Giấu tin trong đối tượng ba chiều

Header Page of 126 -1- BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG THÁI DUY QUÝ GIẤU TIN TRONG ĐỐI TƯỢNG BA CHIỀU Chuyên ngành: Khoa học máy tính Mã số : 60.48.01 TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT Đà Nẵng - Năm 2012 Footer Page of 126 Header Page of 126 -2- Công trình hoàn thành ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG Người hướng dẫn khoa học: TS Nguyễn Tấn Khôi Phản biện 1: PGS TS Lê Văn Sơn Phản biện 2: GS.TS Nguyễn Thanh Thủy Luận văn bảo vệ Hội đồng chấm Luận văn tốt nghiệp Thạc sĩ kỹ thuật họp Đại học Đà Nẵng vào ngày 04 tháng 03 năm 2012 Có thể tìm hiểu luận văn tại: - Trung tâm Thông tin - Học liệu, Đại học Đà Nẵng - Trung tâm Học liệu, Đại học Đà Nẵng Footer Page of 126 Header Page of 126 -3- MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài Sự phát triển Internet kéo theo phát triển vũ bão phương tiện truyền thông kĩ thuật số Bên cạnh đó, an toàn bảo mật thông tin vấn đề nhận quan tâm đặc biệt nhiều lĩnh vực Các công nghệ giải pháp để bảo vệ thông tin nghiên cứu, phát triển phù hợp với dạng lưu trữ thông tin cách thức truyền tin Một hướng tiếp cận bảo mật thông tin, đem thông tin giấu vào đối tượng ảnh, phim, đoạn âm thanh, hay đối tượng đa phương tiện (3D), … ta thu đối tượng chứa không sai khác so với đối tượng ban đầu Đây ý tưởng cốt lõi phương pháp ẩn giấu thông tin (Data Hiding) đối tượng nghiên cứu gần có nhiều ứng dụng giấu tin mật, đánh giấu quyền, truyền thông tin, mã hóa liệu, …v.v Hiện nay, số lượng thuật toán giấu tin nghiên cứu nhiều phong phú, từ đơn giản tới phức tạp [1… 10] nhiều đối tượng Bên cạnh đó, việc nghiên cứu phương pháp phát liệu nhúng phát triển để chống lại phương pháp nhúng giấu tin Mục đích nghiên cứu Mục đích Luận văn nghiên cứu tổng hợp phương pháp giấu tin đối tượng 3D: MEP[17]; MLEP[18] MMLEP[19] Các kỹ thuật có khả giấu nhiều thông tin đảm bảo tính bảo mật thông tin giấu Footer Page of 126 Header Page of 126 -4- • Về mặt lý thuyết: Tìm hiểu kiến thức liên quan đến mô hình 3D, phép biến đổi đồ họa, cấu trúc lưới tam giác Ngoài ra, phần lý thuyết tìm hiểu phương pháp giấu tin đối tượng lưới 3D dựa tam giác • Về mặt thực nghiệm: Luận văn cài đặt phương pháp đề xuất cải tiến kết hợp phương pháp đựa hai phần nhúng rút trích liệu mô hình lưới 3D Đối tượng phạm vi nghiên cứu • Đối tượng nghiên cứu: Luận văn nghiên cứu phương pháp biểu diễn lưới 3D, phương pháp giấu tin lưới tam giác • Phạm vi nghiên cứu: luận văn tập trung nghiên cứu phương pháp giấu tin dựa tọa độ đỉnh tam giác, dạng liệu giấu tin bít tin sau mã hóa Phương pháp nghiên cứu • Phương pháp phân tích: Thu thập thông tin báo, nghiên cứu dựa kết trước đó, đồng thời đưa nhận xét, đánh giá phù hợp, từ nghiên cứu đề xuất cải tiến • Phương pháp thực nghiện: xây dựng chương trình thực nghiệm ngôn ngữ C#, liệu thực nghiệm mô hình