Mã hóa đàn hồi theo tiếp cận giấu tin

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - NGUYỄN THỊ LƯƠNG MÃ HÓA ĐÀN HỒI THEO TIẾP CẬN GIẤU TIN LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT Chuyên ngành : Toán tin M· sè: TOAN11A-10 NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS PHAN TRUNG HUY Hà Nội – 2013 MỤC LỤC DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ .Error! Bookmark not defined DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT Lời mở đầu Error! Bookmark not defined CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ GIẤU TIN VÀ MỘT SỐ KHÁI NIỆMError! Bookmark not defined 1.1 Một số khái niệm Error! Bookmark not defined 1.1.2 Nhóm xyclic Error! Bookmark not defined 1.1.3 Vành Error! Bookmark not defined 1.1.4 Module Error! Bookmark not defined 1.1.5 Vị nhóm Error! Bookmark not defined 1.1.6 Ngôn ngữ Error! Bookmark not defined 1.1.7 Các phép toán ma trận Error! Bookmark not defined 1.2 Các tính chất mã Error! Bookmark not defined 1.2.1 Mã đồng cấu mã Error! Bookmark not defined 1.2.2 Kiểm tra tính chất mã Error! Bookmark not defined 1.3 Mật mã học Error! Bookmark not defined 1.3.1 Giới thiệu chung mã hóa Error! Bookmark not defined 1.3.2 Một số khái niệm Error! Bookmark not defined 1.3.2.1 Chiều dài từ mã Error! Bookmark not defined 1.3.2.2 Trọng lượng từ mã Error! Bookmark not defined 1.3.2.3 Quãng cách mã Error! Bookmark not defined 1.3.2.4 Khóa Error! Bookmark not defined 1.3.2.5 Mã đối xứng phi đối xứng Error! Bookmark not defined 1.4 Tổng quan giấu tin Error! Bookmark not defined 1.4.1 Định nghĩa giấu tin Error! Bookmark not defined 1.4.2 Các thành phần kỹ thuật giấu tinError! Bookmark not defined 1.4.3 Mơ hình kỹ thuật giấu tin Error! Bookmark not defined 1.4.4 Mơ hình kỹ thuật tách tin Error! Bookmark not defined 1.4.5 Phân loại mơ hình giấu tin Error! Bookmark not defined 1.4.6 Các ứng dụng giấu tin Error! Bookmark not defined 1.4.7 Các kỹ thuật sử dụng để giấu tinError! Bookmark not defined 1.4.7.1 Kỹ thuật Injection Error! Bookmark not defined 1.4.7.2 Kỹ thuật Substitution Error! Bookmark not defined 1.4.7.3 Kỹ thuật Generation Error! Bookmark not defined 1.5 Giấu tin ảnh Error! Bookmark not defined 1.5.1 Khái niệm giấu tin ảnh Error! Bookmark not defined 1.5.2 defined Các đặc trưng giấu tin ảnh Error! Bookmark not 1.5.3 Một số file ảnh phổ biến Error! Bookmark not defined 1.5.3.2 Ảnh GIF Error! Bookmark not defined 1.5.3.3 Ảnh JPEG Error! Bookmark not defined 1.5.3.4 Ảnh PCX Error! Bookmark not defined CHƯƠNG II: GIẤU TIN TRÊN ẢNH NHỊ PHÂN Error! Bookmark not defined 2.1 Phương pháp module Error! Bookmark not