Nghiên cứu xây dựng phương pháp giấu tin đơn giản, an tồn Đỗ Minh Đức Trường Đại học Cơng nghệ Luận văn Thạc sĩ ngành: Hệ thống thông tin; Mã số: 60 48 05 Người hướng dẫn: TS Hồ Văn Canh Năm bảo vệ: 2011 Abstract: Nghiên cứu tổng quan lĩnh vực giấu tin, khái niệm bản, ứng dụng thực tiễn giấu thông tin mơi trường đa phương tiện Phân tích tìm hiểu số thuật toán giấu tin ảnh tĩnh Đồng thời, phân tích khả cơng hệ giấu tin mật sử dụng ảnh bitmap làm môi trường giấu tin Đề xuất phương pháp giấu tin ảnh bitmap 24 bit mầu: ứng dụng lý thuyết đại số tuyến tính để xây dựng thuật tốn mã hóa thơng điệp trước giấu; Ứng dụng phương pháp mã hóa Rijndael để bảo đảm tốt yêu cầu bảo mật thông tin; Thử nghiệm mơ hình giấu tin ảnh bitmap 24 bit mầu với thông tin trước giấu mã hóa theo tiêu chuẩn mã hóa AES (Thuật tốn Rijndael sử dụng khóa 128 bit) Phân tích, đánh giá kết giấu tin mơ hình phương pháp phân tích trực quan phương pháp thống kê sử dụng tiêu chuẩn Khi bình phương (Chi-square) Keywords: Giấu tin; Hệ thống thơng tin; Tin học; An tồn liệu Content Trong năm qua, chứng kiến tiến mạnh mẽ khoa học - công nghệ nói chung ngành Cơng nghệ thơng tin nói riêng Hưởng lợi từ kết đó, khơng lĩnh vực dân sự, mà lĩnh vực An ninh - Quốc phòng, tận dụng tối đa thành tựu ngành Công nghệ thông tin để phục vụ yêu cầu công tác Sự đa dạng của môi trường thông tin Internet mở kênh liên lạc, dịch vụ trao đổi thông tin phong phú Xuất phát từ thực tiễn yêu cầu công tác ngành công an, mặt phải tìm hiểu phương pháp phân tích thơng tin bí mật, phương thức liên lạc mà đối tượng che giấu Mặt khác, phải nghiên cứu phương pháp bảo vệ kênh liên lạc phục vụ công tác nghiệp vụ lực lượng bí mật Trong luận văn này, tập trung nghiên cứu giải vấn đề cụ thể sau: Nghiên cứu tổng quan lĩnh vực giấu tin, khái niệm bản, ứng dụng thực tiễn giấu thông tin môi trường đa phương tiện; Nghiên cứu, phân tích tìm hiểu số thuật toán giấu tin ảnh tĩnh Đồng thời, phân tích khả cơng hệ giấu tin mật sử dụng ảnh bitmap làm môi trường giấu tin; Đề xuất phương pháp giấu tin ảnh bitmap 24 bit mầu: - Trong đó, ứng dụng lý thuyết đại số tuyến tính để xây dựng thuật tốn mã hóa thông điệp trước giấu; Ứng dụng phương pháp mã hóa Rijndael để bảo đảm tốt yêu cầu bảo mật thơng tin; - Thử nghiệm mơ hình giấu tin ảnh bitmap 24 bit mầu với thông tin trước giấu mã hóa theo tiêu chuẩn mã hóa AES (Thuật tốn Rijndael sử dụng khóa 128 bit) - Phân tích, đánh giá kết giấu tin mơ hình phương pháp phân tích trực quan phương pháp thống kê sử dụng tiêu chuẩn Khi bình phương (Chi-square) GIỚI THIỆU BÀI TOÁN Xuất phát từ thực tiễn yêu cầu công tác ngành công an, mặt phải tìm hiểu phương pháp phân tích thơng tin bí mật, phương thức liên lạc mà đối tượng che giấu Mặt khác, phải nghiên cứu phương pháp bảo vệ kênh liên lạc phục vụ công tác nghiệp vụ lực lượng bí mật Luận văn đề mục tiêu cần giải cụ thể sau: - Nghiên cứu giấu tin mật ảnh bitmap 24 bit mầu; - Trong trường hợp thuật toán giấu tin bị phá vỡ đối phương khơng giải mã tin mật NỘI DUNG LUẬN VĂN Luận văn nghiên cứu số phương pháp giấu tin môi trường ảnh, phân tích số thuật tốn giấu tin ảnh đen trắng, ảnh đa cấp xám ảnh bitmap 24 bit mầu; Nghiên cứu số phương pháp phân tích ảnh có tin giấu; Đề xuất phương pháp mã hóa thơng tin dựa lý thuyết đại số tuyến tính, sử dụng tính chất ma trận nghịch đảo để sinh khóa mã khóa giải mã tin mật Nghiên cứu xây dựng thuật tốn giấu tin vào bít LSB ảnh bitmap 24 bit Đề xuất tích hợp hệ giấu tin mật với phương pháp mã hóa sử dụng tiêu chuẩn mã hóa nâng cao AES để bảo đảm an tồn cao cho thơng điệp bí mật trường hợp thuật tốn giấu tin bị cơng Luận văn thực xây dựng chương trình thử nghiệm giấu/tách