lưới 3D, cấu trúc dạng VRML Cài đặt thực nghiệm phương pháp, so sánh đánh giá kết thực nghiệm • Phương pháp triển khai: xây dựng chương trình thực nghiệm mẫu, đồng thời viết báo tham dự hội nghị Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài Bên cạnh việc nghiên cứu cải tiến phương pháp trên, luận văn nghiên cứu số vấn đề khác liên quan để thực xây Footer Page of 126 Header Page of 126 -5- dựng chương trình ứng dụng vấn đề xử lý tọa độ tam giác, công nghệ mã hóa thông tin, xử lý ảnh số, …v.v Kết luận văn làm tài liệu tham khảo cho độc giả muốn nghiên cứu lĩnh vực Cấu trúc luận văn Bố cục Luận văn bao gồm chương sau: Chương 1: TỔNG QUAN VỀ KỸ THUẬT BẢO MẬT THÔNG TIN Chương giới thiệu tổng quan giấu tin khái niệm liên quan đến giấu tin môi trường Nội dung chương đề cập đến vấn đề ảnh hưởng giấu tin đối tượng khác Chương đề cập tới vấn đề giấu tin đối tượng lưới 3D Chương 2: MÔ HÌNH HÓA LƯỚI TAM GIÁC BA CHIỀU Nội dung chương trình bày số nguyên lý đồ họa 3D, cấu trúc lưu trữ lưới tam giác cách biểu diễn lưới VRML, dữu liệu dùng để giấu thông tin luận văn Chương 3: PHƯƠNG PHÁP GIẤU TIN TRONG LƯỚI 3D Chương trình bày phương pháp giấu tin MEP, MLEP, MMLEP nhận xét ưu, khuyến điểm phương pháp Chương 4: PHÂN TÍCH THIẾT KẾ VÀ TRIỂN KHAI CHƯƠNG TRÌNH Chương trình bày đề xuất cải tiến kết hợp phương pháp trên, đồng thời trình bày số kết thực nghiệm cài đặt giấu tin đề xuất cải tiến số đối tượng lưới 3D Footer Page of 126 Header Page of 126 -6- Chương - TỔNG QUAN VỀ KỸ THUẬT BẢO MẬT THÔNG TIN Giới thiệu 1.1 Giấu thông tin kỹ thuật nhúng (embedding) lượng thông tin số vào đối tượng liệu số khác Đối tượng liệu số chứa thông tin giấu không thay đổi dung lượng mắt thường khó cảm nhận thay đổi 1.2 Lịch sử giấu tin mật 1.3 Mô tả hệ thống giấu tin mật Quá trình nhúng liệu hệ thống ẩn liệu thông thường có đầu vào đối tượng chứa C (có thể ảnh, âm thanh, video, đối tượng 3D, …), liệu D khóa K (thường phát sinh từ dãy số giả ngẫu nhiên – pseudo ramdom) Quá trình nhúng liệu ánh xạ có dạng sau: C’ K’ 1.4 D  C℘ đầu đối tượng chứa (ảnh chứa) Các ứng dụng giấu tin mật 1.4.1 An ninh quốc phòng 1.4.2 Bảo vệ quyền tác giả 1.4.3 Xác nhận chủ sở hữu 1.4.4 Chứng thực nội dung 1.4.5 Lưu vết giao tác 1.4.6 Kiểm soát chép 1.5 Các yêu cầu hệ thống giấu tin mật 1.5.1 Tính bền vững thông tin giấu (Robustness) 1.5.2 Tính không bị phát (Undetectability) Footer Page of 126 (1.1) Header Page of 126 -7- 1.5.3 Tính vô hình (Invisibility) 1.5.4 Tính bảo mật (Security) thông tin giấu 1.5.5 Lượng thông tin cần giấu (Capacity) 1.5.6 Tính chất ẩn hay thông tin giấu 1.6 Phân loại giấu tin mật Hình 1.4 Phân loại phương pháp Giấu tin Dựa vào ứng dụng kỹ thuật giấu tin[1], Data Hiding phân loại theo sơ đồ Hình 1.4 tranh khái quát ứng dụng kỹ thuật giấu thông tin Steganography kết hợp nghệ thuật khoa học truyền thông ẩn Một hệ thống Steganography giấu liệu