Giấu tin trong ảnh bằng thuật toán wu lee và lsb

Đồ án tốt nghiệp Đại học 005.1 TRƢỜNG ĐẠI HỌC VINH KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN Nguyễn Thị Hằng BÁO CÁO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Tên đồ án: GIẤU TIN TRONG ẢNH BẰNG THUẬT TOÁN WU-LEE VÀ LSB Nghệ An, tháng 12 năm 2014 Nguyễn Thị Hằng – Lớp 51K2- Khoa CNTT i Đồ án tốt nghiệp Đại học LỜI CẢM ƠN Trong khoảng thời gian học tập rèn luyện trƣờng Đại học Vinh, em xin chân thành cảm ơn tất thầy trƣờng nói chung Khoa Cơng nghệ thơng tin nói riêng tận tình giảng dạy, hƣớng dẫn, truyền đạt kiến thức, kinh nghiệm quý báu cho em Đặc biệt, em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến thầy giáo Th.s Lê Văn Thành, ngƣời tận tình hƣớng dẫn, định hƣớng, giúp đỡ truyền đạt kinh nghiệm, phƣơng pháp nghiên cứu khoa học cho em suốt trình thực đề tài đồ án tốt nghiệp Cuối cùng, xin gửi lời cảm ơn đến ngƣời thân, bạn bè đứng bên cạnh để động viên, ủng hộ vật chất lẫn tinh thần suốt thời gian qua Sinh viên thực Nguyễn Thị Hằng Nguyễn Thị Hằng – Lớp 51K2- Khoa CNTT ii Đồ án tốt nghiệp Đại học MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU CHƢƠNG MỘT SỐ KHÁI NIỆM TỔNG QUAN .3 1.1 Tổng quan kỹ thuật giấu tin 1.1.1 Sơ lƣợc lịch sử giấu tin .3 1.1.2 Khái niệm giấu tin 1.2 Môi trƣờng giấu tin 1.2.1 Giấu tin ảnh 1.2.2 Giấu tin Audio 1.2.3 Giấu tin video .4 1.2.4 Giấu thông tin văn dạng text 1.3 Các yêu cầu giấu tin ảnh .5 1.4 Kỹ thuật giấu tin .5 1.4.1 Phân loại kỹ thuật giấu tin .5 1.4.2 Mơ hình kỹ thuật giấu tin 1.4.3 Đặc trƣng kỹ thuật giấu tin ảnh .7 1.4.4 Các phƣơng pháp giấu tin 1.5 Một số thuật toán giấu tin ảnh .9 1.5.1 Giấu tin theo khối bit .9 1.5.2 Giấu tin dựa vào biến đổi lƣợc đồ ảnh .9 1.5.3 Giấu tin theo bit có trọng số thấp 1.6 Các ứng dụng kỹ thuật giấu tin 10 1.6.1 Ứng dụng thủy vân số 10 1.6.2 Ứng dụng giấu tin mật 10 CHƢƠNG CƠ SỞ LÝ THUYẾT VÀ THUẬT TOÁN GIẤU TIN 11 2.1 Cơ sở lý thuyết 11 2.1.1 Cấu trúc ảnh bitmap 11 2.2 Thuật toán giấu tin 15 Nguyễn Thị Hằng – Lớp 51K2- Khoa CNTT iii Đồ án tốt nghiệp Đại học 2.2.1 Thuật toán Wu-Lee 15 2.2.2 Thuật toán LSB (Least Significant Bit) .20 2.3 So sánh thuật toán: Wu-Lee LSB 23 CHƢƠNG XÂY DỰNG CHƢƠNG TRÌNH THỰC NGHIỆM .24 3.1 Giao diện hệ thống 24 3.1.1 Giao diện chức modul 24 3.2 Giao diện giới thiệu 32 KẾT LUẬN 33 TÀI LIỆU THAM KHẢO .34 Nguyễn Thị Hằng – Lớp 51K2- Khoa CNTT iv Đồ án tốt nghiệp Đại học DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Hình 1.1: Phân loại kỹ thuật giấu tin .6 Hình 1.2: Lƣợc đồ chung cho trình giấu tin .6 Hình 1.3: Lƣợc đồ chung cho trình giải mã Hình 2.1: Ví dụ ảnh đen trắng 11 