Kỹ thuật giấu tin trong ảnh và nghiên cứu khả năng có thể để phát hiện ảnh có giấu tin

1 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ NGUYỄN THỊ PHƢƠNG HOA KỸTHUẬT GIẤUTINTRONGẢNH VÀ NGHIÊN CỨU KHẢNĂNG CĨTHỂĐỂ PHÁTHIỆNẢNHCĨGIẤUTIN Ngành : Cơng nghệ thơng tin Chuyên ngành: Hệ thống thông tin Mã số LUẬN VĂN THẠC SĨ NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC: TS Hồ Văn Canh Hà Nội - 2009 ii MỤC LỤC MỤC LỤC DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ MỞ ĐẦU CHƢƠNG - TỔNG QUAN VỀ GIẤU TIN VÀ KỸ THUẬT GIẤU TIN MẬT TRONG ẢNH 1.1 Một số khái niệm giấu tin 1.1.1Khái niệm giấu tin 1.1.2Phân loại kỹ thuật giấu tin 1.1.3Sơ lược lịch sử giấu tin 1.1.4Mô hình kỹ thuật giấu thơng tin 1.1.5Các ứng dụng kỹ thuật giấu thông tin 1.2 Giấu tin liệu đa phƣơng tiện 1.3 Những đặc trƣng tính chất giấu tin ảnh 1.4 Các hƣớng tiếp cận kỹ thuật giấu tin ảnh 1.5 Một số phƣơng pháp giấu tin mật ảnh 1.6 Kết luận chƣơng 1.2.1Giấu tin ảnh 1.2.2Giấu tin audio 1.2.3Giấu tin video 1.2.4Giấu tin văn 1.4.1Tiếp cận miền không gian ảnh 1.4.2Tiếp cận miền tần số ảnh 1.5.1Giấu tin mật khối bit sử dụng tính c 1.5.2Kỹ thuật giấu tin Wu _ Lee 1.5.3Kỹ thuật giấu tin Yuan_Pan_Tseng CHƢƠNG - KỸ THUẬT THỦY VÂN TRÊN ẢNH 2.1 Một số khái niệm thủy vân số 2.1.1Khái niệm thủy vân số 2.1.2Phân loại kỹ thuật thủy vân 2.1.3Mơ hình hệ thống thủy vân 2.1.4Các đặc trưng hệ thủy vân 2.2 Một số kỹ thuật thủy vân ảnh 2.2.1 Phép biến đổi cosin rời rạc 33 2.2.2 Kỹ thuật thủy vân sử dụng phép biến đổi DCT 34 2.2.3 Cải tiến kỹ thuật thủy vân sử dụng phép biến đổi DCT 39 iii 2.2.4 2.3 Giải pháp nâng cao độ an toàn cho thủy Kết luận chƣơng CHƢƠNG - NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG PHÁT HIỆN ẢNH CÓ GIẤU TIN 3.1 Bài tốn phân tích tin giấu 3.2 Phân loại phƣơng pháp phát ảnh giấu tin 3.3 Một số kỹ thuật phát ảnh có giấu tin 3.3.1 3.3.2 3.3.3 3.3.4 3.4 Cơ sở toán học Kỹ thuật phân tích cặp giá trị điểm ảnh Kỹ thuật phân tích đối ngẫu Kỹ thuật phân tích cặp mẫu SPA Kết luận chƣơng KẾT LUẬN TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ LỤC iv DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT Đ.l.n.n DCT DFT DW HAS IDCT IH JPEG LSB PoV RGB RS SPA (Discrete Cosine Transform) (Discrete Fourier Transform) (Digital Watermarking) (Human Auditory System) (Inverted Discrete Cosine Transform) (Information Hiding) (Joint Photographic Experts Group) (Least Significant Bit) (Pair of Values) (Red – Green – Blue) (Regular – Singular) (Sample Pair Analysis) v DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Hình 1.1 Phân loại kỹ thuật giấu tin Hình 1.2 Lược đồ chung cho trình giấu tin Hình 1.3 Lược đồ cho trình giải mã Hình 1.4 Thay đổi bit khối B 14 Hình 1.5 Các phép toán   16 Hình 1.6 Minh họa giấu liệu D = ―101‖ vào khối ảnh nhị phân 19 Hình 2.1 Mơ hình q trình nhúng thủy vân 30 Hình 2.2 Quá trình tách thủy vân 31 Hình 2.3 Phân chia ba miền tần số khối ảnh 8x8 theo phép biến đổi DCT 