vào đối tượng chứa (image, audio, video) Ở hệ thống watermarking yêu cầu cấp cao khía cạnh Robustness Ở ưu tiên hàng đầu việc đảm bảo lấy thông tin nhúng (chữ ký số, quyền,…), đối tượng chứa thông tin không toàn vẹn Footer Page of 126 Header Page of 126 1.7 -8- Các lĩnh vực giấu tin mật 1.7.1 Giấu tin văn 1.7.2 Giấu tin ảnh 1.7.3 Giấu tin âm (audio) 1.7.4 Giấu tin hình ảnh (video) 1.7.5 Giấu tin đối tượng ba chiều Đối tượng ba chiều mô hình lưới tam giác hình học, xây dựng từ tập tọa độ đỉnh Cũng giống giấu tin môi trường khác, giấu tin đối tượng ba chiều chia thành hai hình thức, giấu tin thuỷ vân (Watermarking) giấu tin mật (Steganography) Giấu tin thuỷ vân đảm bảo lượng tin cần giấu ít, thường dùng cho việc đánh dấu quyền, ẩn giấu số hiệu sản phẩm, chống chép Còn giấu tin mật dùng cho việc truyền thông tin mật phải đảm bảo lượng thông tin giấu nhiều phải đảm bí mật, bị công bảo toàn thông tin Các phương pháp giấu tin môi trường ba chiều thường dự dịch chuyển tọa độ đỉnh để giấu tin Thường hình thức giấu tin điều khiển khóa bí mật (là chuỗi bít), thông qua khóa bí mật này, người gửi người nhận dễ dàng tìm thông tin ẩn giấu 1.8 Kết chương Footer Page of 126 Header Page of 126 -9- Chương – MÔ HÌNH HÓA LƯỚI TAM GIÁC BA CHIỀU 2.1 Mô hình hóa ba chiều Khi mô hình hóa hiển thị cảnh ba chiều, ta cần phải xem xét nhiều khía cạnh vấn đề khác Khi biểu diễn đối tượng, cần mô tả số thông tin bên đối tượng Các phép biến đổi hình học thường sử dụng nhiều đa dạng đồ họa ba chiều so với đồ họa hai chiều Biểu diễn đối tượng ba chiều 2.2 2.2.1 Biểu diễn mặt đa giác 2.2.2 Biểu diễn bảng đa giác 2.2.3 Phương trình mặt phẳng Các phép biến đổi hình học 2.3 2.3.1 Một số khái niệm liên quan 2.3.2 Hệ tọa độ 2.3.3 Phép tịnh tiến 2.3.4 Phép biến đổi tỉ lệ 2.3.5 Phép biến dạng 2.3.6 Phép quay 2.3.6.1 Phép quay quanh trục tọa độ 2.3.6.2 Phép quay quanh trục Cấu trúc liệu biểu diễn lưới đa giác 2.4 2.4.1 Các phần tử bề mặt lưới Các đối tượng lưới đa giác bao gồm nhiều thành phần khác nhau: đỉnh, cạnh, mặt, đa giác 2.4.2 Biểu diễn lưới đa giác Footer Page of 126 Header Page 10 of 126 2.5 - 10 - Phương pháp biểu diễn cấu trúc lưới VRML 2.5.1 Ngôn ngữ mô hình hóa VRML 2.5.2 Tổng quan VRML Một tập tin VRML có phần mở rộng WRL1 Cấu trúc bên tập tin VRML cấu tạo từ nút bản, nút gồm nhiều nút khác nhiều thuộc tính Các thành phần tập tin VRML: - Bắt đầu khởi tạo: #VRML V2.0 utf8, thích bắt đầu dấu # - Sau ký tự khởi tạo đến thành phần sau đây: Nodes: nút biểu diễn Prototypes: định nghĩa nguyên mẫu Routes: Định nghĩa kiện phát sinh nút Trong Node bao gồm nhiều node khác thuộc tính nodes - Màu mô hình VRML RGB, giá trị Red, Green, Blue định nghĩa từ 0.0 đến 1.0 - Đơn vị mà VRML sử dụng mét, co dãn cho phù hợp Góc sử dụng radians 2.5.3 - Các phép biến đổi VRML Phép quay (Rotation): Cho phép quay đối tượng không gian chiều Cú pháp: rotation x y z a Trong x, y, z tương ứng trục, a góc quay Viết tắt từ WoRLd Footer Page 10 of 126 Header Page 12 of 126 - 12 - Chương - PHƯƠNG PHÁP GIẤU TIN TRONG LƯỚI 3D 3.1 Giới thiệu 3.