Hình 2.2: Ví dụ ảnh xám 12 Hình 2.3: Ví dụ ảnh màu 12 Hình 2.4: Các phép tốn ^ 15 Nguyễn Thị Hằng – Lớp 51K2- Khoa CNTT v Đồ án tốt nghiệp Đại học LỜI MỞ ĐẦU Cuộc cách mạng thông tin kỹ thuật số đem lại thay đổi sâu sắc xã hội sống Sự đời phần mềm có tính mạnh, thiết bị nhƣ máy ảnh kỹ thuật số, máy quét chất lƣợng cao, máy in, máy ghi âm kỹ thuật số,… với tới giới tiêu dùng để sáng tạo, xử lý thƣởng thức liệu đa phƣơng tiện Mạng Internet toàn cầu biến thành xã hội ảo nơi diễn trình trao đổi thơng tin lĩnh vực: trị, qn sự, quốc phịng, kinh tế, thƣơng mại… mơi trƣờng tiện nghi nhƣ xuất vấn nạn, tiêu cực nhƣ ăn cắp quyền, nạn xuyên tạc thông tin, truy cập thông tin trái phép… Đi tìm giải pháp cho vấn đề khơng giúp ta hiểu thêm công nghệ phức tạp phát triển nhanh mà đƣa hội kinh tế cần khám phá Ở ta tìm hiểu kỹ thuật đƣợc nghiên cứu ứng dụng mạnh mẽ nhiểu nƣớc giới kỹ thuật giấu tin ảnh (data hiding) Đây kỹ thuật phức tạp, đƣợc xem nhƣ cơng nghệ chìa khóa cho vấn đề bảo vệ quyền, chứng thực thông tin điều kiển truy cập… ứng dụng an tồn bảo mật thơng tin Trong đồ án em tìm hiểu phƣơng pháp giấu tin theo khối ảnh, sử dụng giải thuật Wu-Lee phƣơng pháp kiểm tra bit quan trọng ảnh phƣơng pháp LSB Giải pháp bảo mật thông tin đƣợc sử dụng phổ biến dùng hệ mật mã Với giải pháp này, thông tin ban đầu (bản rõ) đƣợc mã hóa thành mật mã (bản mật) thƣờng mang những giá trị “vơ nghĩa” Chính điều làm cho đối phƣơng nghi ngờ tìm cách thám mã Ngƣợc lại, đem thông tin giấu vào đối tƣợng khác, ảnh F chẳng hạn ta thu đƣợc ảnh F‟ hầu nhƣ không sai khác với F nhìn mắt thƣờng Sau ảnh F‟ đƣợc gửi tới ngƣời nhận để lấy thông tin từ ảnh F‟, ngƣời nhận không cần đối sánh với ảnh gốc Đây ý tƣởng phƣơng pháp giấu tin (data hiding) môi trƣờng ảnh đƣợc nghiên cứu gần có nhiều ứng dụng giấu tin mật, đánh giấu quyền nhiều ứng dụng khác… Khi áp dụng phƣơng pháp giấu tin vào quy trình bảo mật thơng tin, vấn đề cần quan tâm thực có “thơng tin” chuyển tải qua ảnh, mức độ nhận biết ảnh có giấu tin hay khơng tính bền vững thông tin sau giấu Nguyễn Thị Hằng – Lớp 51K2- Khoa CNTT Đồ án tốt nghiệp Đại học Mục tiêu báo cáo nghiên cứu phƣơng pháp giấu tin theo khối ảnh tìm bít quan trọng Tìm cách nâng cao hiệu giấu tin, giảm thiểu thay đổi ảnh sau đƣợc giấu tin so với ảnh gốc Kết quả, báo cáo em cải tiến thuật toán giấu tin ảnh, giảm thiểu thay đổi ảnh giấu tin so với ảnh gốc xây dựng chƣơng trình ứng dụng thuật tốn giấu tin ảnh Nguyễn Thị Hằng – Lớp 51K2- Khoa CNTT Đồ án tốt nghiệp Đại học CHƢƠNG MỘT SỐ KHÁI NIỆM TỔNG QUAN Giấu tin lĩnh vực nghiên cứu rộng Trong đó, mơi trƣờng giấu tin phổ biến đƣợc ứng dụng rãi