33 Hình 3.1 Ảnh trước giấu tin 58 Hình 3.2 Đồ thị xác suất giấu tin ảnh hình 3.1 58 Hình 3.3 Đồ thị xác suất phát ảnh có giấu tin 58 Hình 3.4 Đồ thị RS ảnh kiểm tra 63 Hình 3.5 Xích hữu hạn trạng thái với trạng thái tập Cm (m>0) 66 Hình 3.6 Xích hữu hạn trạng thái cho tập C0 67 MỞ ĐẦU Công nghệ thông tin đặc biệt phát triển hệ thống mạng máy tính tạo nên mơi trường mở phương tiện trao đổi, phân phối tài liệu cách tiện lợi, nhanh chóng Tuy nhiên đặt vấn đề bảo vệ tài liệu, ngăn chặn việc đánh cắp chép tài liệu cách bất hợp pháp Vấn đề an toàn bảo mật thông tin nhận quan tâm đặc biệt nhiều nhà nghiên cứu nhiều lĩnh vực Các công nghệ giải pháp để bảo vệ thông tin nghiên cứu phát triển Giải pháp bảo mật phổ biến dùng hệ mật mã Thông tin ban đầu mã hố thành mật mã ―vơ nghĩa‖ Giải pháp dễ gây ―nghi ngờ‖ đối phương người ta nội dung thông tin mật mà hai người trao đổi với người ta biết hai người có liên lạc ―mờ ám‖ Điều có ý nghĩa an ninh quốc gia Giải pháp khác sử dụng tỏ hiệu cho việc đảm bảo an tồn thơng tin là: đem thông tin giấu vào đối tượng khác Đối tượng áp dụng để chứa tin phổ biến ảnh Ở giải pháp lại đặt hai khuynh hướng cần giải là: bảo mật cho thông tin đem giấu (giấu tin mật) bảo mật cho đối tượng dùng để chứa tin (thủy vân số) Tuy nhiên vấn đề quan tâm giấu thơng tin vào ảnh có thơng tin giấu vào ảnh, làm để sau giấu ảnh khơng có điểm bất thường gây ý người khơng liên quan, tính bền vững thơng tin sau giấu liệu nhận biết ảnh có giấu tin hay khơng? Giấu thơng tin (đặc biệt giấu tin mật) trở thành giải pháp an tồn bảo mật cho trao đổi thơng tin hợp pháp Tuy nhiên làm nảy sinh nguy khác lợi dụng việc giấu tin để thực hành vi bất hợp pháp chẳng hạn truyền kế hoạch công khủng bố, sản phẩm văn hóa khơng lành mạnh, Từ đặt vấn đề làm để phát ảnh có giấu tin hay khơng, thơng tin chứa gì, nhằm mục đích ngăn chặn hành vi bất hợp pháp, phục vụ an ninh quốc gia Đồng thời từ việc phát tồn tin mật giấu, ta tìm cách để nâng cao độ an toàn cho kỹ thuật giấu tin có Xuất phát từ vấn đề đặt thực đề tài luận văn ―Kỹ thuật giấu tin ảnh nghiên cứu khả phát ảnh có giấu tin‖ Luận văn gồm chương: Chương Tổng quan giấu tin kỹ thuật giấu tin mật ảnh Chương trình bày khái niệm liên quan đến giấu tin nói chung, mơ hình kỹ thuật giấu tin, cách tiếp cận để giải toán giấu tin phần cuối chương sâu vào phân tích số kỹ thuật giấu tin mật ảnh số Chương 2: Kỹ thuật thủy vân ảnh Thủy vân số khuynh hướng thứ hai cần giải tốn giấu tin Chương trình bày số kỹ thuật thủy vân ẩn bền vững ảnh Qua việc phân tích đánh giá điểm mạnh, điểm yếu kỹ thuật, chất lượng ảnh nhúng thủy vân tính bền vững thủy vân để đưa giải pháp nâng cao độ an toàn cho thủy vân Chương 3: Nghiên cứu khả phát ảnh có giấu tin Đây trọng tâm nghiên cứu luận văn Mục tiêu cần đạt tốn phân tích tin ẩn ảnh là: phát ảnh có giấu tin trích chọn thơng điệp (hoặc phần thông điệp) giấu, sửa đổi hay phá hủy thơng tin phát Tuy nhiên chương luận văn giải