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến giấu tin lưới 3D 3.2.1 Sự thay đổi đối tượng chứa tối thiểu 3.2.2 Hạn chế thao tác biến đổi đối tượng chứa 3.2.3 Số lượng liệu nhúng 3.2.4 Tính vô hình 3.2.5 Tính bảo mật 3.2.6 Độ sai lệch lưới nhúng liệu Công thức tính tỉ lệ sai lệch mô sau: PSNR = 10 log10 ( Dmax ) MSE (3.1) Với Dmax khoảng cách cực đại đỉnh mô hình, MSE (Mean Square Error) không gian lỗi trung bình: MSE = V || vi − v 'i || ∑ | V | i =1 (3.2) Với V số đỉnh bị biến đổi vi, vi’ đỉnh tương ứng với đối tượng chứa đối tượng mang vị trí i, Qua thực nghiệm cho thấy mức độ biến đổi chấp nhận với giá trị PSNR lớn 80db [20] 3.2.7 Khả hồi phục liệu Để đánh giá khả phục hồi thông tin sau nhúng, ta thường dùng công thức định lượng MAE1 Đại lượng cho ta Mean Absolute Error, tạm dịch Không gian lỗi tuyệt đối Footer Page 12 of 126 Header Page 13 of 126 - 13 - khác thông tin gốc thông tin tách từ đối tượng sau giấu tin Công thức MAE tính sau: m −1 MAE = ∑ | S t − S t | m t =0 (3.3) Với m chiều dài thông điệp cần nhúng • • St giá trị bit vị trí t thông điệp gốc St giá trị bit vị trí t thông điệp sau phục hồi Giá trị MAE nhỏ chất lượng thông tin rút gần với thông tin gốc Phương pháp MEP 3.3 3.3.1 Quá trình tiền xử lý Từ đối tượng lưới 3D gồm nhiều tam giác liền kề nhau, ta chọn tam giác ban đầu cạnh ban đầu cách lấy ngẫu nhiên cạnh tam giác Ta định nghĩa cạnh vào xác định cạnh dùng để vào tam giác hai cạnh kết thúc cạnh dùng để xác định tam giác (Hình 2a) Từ tam giác ban đầu ta thực nhúng thông tin đỉnh qua tam giác cách dựa chuỗi nhị phân khóa bí mật, chuỗi bít phát sinh trình nhúng, dùng để xác định đường cho tam giác duyệt lưới 3D 3.3.2 Xây dựng danh sách tam giác giấu tin Ta giả sử tam giác ban đầu ABC với AB cạnh vào tam giác này, AC BC hai cạnh tam giác Footer Page 13 of 126 Header Page 14 of 126 - - 14 - Một bít khóa bí mật phát sinh, bít khóa bí mật “1”, tam giác tam giác theo chiều ngược kim đồng hồ (cạnh BC Hình 3) - Ngược lại bít “0” tam giác thứ hai a) b Hình 3.3 Phương pháp xác định tam giác dựa ký tự nhị phân a)Xác định tam giác tam giác cho trước với khóa(k) = “0” b) Duyệt tam giác mô hình lưới 3D với khóa bí mật k = {0,0,0,1,0,1,0,1} 3.3.3 Giấu tin tam giác Mỗi tam giác xem đối tượng hình học hai trạng thái Trạng thái tam giác định nghĩa cách chiếu trực giao đỉnh đối diện xuống cạnh tương ứng Xét tam giác ABC với cạnh vào AB (Hình 3.4), hai cạnh BC AC, ký hiệu P(C)|AB hình chiếu đỉnh C lên cạnh AB Khoảng cách AB chia thành Footer Page 14 of 126 Header Page 15 of 126 - 15 - hai tập M0 M1 biểu diễn bít luân phiên “0”, “1” với m = (M0 tập biểu thị cho bít “0”, M1 biểu thị cho bít “1) hai tập có m tập Hình 3.4: Chia |AB| thành hai