liệu ảnh Trong chƣơng này, báo cáo trình bày tổng quan vấn đề giấu tin, mơ hình giấu tin, ứng dụng giấu tin, đồng thời sâu vào kỹ thuật nhằm bảo mật thông tin vào bit quan trọng điểm ảnh 1.1 Tổng quan kỹ thuật giấu tin 1.1.1 Sơ lƣợc lịch sử giấu tin Ý tƣởng che giấu thơng tin có từ hàng nghìn năm trƣớc nhƣng kỹ thuật đƣợc dùng chủ yếu quân đội quan tình báo Mãi vài thập niên gần đây, giấu thông tin nhận đƣợc quan tâm nhà nghiên cứu viện công nghệ thông tin với nhiều cơng trình nghiên cứu Cuộc sống cách mạng số hóa thơng tin phát triển nhanh chóng mạng truyền thơng ngun nhân dẫn đến thay đổi Những phiên chép hoàn hảo, kỹ thuật thay thế, sửa đổi tinh vi cộng với lƣu thông mạng liệu đa phƣơng tiện sinh vấn đề nhức nhối nạn ăn cắp quyền, phân phối bất hợp pháp, xuyên tạc trái phép… lúc công nghệ giấu tin đƣợc ý phát triển 1.1.2 Khái niệm giấu tin “Giấu thông tin” gọi tắt “giấu tin” kỹ thuật nhúng (giấu) lƣợng thơng tin số vào đối tƣợng liệu số khác Kỹ thuật giấu tin nhằm hai mục đích: bảo mật cho liệu đƣợc đem giấu, hai bảo vệ cho đối tƣợng mang tin giấu Hai mục đích khác dẫn đến hai kỹ thuật chủ yếu giấu tin Đó giấu tin mật (Steagnography) thủy vân số (Watermarking) Nói chung giấu tin đa phƣơng tiện tận dụng “đồ dƣ thừa” phƣơng tiện giấu để thực việc giấu tin mà ngƣời ngồi “khó” cảm nhận đƣợc có thơng tin 1.2 Mơi trƣờng giấu tin Bao gồm giấu tin ảnh, audio, video, văn dạng text… Hiện nay, giấu tin ảnh chiếm tỉ lệ lớn hệ thống giấu tin đa phƣơng tiện 1.2.1 Giấu tin ảnh Nguyễn Thị Hằng – Lớp 51K2- Khoa CNTT Đồ án tốt nghiệp Đại học Giấu tin ảnh đƣợc quan tâm Nó đóng vai trò quan trọng hầu hết ứng dụng bảo vệ an tồn thơng tin nhƣ: nhận thực thông tin, xác định xuyên tạc thông tin, bảo vệ quyền tác giả… Thông tin đƣợc giấu với liệu ảnh nhƣng chất lƣợng ảnh thay đổi không nhận biết đƣợc đằng sau ảnh mang thơng tin có ý nghĩa Ngày này, ảnh số đƣợc sử dụng phổ biến giấu thơng tin ảnh đẽ đem lại nhiều ứng dụng quan trọng lĩnh vực đời sống xã hội Phần mềm WinWord Microsoft cho phép ngƣời dùng lƣu chữ ký ảnh nhị phân, gắn vào vị trí file văn để đảm bảo tính an tồn thơng tin Thơng tin đƣợc giấu cách vơ hình, nhƣ cách truyền thông tin mật cho mà ngƣời khác đƣợc, sau giấu thông tin chất lƣợng ảnh gần nhƣ không thay đổi đặc biệt với ảnh màu hay ảnh xám 1.2.2 Giấu tin Audio Khác với kỹ thuật giấu thông tin ảnh: phụ thuộc vào hệ thống thị giác ngƣời – HSV (Human Vifion System), kỹ thuật giấu thông tin audio lại phụ thuộc vào hệ thống thính giác HAS (Human Auditory System) Bởi ngƣời việc phát khác biệt giải tần cơng suất, có nghĩa âm to, cao tần che giấu đƣợc âm nhỏ, thấp dễ dàng Vấn