vấn đề phát có tồn tin ẩn hay khơng Trong đưa số kỹ thuật phát ảnh giấu tin theo hướng tiếp cận chủ yếu sử dụng lý thuyết xác suất thống kê Chương - TỔNG QUAN VỀ GIẤU TIN VÀ KỸ THUẬT GIẤU TIN MẬT TRONG ẢNH Giấu tin lĩnh vực rộng lớn Trong môi trường giấu tin phổ biến ứng dụng rộng rãi giấu tin ảnh Trong chương luận văn bình bày tổng quan trình phát triển giấu tin, mơ hình giấu tin, ứng dụng giấu tin đồng thời sâu vào kỹ thuật nhằm bảo mật cho thông tin đem giấu kỹ thuật giấu tin mật Hầu hết kỹ thuật giấu tin mật tập trung giấu thơng tin vào bit quan điểm ảnh Phần cuối chương trình bày kỹ thuật cơng bố gần giấu tin theo khối bit sử dụng tính chẵn lẻ tổng số bit khối, kỹ thuật Wu_Lee, kỹ thuật Yang_Pan_Tseng 1.1 Một số khái niệm giấu tin 1.1.1 Khái niệm giấu tin ―Giấu thông tin‖ gọi tắt ―Giấu tin‖, tiếng Hi Lạp ―Steagnography‖, tiếng Anh ―Cover Writing‖ “Giấu thông tin” kỹ thuật nhúng (giấu) lượng thông tin số vào đối tượng liệu số khác [2] Kỹ thuật giấu tin nhằm hai mục đích: bảo mật cho liệu đem giấu, hai bảo vệ cho đối tượng mang tin giấu Hai mục đích khác dẫn đến hai kỹ thuật chủ yếu giấu tin Đó giấu tin mật thủy vân số Nói chung giấu tin đa phương tiện tận dụng ―độ dư thừa‖ phương tiện giấu để thực việc giấu tin mà người ngồi ―khó‖ cảm nhận có thơng tin giấu 1.1.2 Phân loại kỹ thuật giấu tin Do kỹ thuật giấu tin số hình thành thời gian gần nên xu hướng phát triển chưa ổn định Có nhiều cách phân loại khác dựa tiêu chí khác Theo Fabien A.P Petitcolas đề xuất năm 1999, chia lĩnh vực giấu tin thành hai hướng lớn, giấu tin mật thủy vân số [6] Giấu tin mật với mục đích đảm bảo an tồn bảo mật thơng tin tập trung vào kỹ thuật giấu thơng tin cho người khác khó phát việc có tin giấu; phát có tin giấu giải tin khó thực Bên cạnh đặt vấn đề lượng tin giấu Thủy vân số lại chia thành hai hướng nhỏ thủy vân dễ vỡ thủy vân bền vững Trong thủy vân dễ vỡ yêu cầu thông tin giấu bị sai lệch có thay đổi vào liệu chứa tin Thủy vân bền vững quan tâm nhiều đến việc nhúng mẩu tin đòi hỏi độ bền cao thông tin giấu trước biến đổi thông thường liệu chứa tin Giấu thông tin Information hiding Thủy vân số Watermarking Giấu tin mật Steganography Thủy vân ẩn Imperceptible watermarking Hình 1.1 Phân loại kỹ thuật giấu tin 1.1.3 Sơ lƣợc lịch sử giấu tin Từ ―Steganography‖ bắt nguồn từ tiếng Hi Lạp Từ ―stegano‖ tiếng Hi Lạp có nghĩa ―covered‖, cịn ―graphien‖ có nghĩa ―to write‖ Như vậy, ―steganography‖ có nghĩa tài liệu phủ ―covered writing‖ Các câu chuyện kể kỹ thuật giấu thông tin truyền qua nhiều hệ Có lẽ ghi chép sớm kỹ thuật giấu thông điệp thuộc sử gia Hi Lạp Herodotus Khi bạo chúa Hi Lạp Histiaeus bị vua Darius bắt giữ Susa vào kỷ thứ V trước Công nguyên, ông ta gửi thơng báo bí mật cho rể Aristagoras Miletus Histiaeus cạo trọc đầu nô lệ tin cậy xăm thông điệp da đầu người nô lệ Khi tóc người nơ lệ mọc đủ dài người nô lệ gửi tới Miletus Một câu chuyện khác thời Hi Lạp cổ đại Herodotus ghi lại Mơi