tập M0 M1 Khi đó, P(C)|AB ∈ M0 ta nói tam giác trạng thái “0”, ngược lại, P(C)|AB ∈ M1 ta nói tam giác trạng thái “1” Để nhúng bít thứ i (với i nhận giá trị 1) vào đỉnh C, hai trường hợp sau xảy ra: - Nếu P(C)|AB ∈ Mi: Không cần thực thay đổi - Nếu P(C)|AB ∉ Mi: Đỉnh C dịch chuyển qua C’ theo hướng vector AB cho P(C’)|AB ∈ Mi uuur Quá trình nhúng bít vào đỉnh tam giác minh họa hình 3.5: Hình 3.5 Minh họa trình dịch chuyển đỉnh C lưới tam giác Footer Page 15 of 126 Header Page 16 of 126 - 16 - Đỉnh C’ lấy đối xứng với đỉnh C qua trục đối xứng biên miền giá trị M0 M1 nằm gần Giá trị λ gọi khoảng phân đoạn, tính công thức λ = | AB | với m m tổng số tập Mi (i = 1) đoạn AB Tọa độ vị trí C’ tính công thức: xC' =xC +a λ 2 a +b +c , yC' =yC +b λ 2 a +b +c , zC' =zC +c λ a +b +c (3.4) Với a, b, c tọa độ vector phương AB, λ giá trị tính Giá trị λ phải đủ lớn để làm thay đổi trạng thái tam giác từ “0” qua “1” từ “1” qua “0” phải đủ nhỏ để sau dịch chuyển giữ hình dạng ban đầu Để thay đổi trạng tam giác, giá trị λ phải thỏa mãn: ς ≤ λ ≤ |AB|/m (3.5) Với ς khoảng cách từ hình chiếu đỉnh C đến điểm biên gần “0” “1” 3.3.4 Quá trình rút trích thông tin giấu Quá trình rút trích thông tin giấu ta phải có đối tượng mang tin, khóa bí mật người gửi Quá trình tiến hành sau: - Xác định tam giác ban đầu cạnh khởi đầu - Từ cạnh khởi đầu ta duyệt qua tam giác cách dựa khóa bí mật giống trình nhúng thông tin - Tại đỉnh tam giác duyệt, bít lấy cách chiếu trực giao đỉnh xuống cạnh đối diện Footer Page 16 of 126 Header Page 17 of 126 3.4 - 17 - Phương pháp MLEP Phương pháp MLEP có bước tương tự phương pháp MEP, với bước tiền xử lý xác định danh sách tam giác giấu tin, nhiên bước nhúng tin, thay chiếu xuống cạnh đáy ta chiếu lên đường kẻ vuông góc cạnh đáy Một tam giác coi đối tượng hai trạng thái, ta xác định trạng thái tam giác theo vị trí đỉnh lên đường cao tam giác đỉnh Để thuận tiện, lấy đỉnh V đường thẳng vuông góc với AB B (Hình 3.6) Gọi giá trị chiếu C lên đoạn thẳng ảo VB D(C)|VB Chia cạnh VB thành hai tập luân phiên M0 M1, với M0 biểu diễn cho trạng thái 0, M1 cho trạng thái Hình 3.6 Minh họa kỹ thuật nhúng theo đường cao Định nghĩa DT khoảng phân đoạn chia cạnh VB, độ dài DT độ dài phần tử tập M, ta định nghĩa DTR tỉ lệ khoảng cách, với L độ dài cạnh vào AB Ta có công thức mối liên hệ DTR DT sau: DT = DTR x L Footer Page 17 of 126 (3.6) Header Page 18 of 126 - 18 - Để nhúng bít i (i=0 1) vào đỉnh, ta xét trường hợp  | CD |   DT    với ký hiệu  x  phép lấy phần nguyên cận x Ta có hai trường hợp sau xẩy ra: | CD |  : không thực thay đổi - Nếu   DT  mod ∈ M i   - Nếu  | CD |  mod ∉ M i : Dịch chuyển đỉnh C thành C’    DT  uuur cách cộng thêm vector EV uuur Giá trị vector EV tính sau (Hình 3.8): uuur uuur CD EV = p × DT × ( uuur ) | CD | (3.7) Với p ∈ {-1, 1}, nhằm gia tăng tính bảo mật, ta quy ước giá trị p tuân thủ theo khóa bí mật (p = -1 khóa k = ngược lại p = khóa k = 1) Đỉnh C’ lấy đối xứng với đỉnh C qua đường thẳng qua biên gần vuông góc với đường thẳng VB 3.5 Phương pháp MMLEP Áp dụng ý tưởng tương tự hai phương pháp vào phép quay nhúng thông tin dựa độ đo góc hai mặt phẳng Trước hết, cho tam giác khởi tạo MNP giả sử đỉnh G trọng tâm tam giác Dựa khóa bí mật, ta duyệt qua tam giác khác ABC, ta giả sử góc tạo hai mặt phẳng ABC ABG (Hình 3.7) Footer Page 18 of 126 Header Page 19 of 126 - 19 - Hình 3.7 Minh họa kỷ thuật nhúng theo phương pháp xoay đỉnh Chia khoảng độ góc thành hai tập M0 M1 Giả sử E mặt phẳng qua đỉnh C vuông góc với AB, lúc E qua D chân đường cao kẻ từ C mặt phẳng E có vector pháp tuyến AB Giả sử C’ đỉnh dịch chuyển từ C, C’ thuộc mặt phẳng E, thêm vào đó, DC tạo với DC’ góc ϕ Lúc này, đỉnh D tâm khối cầu có bán kính |DC|(r) Dựa giá trị góc θ, ta tinh chỉnh độ đo góc việc cộng thêm trừ bớt đại lượng ϕ Ta có hệ phương trình sau diễn tả mối liên hệ đại lượng: uuur  AB.( x − xC ' , y − yC ' , z − zC ' ) =  uuur uuuur uuur uuuur  DC.DC ' =| DC | | DC ' | cos ϕ = r (3.8) Với r =| DC |=| DC ' | uuur uuuur Để nhúng bít i (i = 1) vào tam giác, hai trường hợp sau xảy ra:  θ   :   mod ∈ M i  ϕ   không cần thay đổi  θ   :    mod ∉ M i  ϕ   C dịch chuyển qua C’ việc thêm bớt đại lượng ϕ 3.6 Nhận xét, đánh giá phương pháp 3.7 Kết chương Footer Page 19 of 126 Header Page 20 of 126 - 20 - Chương - PHÂN TÍCH VÀ TRIỂN KHAI PHƯƠNG PHÁP GIẤU TIN TRONG LƯỚI 3D CẢI TIẾN 4.1 Giới thiệu 4.2 Phương pháp giấu tin mật lưới 3D cải tiến Trong trình giấu thông tin, dịch chuyển đỉnh sau làm thay đổi cấu trúc xác định bước trước Giả sử tam giác ban đầu ABC, sử dụng khóa bí mật k={0,1} tam giác duyệt qua ABC, CBD, CDA Như ban đầu ta phải dịch chuyển đỉnh C, tiếp đến tam giác CDA, ta phải dịch chuyển đỉnh A, dịch chuyển làm thay đổi độ dài cạnh AB nên sau trình rút trích tam giác ABC bị sai số Một trường hợp khác, thông tin giấu ba đỉnh xảy trường hợp sai số Luận văn trình bày đề xuất phương pháp lưu trữ trạng thái dịch chuyển vào chuỗi bít, có tên DETB (Data Embedding Transport Bit), kết sau nhúng tin chuỗi khóa bí mật chuỗi bít lưu trữ trạng thái dịch chuyển, gọi chuỗi bít dịch chuyển, chuỗi bít có độ dài lần độ dài khóa bí mật (nếu giấu tin đỉnh) Trạng thái chuỗi bít xác định trình duyệt tam giác nhúng bít, đỉnh bị dịch chuyển, trạng thái “1”, không, trạng thái “0” Khi trình rút trích duyệt từ cuối danh sách lên đầu, sau lấy bít ra, trạng thái “1” dịch ngược lại đỉnh nhúng theo phương vector BA khoảng λ, bít “0” giữ nguyên Footer Page 20 of 126 Header Page 21 of 126 - 21 - Dựa phân tích trên, thuật toán nhúng/giải mã thông tin mô tả sau: Bước 1: Khởi tạo tam giác ban đầu, cạnh vào tam giác ban đầu Bước 2: Xác định danh sách tam giác giấu tin dựa khóa bí mật, khóa k “0”, tam giác tam giác theo chiều ngược kim đồng hồ, “1” tam giác thứ hai theo chiều ngược kim đồng hồ Độ dài danh sách tam giác giấu tin độ dài khóa bí mật Bước (Nhúng thông tin): Với tam giác danh sách tam giác giấu tin, ta tiến hành giấu tin kỹ thuật chiếu đỉnh lên cạnh đáy (MEP), chiếu đỉnh lên đường cao (MLEP) xoay đỉnh theo tâm (MMLEP) Khi so sánh giá trị bít chiếu xoay ta thực sau: - Nếu bít giá trị so khớp giống với giá trị bít cần nhúng, giữ nguyên tọa độ đỉnh Gán giá trị bít dịch chuyển “0” - Ngược lại thực dịch chuyển đỉnh qua vị trí cho giá trị chiếu xuống giống với giá trị bít cần nhúng Gán giá trị bít dịch chuyển “1” Bước (Giải mã lấy lại thông tin): Duyệt ngược tam giác danh sách (bước 2), chia đối tượng đỉnh thành hai tập luân phiên M0 M1 Thực giải mã thông tin tam giác cách so khớp giá trị Dựa giá trị bít dịch chuyển, “1”, dịch ngược đỉnh vị trí ban đầu 4.3 Hiện thực phương pháp giấu tin mật lưới 3D cải tiến 4.3.1 Quá trình giải mã 4.3.2 Các thông số cần thiết nhúng rút trích Footer Page 21 of 126 Header Page 22 of 126 - 22 - 4.3.2.1 Mức độ biến đổi mô hình (PSNR) 4.3.2.2 Khả phục hồi liệu (MAE) 4.3.2.3 Số khoảng phân đoạn: 4.3.2.4 Tỉ lệ tam giác nhúng Công thức tỉ lệ tam giác nhúng đề xuất sau: RTE = TE T (4.3) Trong TE số lượng tam giác duyệt, T tổng số tam giác mô hình 4.3.2.5 Tỉ lệ đỉnh biến đổi Công thức tỉnh tỉ lệ đỉnh biến đổi đề xuất sau: RVE = VE V (4.4) Trong VE số đỉnh bị dịch chuyển mô hình, V tổng số đỉnh mô hình nhúng 4.3.2.6 Tỉ lệ kích thước mô hình Công thức tính tỉ lệ biến đổi kích thước mô hình đề xuất sau: R SE = S S − SC SC (4.5) Trong đó, SS kích thước mô hình sau nhúng SC kích thước mô hình trước nhúng 4.4 Triển khai ứng dụng đánh giá kết 4.4.1 Giao diện chương trình (Hình 4.7, 4.8) 4.4.2 Các chức chương trình (phụ lục B) 4.4.3 Dữ liệu thực nghiệm 4.4.4 Kết thực nghiệm Footer Page 22 of 126 Header Page 23 of 126 - 23 - Bảng 4.1 cho thấy số giá trị thực nghiệm thông điệp “Luận văn” mô hình triangle.wrl Việc thực nghiệm nhằm so sánh giá trị với giá trị mức độ biến đổi PSNR, qua định hướng giá trị m phù hợp cho thực nghiệm Bảng 4.1 So sánh giá trị m với đại lượng PSNR để xác định giá trị m phù hợp m PSRN 10 49.153 50 61.3190 100 68.5214 200 75.427 500 80.56 1000 87.1359 2000 92.794 Số tam giác mô hình 10, số đỉnh 7, số tam giác nhúng 43, tùy vào số đỉnh bị biến đổi mà ta có mức độ biến đổi khác Ta có biểu đồ so sánh giá trị m với giá trị PSNR Hình 4.10 Hình 4.10 Biểu đồ so sánh giá trị m với giá trị PSNR Footer Page 23 of 126 Header Page 24 of 126 - 24 - Ta thực nghiệm số mô hình mẫu, với giá trị m = 500, liệu thực nghiệm thông điệp: “Ngày 6/12/2011, Ngân hàng Nhà nước phê duyệt phương án hợp ngân hàng gồm Sài Gòn (SCB), Tín Nghĩa Đệ Nhất” Với số bít 1968 bít Bảng 4.6 Một số kết thực nghiệm mô hình với giá trị m phù hợp Mô hình Số ∆ Số RTE RVE RSE PSNR MAE đỉnh triangle.wrl 10 65 281 81.6711 99.94 box.wrl 12 10 40 123 70.134 99.3 sphare.wrl 482 960 37 212 0.001 80.24 99.99 hand.wrl 2128 1055 30 89 90.6711 100 elephant.wrl 10150 5132 0.35 0.89 90.345 100 bunny.wrl 1494 34 127 86.127 100 2913 Kết thực nghiệm cho thấy với mô hình có liệu lớn số bít giấu, ta kết tốt với giá trị PSNR đạt cao 4.5 Kết chương Footer Page 24 of 126 Header Page 25 of 126 - 25 - KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN Luận văn tập trung nghiên cứu, tìm hiểu vấn đề chung giấu tin (Data Hiding) Từ nhìn tổng quan đó, luận văn nghiên cứu chuyên sâu vấn đề liên quan đến Steganography mô hình 3D Từ đó, nghiên cứu cài đặt đề xuất cải tiến áp dụng cho phương pháp MEP, MLEP, MMLEP Trong luận văn cài đặt, khảo sát thực nghiệm đưa nhận xét, cải tiến nhằm làm tăng khả nhúng liệu cho mô hình Cụ thể, luận văn đạt kết sau: Về lý thuyết: - Đã tìm hiểu tổng quan Data Hiding phương pháp giấu tin mô hình 3D MEP, MLEP, MMLEP - Tìm hiểu phương pháp mô hình hóa hình học đối tượng 3D phương pháp biểu diễn đỉnh, phương pháp VRML để áp dụng cho giấu tin đỉnh - Nhận xét, phân tích đưa đề xuất cải tiến phương pháp cách đưa vào chuỗi bít dịch chuyển để lưu lại trình dịch chuyển đỉnh - Phân tích giá trị liên quan đến ảnh hưởng đối tượng trình giấu tin, áp dụng phương pháp cải tiến kết giấu tin đạt giá trị cho phép Về thực hành: - Cài đặt thử nghiệm hoàn thành chương trình bảo mật liệu phương pháp giấu tin đối tượng 3D với đề xuất cải tiến phương pháp MEP, MLEP Footer Page 25 of 126 Header Page 26 of 126 - - 26 - Chương trình dễ dàng mở rộng để đưa vào ứng dụng việc trao đổi, truyền thông tin mật, bảo vệ quyền tác phẩm, … - Một số kết luận văn trình bày thành báo hội nghị FAIR 2011, hội thảo Công nghệ Thông tin đại học Nha Trang 2011 - Ngoài ra, luận văn đề xuất số công thức liên quan đến khả nhúng, khả biến đổi mô hình nhúng thông tin Hướng phát triển Ngày nay, vấn đề bảo mật liệu ngày nhiều người quan tâm không ngừng đưa cải tiến Vì vậy, đề tài phát triển cách cải tiến kết hợp hết vào phương pháp MEP, MLEP, MMLEP đưa phương pháp giấu tin tổng quát dựa đối tượng không thay đổi với đối tượng lại Hơn cần nghiên cứu phương pháp cho nhúng giảm bớt chi phí lưu trữ tăng tống độ thực thuật toán Ngoài ta cải tiến để đưa vào ứng dụng thiết bị di động PDA, Pocket PC, … để ứng dụng rộng rãi thực tế sống Footer Page 26 of 126 ... 1.7.3 Giấu tin âm (audio) 1.7.4 Giấu tin hình ảnh (video) 1.7.5 Giấu tin đối tượng ba chiều Đối tượng ba chiều mô hình lưới tam giác hình học, xây dựng từ tập tọa độ đỉnh Cũng giống giấu tin môi... môi trường khác, giấu tin đối tượng ba chiều chia thành hai hình thức, giấu tin thuỷ vân (Watermarking) giấu tin mật (Steganography) Giấu tin thuỷ vân đảm bảo lượng tin cần giấu ít, thường dùng... thông tin giấu 1.5.5 Lượng thông tin cần giấu (Capacity) 1.5.6 Tính chất ẩn hay thông tin giấu 1.6 Phân loại giấu tin mật Hình 1.4 Phân loại phương pháp Giấu tin Dựa vào ứng dụng kỹ thuật giấu tin[ 1],