đề khó khăn đồi với giấu tin audio kênh truyền tin, kênh truyền hay băng thông chậm ảnh hƣởng đến chất lƣợng thơng tín sau giấu Giấu thơng tin audio địi hỏi u cầu cao tính đồng tính an tồn thông tin Các phƣơng pháp giấu tin audio thƣờng lợi dụng điểm yếu hệ thống thính giác ngƣời 1.2.3 Giấu tin video Cũng giống nhƣ giấu tin ảnh hay audio, giấu tin video đƣợc quan tâm đƣợc phát triển mạnh mẽ cho nhiều ứng dụng nhƣ điều khiển truy cập thông tin, nhận thức thông tin, quyền tác giả… Một phƣơng pháp giấu tin video đƣợc đƣa Cox phƣơng pháp phân bố Ý tƣởng phƣơng pháp phân phối tin giấu dàn trải theo tần số liệu gốc Nhiều nhà nghiên cứu dùng hàm cosin riêng ngững hệ số truyền sóng riêng để thực việc giấu tin Trong thuật toán khởi nguồn, thƣờng kỹ thuật cho phép giấu ảnh vào video nhƣng thời gian gần kỹ thuật giấu âm hình ảnh vào video Nguyễn Thị Hằng – Lớp 51K2- Khoa CNTT Đồ án tốt nghiệp Đại học 1.2.4 Giấu thông tin văn dạng text Giấu thơng tin văn dạng text khó thực có thơng tin dƣ thừa, để làm đƣợc điều ngƣời ta phải khéo léo khai thác dƣ thừa tự nhiên ngôn ngữ Một cách khác tận dụng định dạng văn (mã hóa thơng tin vào khoảng cách từ hay dòng văn bản) 1.3 Các yêu cầu giấu tin ảnh - Tính ẩn giấu tin đƣợc chèn vào ảnh: Sự diện giấu tin ảnh không làm ảnh hƣởng tới chất lƣợng ảnh chèn tin - Tính bền giấu tin: Cho phép tin tồn đƣợc qua phép biến đổi ảnh, biến dạng hình học hay hình thức cơng cố ý khác - Tính an tồn: Chỉ có bên nhận đƣợc cấp khóa kỹ thuật tách ảnh phù hợp lấy đƣợc tin ảnh 1.4 Kỹ thuật giấu tin 1.4.1 Phân loại kỹ thuật giấu tin Do kỹ thuật giấu tin số hình thành thời gian gần đây, nên xu hƣớng phát triển chƣa 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 hƣớng lớn, giấu tin mật giấu tin thủy vân số Giấu tin mật với mục đích bảo tồn bảo mật thông tin, tập trung vào kỹ thuật giấu thông tin, cho ngƣời khác khó phát việc có tin đƣợc giấu; phát có tin giấu giải tin khó thực Bên cạnh đặt vấn đề lƣợng tin đƣợc giấu Thủy vân số lại đƣợc chia thành hai hƣớng nhỏ thủy vân dễ vỡ thủy vân bền vững Trong đó, thủy vân dễ vỡ u cầu thơng tin giấu bị sai lệch có thay đổi vào môi trƣờng chứa tin Thủy vân bền vững quan tâm nhiều đến viêc nhúng tin địi hỏi độ bền cao trƣớc biến đổi thơng thƣờng môi trƣờng chứa tin Nguyễn Thị Hằng – Lớp 51K2- Khoa CNTT Đồ án tốt nghiệp Đại học Trong bƣớc thực tối đa phép đảo bit khối Fi để thu đƣợc khối Fi‟nhằm đảm bảo tính bất biến Do việc giấu tin vào khối cần thay đổi tối đa bit nên việc chọn bit Fi để đảo cần tuân thủ nguyên tắc: Nếu Fi^K có nhiều bit chọn bit 1, ngƣợc lại Fi^K có q bit chọn bit Ngun tắc làm giảm khả bit đảo bị phát Vì