trường để ghi văn viên thuốc bọc sáp ong Demeratus, người Hi Lạp định báo cho Sparta Xerxes định xâm chiếm Hi Lạp Để tránh bị phát hiện, bóc lớp sáp ong khỏi viên thuốc khắc thông báo lên bề mặt viên thuốc này, sau bọc lại viên thuốc lớp sáp ong Những viên thuốc mang tin mật ngụy trang để với viên thuốc thông thường khác lọt qua kiểm sốt cách dễ dàng Mực khơng màu phương tiện hữu ích cho bảo mật thơng tin thời gian dài Người Romans cổ biết sử dụng chất sẵn có nước quả, nước tiểu sữa viết thơng báo bí mật hàng văn tự thơng thường Khi hơ nóng, thứ mực trở nên sẫm mầu đọc Mực khơng màu cịn sử dụng gần đây, chẳng hạn chiến tranh giới thứ II [5] Ý tưởng che giấu thơng tin có hàng ngàn năm trước kỹ thuật dùng chủ yếu quân đội quan tình báo Mãi vài thập niên gần đây, giấu tin nhận quan tâm nhà nghiên cứu viện cơng nghệ thơng tin với nhiều cơng trình nghiên cứu Sự phát triển thông tin số mạng truyền thông (đặc biệt mạng Internet) với kỹ thuật chép hoàn hảo, kỹ thuật chỉnh sửa, thay tinh vi làm nảy sinh nhiều vấn đề nhức nhối nạn ăn cắp quyền, xuyên tạc trái phép, lan truyền thông tin bất hợp pháp 1.1.4 Mơ hình kỹ thuật giấu thơng tin Mơ hình kỹ thuật giấu tin mơ tả hình 1.2 1.3 Thơng tin cần giấu Phương tiện chứa tin (audio, ảnh, video,…) Khóa Hình 1.2 Lược đồ chung cho trình giấu tin Hình 1.2 biểu diễn q trình giấu tin Trong đó, phương tiện chứa tin bao gồm: văn bản, ảnh, audio, video… Thông tin cần giấu tùy theo mục đích người sử dụng, thơng điệp, logo, hình ảnh quyền… Thơng tin vững p, thành phần tập P nên cặp hai mẫu liền kề mặt khơng gian 75 Trong phân tích ta thu bất đẳng thức (31) Sau ta chứng minh bất đẳng thức Trường hợp i ≥ 1: Với  i  j  2b-1-2, ta cố định vài giá trị i j Để đơn giản ta dùng kí hiệu pˆ thay cho kí hiệu pˆ (i,j) Ta có pˆ thỏa phương trình pˆ C  Ci  j 1 Ta có j Y2'm1 mi Sử dụng (9) (28) ta thu j Y2'm1 mi j  1  p m Thay vào (32) ta pˆ   Ci  1  p1  p  m  Viết lại (34) thành pˆ   C Ci mi    pˆ ' D j 2 j 1 2  Ta đánh giá biểu thức sau với m≥1 tùy ý  pˆ Ta thay 2m D 2m 76  pˆ ' D 2m  pˆ  Cm Cộng (9) (11), sau chia cho hệ số ta ' X 2m1  2m1  X Thay vào (37) giá trị | X ' 2m1  pˆ ' D 2m p p   p 2 Thay vào (40) m = i m = j+1 sau thay vào (35), thay đẳng thức sau mjim  1  p2  eij    Ta giải phương trình (41) hàm bậc hai với biến ˆ C i  Đặt hệ số a  c  (1  p)2 (eij )(| D2i |  | D2 j 2 |) Phương trình có nghiệm b2+4ac ≥ Gọi x0 nghiệm nhỏ phương trình Thì ta có bất đẳng thức sau |x 77 Hay nói cách khác Giả sử e điều phải chứng minh Người ta tiến hành thực nghiệm ước lượng chiều dài thơng điệp xác thu i=0, j =30 ngưỡng dự đoán 0.018 trường hợp sai số trung bình 0.023 Người ta đưa bảng kết sau [27] Tỷ lệ giấu tin Tỷ lệ sai số Hầu hết phương pháp công tránh thao tác giấu tin LSB vị trí mà cặp mẫu liền kề có giá trị sai khác Chẳng hạn, khơng có việc giấu tin cặp mẫu liền lề giá trị chúng sai khác nhỏ [28] Mặt khác ta coi C0 chệch, vi phạm phát xác Chẳng hạn cơng chống lại