tin mật kết hợp với mã hóa tin mật phương pháp Rijndael Đồng thời, thử nghiệm cơng ảnh có tin giấu phương pháp tăng cường bit LSB phương pháp công sử dụng tiêu chuẩn thống kê Khi bình phương KẾT LUẬN Giấu tin lĩnh vực nghiên cứu rộng, môi trường giấu tin đa dạng, phương pháp giấu tin môi trường ảnh chủ yếu tập trung nhiều vào việc giấu tin bit có trọng số thấp Luận văn tìm hiểu, phân tích số thuật tốn giấu tin ảnh đen trắng, ảnh đa cấp xám ảnh mầu bitmap 24 bit Đồng thời, luận văn nghiên cứu số phương pháp phân tích ảnh có tin giấu: phân tích trực quan, phân tích dựa tiêu chuẩn thống kê Khi bình phương, để làm sở đánh giá thuật toán giấu tin đề xuất Mặt khác, luận văn nghiên cứu đề xuất phương pháp mã hóa thơng tin sử dụng ma trận kích thước 8x8 tính chất nghịch đảo ma trận để sinh khóa mã khóa giải mã Phương pháp 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 tập trung nghiên cứu khả bảo mật thông tin kể trường hợp thuật toán giấu tin bị phá vỡ, đối phương không giải mã tin mật Đáp ứng mục tiêu đề ra, luận văn tìm hiểu tiểu chuẩn mã hóa đại AES, áp dụng phương pháp mã hóa Rijndael để nâng cao tính bảo mật thơng tin Luận văn xây dựng chương trình giấu tin mật kết hợp mã hóa phương pháp Rijndael (AES) Chương trình đáp ứng yêu cầu đặt toán Hướng nghiên cứu tiếp theo: Để hoàn thiện chương trình giấu tin mật kết hợp với mật mã, cần phải nghiên cứu giấu tin loại ảnh khác như: JPEG, TIF, GIF, Và nghiên cứu tích hợp khả trao đổi khóa mạng an tồn, bí mật References [1] Nguyễn Xuân Huy, Trần Quốc Dũng (2003), Giáo trình giấu tin thủy vân ảnh, Hà Nội [2] Trịnh Nhật Tiến (2008), Giáo trình an tồn liệu, Hà Nội [3] Trần Minh Triết, Dương Anh Đức (2005), Thuật tốn mã hóa ứng dụng, Thành phố Hồ Chí Minh [4] Ingemar J.Cox, Matthew L.Miller, Jeffrey A Bloom, Jessica Fridrich, Tom Kalker, Digital Watermarking and Steganography,Second Edition (2010), Morgan Kaufmann [5] William Stallings, Cryptography and Network Security, fifth edition(2011), Prentice Hall [6] Y.Kim, Z.Duric, D.Richards: Modified Matrix encoding technique for minimal distortion Steganography, in: Camenisch, J.L., Collerg, C.S, Johnson, N.F, Sallee, IH 2006, LNCS, Vol.4437, Springer, Heideberg (2007) [7] D.Faddeev, I.Sominsky: Problems in Higher Algebra, MIR Publishers, Moscow, 1973 [8] Christy A Stenley (2005), Pairs of Values and the Chi-squared Attack, Department of Mathematic, Iowa State University [9] Serge Larg (1972): Linear Algebra, Addison-Wesley Pubblishing company [10] StegSecret(2007) A simple steganalysis tool: http://stegsecret.sourceforge.net/ [11] Analyzing steganography softwares: http://guillermito2.net/stegano/index.html [12] Use steganography to hide encrypted messages in an image in C#: http://blog.csharphelper.com/2010/12/12/use-steganography-to-hide-encrypted-messages-inan-image-in-c.aspx [13] Corinna John, Steganography Variable Data Density: http://steganografie.eu/index.php?article=12&language=e [14] Don't Roundtrip Ciphertext Via a String Encoding: http://blogs.msdn.com/b/shawnfa/archive/2005/11/10/491431.aspx ... - Nghiên cứu giấu tin mật ảnh bitmap 24 bit mầu; - Trong trường hợp thuật toán giấu tin bị phá vỡ đối phương khơng giải mã tin mật NỘI DUNG LUẬN VĂN Luận văn nghiên cứu số phương pháp giấu tin. .. thuật tốn giấu tin bị cơng Luận văn thực xây dựng chương trình thử nghiệm giấu/ tách tin mật kết hợp với mã hóa tin mật phương pháp Rijndael Đồng thời, thử nghiệm cơng ảnh có tin giấu phương pháp tăng... pháp tăng cường bit LSB phương pháp công sử dụng tiêu chuẩn thống kê Khi bình phương KẾT LUẬN Giấu tin lĩnh vực nghiên cứu rộng, môi trường giấu tin đa dạng, phương pháp giấu tin môi trường ảnh chủ