K khóa bí mật nên thơng tin đƣợc nhúng bí mật Thuật tốn làm thay đổi nhiều bit khối Fi giấu bit thông tin vào khối nên với khối có kích thƣớc mxn đủ lớn thay đổi Fi nhỏ Ảnh F đƣợc lựa chọn để giấu thông tin phải đƣợc chọn kỹ Nếu ảnh có nhiều điểm đen nhiều điểm trắng tỉ lệ bit giấu đƣợc thấp Thông thƣờng ngƣời ta chọn ảnh gốc ảnh lạ, chẳng hạn ảnh cá nhân để giấu tin nhằm tăng độ bảo mật Nói chung, thuật tốn Wu - Lee chƣa đạt đƣợc yêu cầu cần thiết khả giấu, độ an tồn thơng tin nhƣ chất lƣợng ảnh Tuy nhiên áp dụng ảnh đen trắng, ta áp dụng kỹ thuật với ảnh màu ảnh đa cấp xám thu đƣợc kết khả quan 2.2.2 Thuật toán LSB (Least Significant Bit) 2.2.2.1 Ý tƣởng thuật tốn Phần trình bày thuật tốn giấu tin ảnh bitmap 24 bit, giải thuật thay bit thông điệp cần ẩn bit có ý nghĩa byte ảnh gốc t có ý nghĩa đƣợc hiểu việc thay bit làm thay đổi giá trị byte gốc nhất, trƣờng hợp bit bit byte (có vị trí 0) Đây phƣơng pháp giấu tin đơn giản nhất, thông điệp dƣới dạng nhị phân đƣợc giấu (nhúng) vào bit LSB – bit có ảnh hƣởng tới việc định tới màu sắc điểm ảnh tƣơng đối gần với điểm ảnh cũ Ví dụ ảnh 16 bit 15 bit biểu diễn mau RGB điểm ảnh bit cuối khơng dùng đến ta tách bit điểm ảnh để giấu tin Mô tả phương pháp giấu tin Với C ảnh nguyên – bit màu xám, kích thƣớc M c xN c điểm ảnh, có dạng: C = {xij|0≤i≤Mc, 0≤j≤Nc, xij = {0, 1, 2, …, 255}} Và M thông điệp dài n bit biểu diễn dƣới dạng: M = {mi|0≤i≤n, mi € {0, 1}} Nguyễn Thị Hằng – Lớp 51K2- Khoa CNTT 20 Đồ án tốt nghiệp Đại học Giả sử n-bit thơng điệp bí mật M đƣợc nhúng vào k bit LSB bên phải ảnh gốc C Trƣớc tiên, thơng điệp bí mật M đƣợc xếp lại để tạo thành hình ảnh ảo l – bit, biểu diến M dƣới dạng: M‟ = {mi‟|0≤i≤n‟, mi‟ € {0, 1,… 2k-1}} Với n‟=McxNc Việc ánh xạ n – bit thông điệp bí mật M = {mi} thơng điệp nhúng M‟={mi‟} đƣợc định nghĩa nhƣ sau: mi‟ = K 1  m  k + j  2k-1-j j 0 i Thứ hai, tập hợp n‟ điểm ảnh {x1, x2, …, xn} đƣợc chọn từ ảnh gốc C chuỗi hành động liện tiếp Tiến trình nhúng hồn tất việc thay k-LSBs xi mi‟ Theo toán học, giá trị xi điểm ảnh đƣợc lựa chọn để lƣu trữ - bit thông điệp mi‟ đƣợc thay đổi khớp với điểm ảnh giấu tin xi‟ nhƣ sau X‟i = xi – xi mod 2k + m‟i Trong tiến trình tách, với ảnh giấu tin S, thơng điệp nhúng đƣợc tách mà không đề cập đến ảnh gốc Sử dụng trình tự nhƣ trình nhúng, tập hợp điểm ảnh {x‟1, x‟2, …,x‟n} lƣu trữ bit thơng điệp bí mật đƣợc lựa chọn từ ảnh giấu tin K - LSBs điểm ảnh đƣợc tách nối lại để tái tạo lại thơng điệp bí mật Trong tốn học, việc nhúng thơng điệp bit mi đƣợc khơi phục bằng: m‟i = x‟imod 2k Ý tưởng thuật toán: Với mục tiêu giấu đƣợc nhiều thông tin vào ảnh mà đảm bảo đƣợc