SPA là, bít thơng điệp giấu vào vị trí mẫu thích hợp mà tất cặp mẫu liền kề C t, t ≥ với  ngưỡng cố định trước Mặt khác cặp mẫu (u, v), |u-v| ≥ 2 -1 thỏa |u’-v’| ≥ 2 -1, cặp (u’, v’) biểu diễn giá trị hai mẫu sau giấu tin LSB Rõ ràng, việc giấu tin LSB có điều kiện Ct với t ≥  việc nhúng tin lẫn giải tin dẫn đến C t để định mẫu có giấu tin 3.4 Kết luận chương Trong chương luận văn đưa số cách tiếp cận để giải tốn phát ảnh có giấu tin, cách tiếp cận chủ yếu dựa tảng lý thuyết xác suất thống kê Với đầu vào ảnh đầu thuật tốn xác suất việc giấu tin hay ước lượng chiều dài thơng điệp giấu Mỗi kỹ thuật có ưu nhược điểm định đánh giá thông qua độ xác chiều dài thơng điệp giấu tính Tuy nhiên việc xác định sai số xác kỹ thuật thông qua thực nghiệm với tập liệu ảnh lớn chưa đề cập đến, từ kỹ thuật ta xây dựng hệ thống giấu tin mật để chống lại công theo PoV, RS hay SPA Hơn nữa, thời gian gần người ta đưa cách tiếp cận để giải toán phát tin ẩn sử dụng học máy mạng neuron 78 KẾT LUẬN Thông qua việc nghiên cứu số kỹ thuật giấu tin mật ảnh, luận văn phân tích đánh giá ưu nhược điểm kỹ thuật từ làm sở cho việc thiết kế hệ thống giấu tin mật ảnh phục vụ tối đa nhu cầu người sử dụng Trong hướng thứ hai giấu tin, luận văn nghiên cứu đánh giá số kỹ thuật thủy vân ảnh, tập trung chủ yếu vào kỹ thuật thủy vân bền vững Kỹ thuật chọn thay đổi hệ số miền tần số phép biến đổi DCT trình bày vừa giữ ngun tính bền vững thủy vân, vừa giảm tối đa việc phải thay đổi cặp hệ số chọn dẫn đến khác biệt ảnh sau nhúng thủy vân ảnh gốc nhỏ có thể, đồng thời làm độ an tồn cho thủy vân Từ làm sở để xây dựng hệ thống thủy vân ẩn bền vững đáp ứng yếu cầu bảo đảm chất lượng ảnh sau nhúng thủy vần tính bền vững thủy vân trước công lên ảnh chứa Trọng tâm luận văn nghiên cứu khả để phát ảnh có giấu tin, đặc biệt giấu tin mật Cách tiếp cận chủ yếu kỹ thuật trình bày dựa lý thuyết xác suất thống kê Trong tập trung vào việc thống kê thay đổi cặp giá trị điểm ảnh trước sau chịu tác động thao tác giấu tin Từ xác định xác suất việc giấu tin Tuy nhiên tốn khó tốn phát tồn thơng điệp tốn trích chọn thơng điệp bí mật chưa đề cập đến Hi vọng với kỹ thuật phát tin ẩn trình bày thấy hạn chế kỹ thuật giấu tin mật từ xây dựng kỹ thuật giấu tin có độ an tồn cao đồng thời phục vụ cho việc phát ngăn chặn hành vi sử dụng giấu tin vào mục đích bất hợp pháp góp phần đảm bảo an ninh quốc gia Hướng phát triển Các kỹ thuật phát ảnh có giấu tin trình bày chủ yếu dựa việc thống kê cặp giá trị liền kề ảnh cần kiểm tra Tuy nhiên ta sử dụng phương pháp mạng neuron, học máy để giải tốn Hi vọng tương lai tơi có hội tiếp tục nghiên cứu phát triển tiếp đề tài theo hướng 79 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt [1] Lương Mạnh Bá, Nguyễn Thanh Thủy (1999), Nhập môn xử lý ảnh số, Nhà xuất Khoa học kỹ thuật [2] Nguyễn Xuân Huy, Trần Quốc Dũng (2003), Giáo trình giấu tin thủy vân ảnh, Hà Nội [3] Nguyễn Xuân Huy, Bùi Thế Hồng, Trần Quốc Dũng (2004), ―Kỹ thuật thủy vân số ứng dụng phát xuyên tạc ảnh tĩnh‖, Kỷ yếu hội nghị Quốc gia số vấn đề chọn lọc công nghệ thông tin lần thứ 7, Đà Nẵng Nhà xuất Khoa học kỹ thuật [4] Nội Trịnh Nhật Tiến (2008), Giáo trình an toàn liệu, T.110-132, Hà [5] Lý Hoàng Tú, Trần Đình Điệp (2003), ―Lý thuyết xác suất thống kê‖, Nhà xuất Giáo dục [6] Phạm Thị Ngọc Yến, Ngô Hữu Tình, Lê Tấn Hùng, Nguyễn Thị Lan Hương (2007), Cơ sở MATLAB ứng dụng, Nhà xuất Khoa học kỹ thuật Tiếng Anh [7] David Kahn, ―The History of Steganography‖ (1996), Proc Of First Int Workshop on Information Hiding, Cambridge, UK, May 30-June 1996, Lecture notes in Computer Science, Vol.1174, Ross Anderson(Ed), p.1-7 [8] Fabien A P Petitcolas, et al (1999) ―Information Hiding – A survey‖, Proceedings of the IEEE, Vol 87, No.7, p 1062-1078 [9] Fabien A P Petitcolas (1999), ―Introduction to Information Hiding‖, in Information techniques for Steganography and Digital Watermarking, S.C Katzenbeisser et al., Eds Northwood, MA: Artec House, p 1-11 [10] Fabien A P Petitcolas, Ross J.Anderson, Markus G.Kuhn, ―Attacks on Copyright Marking Systems‖, Second workshop on information hiding, vol 1525 of Lecture notes in Computer Science, Portland, Oregon, USA 14-17, p 218-238 [11] Swason M D., Kobayashi M., and Tewfik A H (1998), ―Mutimedia Data-embedding and Watermarking Technologies‖, Proceedings of IEEE, Vol 86, No 6, 1064-1087 80 [12] Yu Yuan Chen, Hsiang Kuan Pan and Yu Chee Tseng (2000), ―A secure Data Hiding Scheme for Two-Color Images‖, IEEE Symp On Computer and Communication [13] M Y Wu, J H Lee (1998), ―A novel data embedding method for two-color fascimile images‖ In Proceedings of international symposium on multimedia information processing Chung-Li, Taiwan, R.O.C [14] Jonathan Watkins (2001), ―Steganography - Messages Hidden in Bits‖, Multimedia Systems Coursework, Department of Electronics and Computer Science, University of Southampton, SO17 1BJ, UK [15] Matteo Fortini (2002), ―Steganography and Digital Watermarking: a global view‖ [16] Jessica Fridrich, Miroslav Goljan (2004), ―On estimation of secret message length in LSB steganography in spatial domain‖, Department of Electronics and Computer Engineering, SUNY Binghamton, Binghamton, NY 13902-6000 [17] Andrew D Ker (2004), ―Quantitative Evaluation of Pair and RS Steganalysis‖, Oxford University Computing Laboratary, Parks Road, Oxford OX1 3QD, England a a b Jessica Fridrich, Miroslav Goljan, David Soukal (2005), ―Searching for the [18] Stego-Key‖, a Department of Electronics and Computer Engineering, b Department of Computer Science SUNY Binghamton, Binghamton, NY 13902-6000, USA [19] Jeffrey A Bloom and Rafael Alonso (2003), ―SmartSearch Steganography‖, In Security and Watermarking of Multimedia Contents V, Edward J Delp III, Ping Wah Wong, Editors, Proceedings of SPIE Vol 5020 [20] Jessica Fridrich, Miroslav Goljan (2003), ―Practical Steganalysis of Digital Images – State oí Art‖, Department of Electronics and Computer Engineering, SUNY Binghamton, Binghamton, NY 13902-6000 [21] R Chandramouli (2002), ―A Mathematical Approach to Steganalysis‖, To appear in Proc SPIE Security and Watermarking of Multimedia Contents IV, California 81 [22] Christy A Stenley (2005), ―Pairs of Values and the Chi-squared Attack‖, Department of Mathematic, Iowa State University [23] Shen Ge, Yang Gao, Ruili Wang (2007), ―Least Signification Bit Steganography Detection with Machine Learning Techniques‖, 2007 ACM SIGKDD Workshop on Domain Driven Datamining, San Jose, California, USA [24] Abbas Alfaraj (2006), ―On the Limits of Steganography‖, MS.c Information Security, UCL [25] Westfeld and Pfitzmann (1999), ―Attacks on steganographic systems‖, In information Hiding Third International Workshop IH’99 Proceedings, Lecture Notes in Computer Science vol 1768, pages 61-76 [26] J Fridrich, M Goljan, and R Du (2001), ―Detecting LSB Steganography in Color and Gray-Scale Images‖, Magazine of IEEE Multimedia, Special Issue on Security, pp 22–28 [27] Sorina Dumitrescu, Xiaolin Wu, and Zhe Wang (2003), ―Detection of LSB Steganography via Sample Pair Analysis‖, IEEE Transactions On Signal Processing, Vol 51, No [28] Xiangyang Luo, Fenlin Liu (2007), ―A LSB Steganography Approach Against Pixels Sample Pairs Steganalysis‖, International Journal of Innovative Computing, Information and Control, Volume 3, Number 3, pp 575—588 82 PHỤ LỤC Chương trình cài đặt thuật tốn giấu tin vào bít LSB (Embeding.m) thuật tốn phát ảnh giấu tin PoV (PoV.m) Chương trình viết thực MATLAB Tệp tin Embeding.m %Embedding.m function stego=Embeding image_name = input('Nhập tên đường dẫn đến tệp ảnh (Trừ phần mở rộng): ', 's'); image_type = input('Nhập phần mở rộng tệp, png,bmp: ', 's'); input_image=imread(image_name, image_type); output_image = input('Nhập đường dẫn tên tệp kết quả, *.bmp): ', 's'); answer = input(' Có muốn xem đồ thị Histograms? y hay n: ', 's'); original = double(input_image); cover = double(input_image); [p,q] = size(cover); 31 Xa = zeros(128,1); Xb = zeros(128,1); Ya = zeros(128,1); Yb = zeros(128,1); % -Histogram -for i=1:p for j=1:q if rem(cover(i,j),2)==0 Xb((cover(i,j)/2)+1)=Xb((cover(i,j)/2)+1)+1; else Yb(((cover(i,j)-1)/2)+1)=Yb(((cover(i,j)1)/2)+1)+1; end end end if answer == 'y' categories = zeros(128,1); for i = 1:128 categories(i) = 2*(i-1); end V = abs(Yb-Xb); fig_title = [image_name, '.', image_type,': ',' |YX| Trước giấu tin']; figure (1), plot(categories, V, '.:'); title(fig_title); xlabel('Gray level (i)'); ylabel('|Y-X|'); end % Sinh ngẫu nhiên thông điệp - length = input('Nhập vào độ dài thông điệp (số nguyên đoạn 1-100): '); while ((length < 1) | (100 < length)) if (100 < length) length = input('Thông điệp dài, nhập lại số nguyên 1-100): '); else length = input('Độ dài thông điệp không hợp lệ (phải nhập số nguyên 1-100): '); end end length = floor((length/100)*p*q); save('length','length'); M1 = rand(p,q); M1 = rem(floor(10*M1),2); rows = floor(length/q); col = length - (rows*q); stego = floor(cover/2)*2 + M1; if rows < p nextrow= cat(2,stego(rows+1,1:col),cover(rows+1,col+1: q)); end switch rows case p stego = floor(cover/2)*2 + M1; case (p-1) stego = cat(1, stego(1:rows,1:q),nextrow); otherwise stego = cat(1, stego(1:rows,1:q),nextrow,cover(rows+2:p,1:q) ); end save('M1','M1'); % -Histogram -for i=1:p for j=1:q if rem(stego(i,j),2)==0 Xa((stego(i,j)/2)+1)=Xa((stego(i,j)/2)+1)+1; else Ya(((stego(i,j)-1)/2)+1)=Ya(((stego(i,j)1)/2)+1)+1; end end end if answer == 'y' 33 W = abs(Ya-Xa); fig_title = [output_image, '.', image_type,': ',' |Y-X| Sau giấu tin']; figure (2), plot(categories,W,'.:'); title(fig_title); xlabel('Graylevel (i)'); ylabel('|Y-X|'); Tệp tin PoV.m %PoV.m image_name = input('Nhập vào đường dẫn tệp ảnh cần kiểm tra: ', 's'); image_type = input('Enter image type, e.g., png, bmp:', 's'); input_image = imread(image_name, image_type); A = double(input_image); [m,n] = size(A); percentage = zeros(101,1); prob = zeros(101,1); K = zeros(101,1); % kiểm tra 1-100 % for h=1:100 k = 128; percentage(h) = percentage(h) + h; %10%=0.10 total_pixels = floor((h/100)*m*n); whole_rows = floor(total_pixels/n); columns_last_row = total_pixels (whole_rows*n); X=zeros(128,1); %Initialize 128x1 vector to 43 Y=zeros(128,1); D=zeros(128,1); for q=1:whole_rows for r=1:n if rem(A(q,r),2)==0 X((A(q,r)/2)+1)=X((A(q,r)/2)+1)+1; else Y(((A(q,r)-1)/2)+1)=Y(((A(q,r)-1)/2)+1)+1; end end end for q=whole_rows+1 for r=1:columns_last_row if rem(A(q,r),2)==0 X((A(q,r)/2)+1)=X((A(q,r)/2)+1)+1; else Y(((A(q,r)-1)/2)+1)=Y(((A(q,r)-1)/2)+1)+1; end end end Z=(X+Y); for i=1:128 if (X(i)+Y(i)) < X(i) = 0; Y(i) = 0; k = k-1; 44 end end Z=Z./2; D = (X-Z).^2; for i=1:128 if Z(i)==0 D(i) = 0; else D(i) = D(i)/Z(i); end end format long g; C=sum(D); Pcheck=1-gammainc(C/2,(k-1)/2); prob(h) = prob(h) + Pcheck; K(h+1) = K(h+1) + k; end fig_title = [image_name, '.', image_type,':','Xác suất giấu tin phần trăm kiểm tra']; percentage = cat(1, percentage(101),percentage(1:100)); prob = cat(1, prob(101), prob(1:100)); result = cat(2, percentage, prob, K); display(result); save('result','result'); figure (1), plot(percentage,prob,'*:'); title(fig_title); xlabel('Phần trăm kiểm tra'); ylabel('Xác suất giấu tin'); ... việc phát tồn tin mật giấu, ta tìm cách để nâng cao độ an tồn cho kỹ thuật giấu tin có Xuất phát từ vấn đề đặt thực đề tài luận văn ? ?Kỹ thuật giấu tin ảnh nghiên cứu khả phát ảnh có giấu tin? ??... QUAN VỀ GIẤU TIN VÀ KỸ THUẬT GIẤU TIN MẬT TRONG ẢNH 1.1 Một số khái niệm giấu tin 1.1.1Khái niệm giấu tin 1.1.2Phân loại kỹ thuật giấu tin 1.1.3Sơ lược lịch sử giấu tin ... xem ảnh thị giác, liệu ảnh không thay đổi theo thời gian Điều tạo khác biệt lớn kỹ thuật giấu tin ảnh với kỹ thuật giấu tin audio hay video  Kỹ thuật giấu phụ thuộc loại ảnh Kỹ thuật giấu tin