defined 2.1.1 Ý tưởng thuật toán Error! Bookmark not defined 2.1.2 Tính đắn thuật tốn Error! Bookmark not defined 2.2 Phương pháp Wu-Lee ảnh nhị phân Error! Bookmark not defined 2.2.1 Khái niệm Error! Bookmark not defined 2.2.2 Thuật toán Error! Bookmark not defined 2.3 Phương pháp Wu-Lee ảnh bitmap Error! Bookmark not defined 2.3.1 Khái niệm Error! Bookmark not defined 2.3.2 Thuật toán Error! Bookmark not defined 2.4 Phương pháp CPT Error! Bookmark not defined 2.4.1 Ý tưởng Error! Bookmark not defined 2.4.2 Thuật toán Error! Bookmark not defined 2.4.3 Phân tích thuật tốn: Error! Bookmark not defined 2.4.4 Một số ví dụ: Error! Bookmark not defined 2.5 Phương pháp CPTE Error! Bookmark not defined 2.5.1 Ý tưởng Error! Bookmark not defined 2.5.2 Thuật toán Error! Bookmark not defined 2.5.3 Chứng minh tính đắn thuật toán cải biênError! Bookmark not defined CHƯƠNG III: MÃ ĐÀN HỒI THEO TIẾP CẬN GIẤU TIN VÀ CHƯƠNG TRÌNH ỨNG DỤNG .Error! Bookmark not defined 3.1 Mã đàn hồi: Error! Bookmark not defined 3.1.1 Đồ thị mã đàn hồi: Error! Bookmark not defined 3.1.2 Tích đàn hồi: Error! Bookmark not defined 3.1.3 Mã đàn hồi – ánh xạ lập mã: Error! Bookmark not defined 3.2 Sơ đồ mã hóa đàn hồi theo tiếp cận giấu tin:Error! Bookmark not defined 3.2.1 Thao tác ảo: Error! Bookmark not defined 3.2.2 Mã đàn hồi đồ thị với tiếp cận giấu tin: Error! Bookmark not defined 3.3 Xây dựng chương trình ứng dụng Error! Bookmark not defined 3.3.1 Sơ đồ xử lý hệ thống Error! Bookmark not defined 3.3.2 Thuật tốn mã hóa CPT: Error! Bookmark not defined 3.3.3 Thuật toán giải mã Error! Bookmark not defined 3.3.4 Một số giao diện Error! Bookmark not defined KẾT LUẬN .Error! Bookmark not defined TÀI LIỆU THAM KHẢO .Error! Bookmark not defined PHỤ LỤC 1: : CÁC LỚP CỦA CHƯƠNG TRÌNH Error! Bookmark not defined LỜI CAM ĐOAN   Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng tơi Các kết viết chung với tác giả đồng ý đồng tác giả trước đưa vào luận án Các kết nêu luận án trung thực Hà nội, ngày 28 tháng năm 2013 Nguyễn Thị Lương       LỜI CẢM ƠN Lời đầu tiên, tơi xin bày tỏ lịng biết ơn chân thành, sâu sắc đến PGS.TS Phan Trung Huy, người tận tình bảo hướng dẫn, cung cấp tài liệu để luận văn hồn thành Tơi xin gửi lời cảm ơn đến thầy cô tận tình giảng dạy lớp cao học Tốn tin khóa 2011-2013 Trong q trình làm luận văn, tơi gặp phải nhiều điều kiện khó khăn mơi trường làm việc hướng tiếp cận vấn đề, nhiên bảo nhiệt tình PGS.TS Phan Trung Huy, tơi bước giải khó khăn gặp phải Bên cạnh đó, tơi xin gửi lời cảm ơn đến thành viên lớp cao học giúp đỡ nhiều cho tơi q trình học tập nghiên cứu Cuối cùng, chân thành cảm ơn thầy