxn

+ W là ma trận trong số tự nhiên cấp mxn : W = (Wij)mxn +) b là dãy r bit cần giấu vào ma trận Fmxn : b = b1b2…br

- Ở đây, ta sử dụng b theo hai định nghĩa : dãy bit và số tự nhiên dạng nhị phân

+ Đặt r = [log2(N + 1)],mxn = N

Sao cho :{Wij,1 ≤ i ≤ m,1 ≤ j ≤ n} = {1, 2, …2r - 1}

- Hay nói cách khác, ma trận trọng số W cần thỏa mãn : mỗi giá trị của tập {1, 2,…2r - 1} phải xuất hiện trong W ít nhất 1 lần

- Các ma trận khóa K và ma trận trọng số W kích thước mxn được sử dụng như các thành phần khóa bí mật : người sử dụng K, W trong quá trình giấu

và người nhận cần phải có K, W để khôi phục lại tin đã giấu

- Dữ liệu ra :

+ Ma trận nhị phân F’ đã được mã hóa thông tin dãy r bit b, mà chúng ta

có thể lấy lại được thông tin b từ F’

Thuật toán giấu tin

Bước 1:

Tính T = FK Và r = [log2(mxn + 1)]

Bước 2: Tính S = ΣΣTij x Wij mod2r (2.4.2)

Hay S = SUM[T W] Suy ra : 0 ≤ S ≤ 2r- 1

Bước 3:

- Ta xem b = b1b2…br là giá trị dữ liệu cần giấu dưới dạng sơ số

2 Suy ra 0 ≤ S ≤ 2r -1 Mục đích của thuật toán này là thay đổi nhiều nhất hai vị trí trong F để được ma trận F’ mà S’ tương ứng tính được theo công thức (2.4.2) thỏa mãn :

S’ = b mod 2r (2.4.3) Tính α = b – S mod 2r

- Ta tìm số nguyên h > 1 và nhỏ nhất sao cho Shα ≠ và Sα- hα ≠

.Sự tồn tại của h được chứng minh trong [10] Khi đó ta đảo một ô bất

kì thuộc Fij thuộc Shα và một ô bất kì Fij thuộc Sα- hα

2.1.4.2 Phân tích và đánh giá thuật toán

- Thuật toán có thể giấu được r bit vào trong một khối mxn với điều kiện

là 2r< mxn

- Và chỉ cần thay đổi nhiều nhất là 2 bit lên một khối Như vậy, thuật toán này đã có cải tiến rất lớn so với những thuật toán khác chỉ giấu được một bit vào mỗi khối

- Độ an toàn của thuật toán cũng rất cao thông qua hai ma trận dùng làm khóa để giải tin đó là ma trận trọng số và ma trận khóa

- Thuật toán Chen-Pan-Tseng sử dụng một ma trận trọng số nhằm giấu được một dãy nhiều bit vào trong mỗi khối, và ma trận trọng số này cũng chính

là một thành phần bí mật cùng với ma trận khóa, do vậy độ an toàn của thuật toán Chen-Pan-Tseng sẽ cao hơn thuật toán Wu-Lee

- Thuật toán này đương nhiên có thể áp dụng cho ảnh màu và ảnh đa cấp xám Ta cũng sẽ sử dụng kỹ thuật chọn ra bit quan trọng nhất của 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 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

2.1.5 Kỹ thuật giấu tin SES

2.1.5.1 Giới thiệu kỹ thuật giấu tin SES:

- Kỹ thuật SES được đề xuất bởi tác giả Jeong Jae Yu

- Kỹ thuật giấu tin trong ảnh SES (Steganography Evading analyses) là kỹ thuậtgiấu tin tránh sự phát hiện bằng phương pháp thống kê RS(Regular Singular)[7]

2.1.5.2 Kỹ thuật giấu tin SES

a Quá trình giấu tin: