LỜI CẢM ƠN Lời đầu tiên em xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo trong khoa Công nghệ thông tin Trường Đại học Tài nguyên và Môi trường Hà Nội, các thầy cô là người nhiệt tình giảng dạy
Trang 1TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI
KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
MÃ HÓA THÔNG TIN VÀ VẤN ĐỀ GIẤU TIN
Sinh viên thực hiện: Trần Thị Anh
Giáo viên hướng dẫn: ThS Bùi Thị Thùy
Hà Nội, năm 2015
Trang 2LỜI CẢM ƠN
Lời đầu tiên em xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo trong khoa Công nghệ thông tin Trường Đại học Tài nguyên và Môi trường Hà Nội, các thầy cô là người nhiệt tình giảng dạy và truyền đạt những kiến thức cần thiết và bổ ích trong suốt thời gian em học tập tại trường để em có thể hoàn thành tốt quá trình học tập của mình
Đặc biệt, em xin gửi lời cảm ơn chân thành và sâu sắc đến Ths Bùi Thị Thùy, người đã hướng dẫn em trong suốt quá trình thực hiện đồ án tốt nghiệp Trong suốt thời gian học tập tại trường Đại học Tài nguyên và Môi trường Hà Nội,
em đã được các thầy cô chỉ bảo tận tình Không chỉ là những kiến thức chuyên môn, chuyên ngành, đó còn là những chia sẻ, những kinh nghiệm, kỹ năng sống Tất cả những điều đó thực sự là những hành trang quý báu, làm nền tảng để em có thể đương đầu với những thử thách, khó khăn khi bước vào một môi trường mới đầy cạnh tranh ngoài xã hội Trong thời gian tiếp cận thực tế đã giúp em hiểu sâu hơn về kiến thức đã học ở trường đồng thời bổ sung thêm những kiến thức mà em chưa học được, đó là hành trang vô cùng quý báu cho em khi rời ghế nhà trường cũng như công việc trong tương lai
Với sự hiểu biết còn hạn chế cộng với vốn kiến thức còn phải học hỏi nhiều, đồ án của em không thể tránh khỏi những thiếu sót, em rất mong nhận được
sự góp ý của các thầy cô giáo và các bạn!
Em xin chân thành cảm ơn!
Hà Nội, tháng 6 năm 2015
Sinh viên thực hiện
Trần Thị Anh
Trang 3DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT
Trang 4MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN 0
DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT 1
MỤC LỤC 2
LỜI MỞ ĐẦU 1
TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI 2
CHƯƠNG 1 CƠ SỞ LÝ THUYẾT 4
1.1 Tình hình thực tế 4
1.2 Cơ sở toán học 5
1.2.1 Lý thuyết thông tin 5
1.2.2 Lý thuyết độ phức tạp 11
1.2.3 Lý thuyết toán học 13
1.2.4 Các phép kiểm tra số nguyên tố 20
1.3 Một số khái niệm 23
1.3.1 Thông tin, mã hóa thông tin 23
1.3.2 Thế nào là an toàn bảo mật thông tin 25
1.3.3 An toàn bảo mật thông tin và vai trò 26
1.3.4 Các hình thức tấn công 26
1.4 Các phương pháp bảo vệ 27
1.4.1 Phương pháp bảo vệ thông thường 27
1.4.2 Phương pháp bảo vệ dùng phần cứng 27
1.5 Tại sao cần phải sử dụng mã hóa? 27
1.6 Nhu cầu sử dụng kỹ thuật mã hoá? 28
1.7 Một số hệ mật đơn giản 29
1.7.1 Hệ mật mã dịch vòng 29
1.7.2 Hệ mật mã thay thế 30
1.7.3 Hệ mật mã Affine 31
1.7.4 Mã Vigenere 32
1.7.5 Mật mã Hill 33
Trang 51.7.6 Mã hoán vị 34
1.7.7 Các hệ mã dòng 36
CHƯƠNG 2 GIẤU TIN TRONG DỮ LIỆU ĐA PHƯƠNG TIỆN 40
2.1 Sơ lược về kỹ thuật giấu tin 40
2.1.1 Giấu thông tin bí mật 41
2.1.2 Giấu thông tin thủy vân 42
1.8 Môi trường giấu tin 42
2.2.1 Giấu thông tin trong ảnh 43
2.2.2 Giấu thông tin trong audio 43
2.2.3 Giấu thông tin trong video 44
2.3 Một số ứng dụng của giấu tin 45
2.3.1 Bảo vệ quyền tác giả 45
2.3.2 Xác thực thông tin hay phát hiện xuyên tạc thông tin 45
2.3.3 Giấu vân tay hay dán nhãn 45
2.3.4 Kiểm soát sao chép 46
CHƯƠNG 3 XÂY DỰNG CHƯƠNG TRÌNH GIẤU TIN TRONG ẢNH 47
3.1 Các định dạng ảnh thường được sử dụng để giấu tin 47
3.1.1 Định dạng ảnh BITMAP 47
3.1.2 Định dạng ảnh JPEG 48
3.1.3 Định dạng ảnh GIF 48
3.1.4 Định dạng ảnh PNG 49
3.2 Kỹ thuật giấu tin trong ảnh sử dụng các bít LSB (Least Significant Bit) 49
3.2.1 Thuật toán giấu tin 51
3.2.2 Thuật toán tách tin 51
3.3Giới thiệu về chương trình demo 52
KẾT LUẬN 56
1 Đánh giá 56
2 Hướng phát triển của đề tài 56
TÀI LIỆU THAM KHẢO 57
Trang 6PHỤ LỤC 58
Trang 7LỜI MỞ ĐẦU
Ngày nay, 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 thường dùng 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
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 thông thường 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 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 Kết hợp các kỹ thuật giấu tin với các kỹ thuật mã hóa ta có thể nâng cao độ an toàn cho việc truyền tin
Được sự hướng dẫn của các thầy cô giáo đặc biệt là cô Bùi Thị Thùy, giảng viên khoa công nghệ thông tin trường Đại Học Tài Nguyên Và Môi Trường Hà Nội trong
báo cáo này em xin trình bày về vấn đề: “ Mã hóa thông tin và vấn đề giấu tin ”
Trang 8TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI
Sự phát triển và bùng nổ mạnh mẽ của Công nghệ Thông tin trong thời gian gần đây đã có những biến đổi sâu sắc và tích cực tới sự phát triển của hầu hết các ngành, nghề kinh tế Nó giúp con người giảm thiểu thời gian làm việc, nâng cao hiệu quả làm việc, liên lạc, trao đổi thông tin một cách dễ dàng…
Tuy nhiên, chính trong môi trường mở này xuất hiện những vấn nạn, tiêu cực đang rất cần đến các biện pháp hữu hiệu nhằm ngăn chặn các vấn đề về an toàn thông tin như nạn xuyên tạc thông tin, truy cập thông tin trái phép,…
Cùng với sự phổ cập Internet ngày càng rộng rãi, vấn đề bảo đảm an toàn, an ninh thông tin trên môi trường mạng cũng ngày càng trở nên cấp thiết Các nguy cơ mất an toàn thông tin đang gia tăng cả về số lượng và mức độ nghiêm trọng Trước các hiểm họa tinh vi và gánh nặng tuân thủ các quy định bảo mật mới, các phương thức và hệ thống bảo mật truyền thống đã không còn hiệu quả để đảm bảo an toàn thông tin và dữ liệu cho các tổ chức, cần có những công cụ và kỹ thuật tiên tiến hơn
để bảo vệ lợi ích của tổ chức, đảm bảo an toàn, duy trì kiểm soát các ứng dụng và
dữ liệu, bao gồm các thông tin nhạy cảm và tài sản trí tuệ, trong khi vẫn duy trì môi trường làm việc linh hoạt; nâng cao hiệu quả kinh doanh, khả năng ứng biến và tốc
độ tăng trưởng
Một phương pháp mới khác đã và đang được nghiên cứu và ứng dụng mạnh mẽ
ở nhiều nước trên thế giới, đó là phương pháp giấu tin (DataHiding) Giấu thông tin là kỹ thuật nhúng (embedding) một lượng thông tin số nào đó vào trong một đối tượng dữ liệu số khác Một trong những yêu cầu cơ bản của giấu tin là đảm bảo tính chất ẩn của thông tin được giấu đồng thời không làm ảnh hưởng đến chất lượng của
dữ liệu gốc
Sự khác biệt chủ yếu giữa mã hoá thông tin và giấu thông tin là mã hoá làm cho các thông tin hiện rõ là nó có được mã hoá hay không, còn với giấu thông tin thì người ta sẽ khó biết được là có thông tin giấu bên trong
Trang 9An toàn thông tin vốn là yêu cầu tất yếu xuất hiện gần như cùng lúc với những nhu cầu truyền tải thông tin từ đối tượng này sang đối tượng khác mà không muốn cho người thứ ba biết
Ngày nay, với việc phổ biến rộng rãi các phương tiện truyền thông, nhu cầu truyền tải thông tin, bảo mật thông tin đã và đang rất được quan tâm
An toàn thông tin là một lĩnh vực rất rộng, bao gồm cả những vấn đề về kỹ thuật truyền tin, đảm bảo tính chính xác của thông tin truyền tải từ người phát tin qua đường dẫn đến người nhận tin lẫn việc đảm bảo thông tin truyền đi không bị kẻ xấu hoặc đối phương lợi dụng
Đề tài tìm hiểu về một số phương pháp mã hóa và cách thức giấu tin trong ảnh
Do hạn chế về thời gian cũng như kiến thức chuyên môn đề tài trình bày một số khái niệm liên quan tới việc mã hóa và che giấu thông tin nói chung
Xây dựng một chương trình demo giấu tin trong ảnh sử dụng ngôn ngữ C#.NET