cô, người điều hành Viện đào tạo Sau đại học, Đại học Bách Khoa Hà Nội tạo môi trường học tập nghiên cứu tốt       MỤC LỤC   LỜI CẢM ƠN DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ DANH MỤC VIẾT TẮT LỜI MỞ ĐẦU CHƯƠNG 1.TỔNG QUAN VỀ GIẤU TIN VÀ MỘT SỐ KHÁI NIỆM CƠ SỞ 11 1.1 Một số khái niệm 11 1.1.1 Nhóm 11 1.1.2 Nhóm xyclic 11 1.1.3 Vành 12 1.1.4 Module 12 1.1.5 Vị nhóm 13 1.1.6 Ngôn ngữ 13 1.1.7 Các phép toán ma trận 14 1.2 Các tính chất mã 15 1.2.1 Mã đồng cấu mã 15 1.2.2 Kiểm tra tính chất mã 15 1.3 Mật mã học 16 1.3.1 Giới thiệu chung mã hóa 16 1.3.2 Một số khái niệm 17 1.3.2.1 Chiều dài từ mã 17 1.3.2.2 Trọng lượng từ mã 17 1.3.2.3 Quãng cách mã 17 1.3.2.4 Khóa 17   1.3.2.5 Mã đối xứng phi đối xứng 18 1.4 Tổng quan giấu tin 18 1.4.1 Định nghĩa giấu tin 18 1.4.2 Các thành phần kỹ thuật giấu tin 20 1.4.3 Sơ đồ giấu tin ảnh số 20 1.4.4 Sơ đồ tách tin ảnh số 21 1.4.5 Phân loại mô hình giấu tin 22 1.4.6 Các ứng dụng giấu tin 22 1.4.7 Các kỹ thuật sử dụng để giấu tin 23 1.4.7.1 Kỹ thuật Injection 23 1.4.7.2 Kỹ thuật Substitution 23 1.4.7.3 Kỹ thuật Generation 24 1.5 Giấu tin ảnh 24 1.5.1 Khái niệm giấu tin ảnh 24 1.5.2 Các đặc trưng phương pháp giấu tin ảnh 25 1.5.3 Một số file ảnh phổ biến 27 1.5.3.1 Ảnh Bitmap 27 1.5.3.2 Ảnh GIF 30 1.5.3.3 Ảnh JPEG 31 1.5.3.4 Ảnh PCX 31 CHƯƠNG II GIẤU TIN TRÊN ẢNH NHỊ PHÂN 33 2.1 Phương pháp module 33 2.1.1 Ý tưởng thuật toán 33 2.1.2 Tính đắn thuật tốn 34 2.2 Phương pháp Wu-Lee ảnh nhị phân 34 2.2.1 Khái niệm 34   2.2.2 Thuật toán 35 2.3 Phương pháp Wu-Lee ảnh bitmap 36 2.3.1 Khái niệm 36 2.3.2 Thuật toán 36 2.4 Phương pháp CPT 38 2.4.1 Ý tưởng 38 2.4.2 Thuật toán 38 2.4.3 Phân tích thuật tốn 39 2.4.4 Một số ví dụ 40 2.5 Phương pháp CPTE 42 2.5.1 Ý tưởng 42 2.5.2 Thuật toán 43 2.5.3 Chứng minh tính đắn thuật toán 45 CHƯƠNG III MÃ ĐÀN HỒI THEO TIẾP CẬN GIẤU TIN VÀ CHƯƠNG TRÌNH ỨNG DỤNG 47 3.1 Mã đàn hồi 47 3.1.1 Đồ thị mã đàn hồi 48 3.1.2 Tích đàn hồi 50 3.1.3 Mã đàn hồi – ánh xạ lập mã 51 3.2 Sơ đồ mã hóa đàn hồi theo tiếp cận giấu tin 52 3.2.1 Thao tác ảo 54 3.2.2 Mã đàn hồi đồ thị với tiếp cận giấu tin 55 3.3 Xây dựng chương trình ứng dụng 57 3.3.1 Sơ đồ xử lý hệ thống 57 3.3.2 Thuật tốn mã hóa áp dụng sơ đồ giấu tin CPT 58 3.3.3 Thuật toán giải mã 61   Hình 3.5: Sơ đồ mã hóa Sơ đồ giải mã: q trình giải mã cần khóa giấu tin, ảnh nhị phân tệp mã đàn hồi nhận từ người mã hóa Đầu q trình giải mã ta tệp tin mật Hình 3.6: Sơ đồ giải mã 3.3.2 Thuật tốn mã hóa áp dụng sơ đồ giấu tin CPT Thuật tốn mã hóa chia thành bước sau: - Bước 1: 58    + Chia ảnh F thành khối Fh kích thước mxn ta K khối + Chia tin mật thành dãy r bit, r thỏa mãn r