chất lƣợng ảnh tốt, ý tƣởng thuật tốn chia ảnh thành khối nhau, tìm khối bị phát nhất, giấu bit thơng tin vào khối 2.2.2.2 Thuật tốn Q trình giấu tin Input: - Ảnh nhị phân - Khóa bí mật - Xâu bit liệu cần giấu Output: - Một file ảnh giấu tin bên Nguyễn Thị Hằng – Lớp 51K2- Khoa CNTT 21 Đồ án tốt nghiệp Đại học Các bƣớc thực hiện: Bước 1: Biểu diễn ma trận ảnh dạnh số thập phân với m x n phần tử, chuyển ma trận ảnh mảng chiều I với i phần tử, chuyển điểm ảnh dạng nhị phận Bước 2: Biểu diễn thông điệp dƣới dạng số nhị phân Bước 3: Cứ bit tách bỏ LSB bên phải ghép phần lại với bit nhị phân đầu thông điệp, kết thu đƣợc đƣa dạng thập phân gán ngƣợc lại vào I(i) Bước 4: Thực lại bƣớc lấy hết bit chuỗi nhị phân thông điệp ghép với bit ảnh Chuyển đổi ảnh I từ mảng chiều mảng chiều m x n phần tử Đƣợc ảnh giấu tin Minh họa thuật toán Giả sử ta muốn giấu chữ A (mã ASCII 65 hay 01000001) vào byte file gốc (môi trƣờng) ta làm nhƣ sau: byte ban đầu Byte cần giấu (A) byte sau giấu 01001001 01001000 11010111 11010111 11001100 11001100 10110101 10110100 00100100 00100100 00100101 00100100 00100000 00100000 00001010 00001011 Nhƣ phần trình bày,1 ảnh bitmap ma trận pixel, pixel bao gồm thành phần màu Red,Green Blue Mỗi thành phần đƣợc biểu diễn byte (có giá trị từ ->255), byte ta sử dụng bit để thay bit thông điệp cần ẩn Quá trình tách tin Input: - Ảnh đƣợc giấu dãy bit bí mật Nguyễn Thị Hằng – Lớp 51K2- Khoa CNTT 22 Đồ án tốt nghiệp Đại học - Ma trận khóa bí mật Output: - File ảnh chứa tin đƣợc giấu - Dãy bit bí mật giấu Các bước thực hiện: Bước 1: Biểu diễn ma trận điểm ảnh dạng số thập phân với mxn phần tử Chuyển đổi ma trận ảnh mxn phần tử mảng chiều I với i phần tử Bước 2: Chuyển bit ảnh dạng nhị phân, bit tách lấy bit bên phải Đem ghép kết lại với Bước 3: Kết thu đƣợc sử dụng hàm chuyển đổi từ chuỗi số nhị phân chuỗi ký tự Sau lặp lại trình số lần số lần duyệt, ta thu đƣợc nội dung thông điệp 2.3 So sánh thuật toán: Wu-Lee LSB Với phƣơng pháp giấu tin ảnh, hai thuật toán đạt đƣợc yêu cầu cần thiết khả giấu, độ an tồn thơng tin nhƣ chất lƣợng ảnh đóng góp thành tựu định lịch sử Góp phần bảo mật thơng tin lĩnh vực: an ninh, kinh tế, trị, bảo mật thông tin… Đối với giải thuật LSB: Đây phƣơng pháp đơn giản Đơ an tồn thơng tin chƣa cao, dung lƣợng tin giấu hạn chế Còn với giải thuật Wu-Lee: Do việc giấu tin vào khối thay đổi tối đa bit nên dung lƣợng thông tin đƣợc giấu ảnh nhỏ Khi giấu tin cần ảnh giấu có kích thƣớc đủ lớn khóa bí mật bé dung lƣợng giấu tin nhiều Ảnh đƣợc lựa chọn để giấu thơng tin phải đƣợc chọn kỹ Nói chung, thuật toán Wu-Lee chƣa đạt đƣợc yêu cầu cần thiết khả giấu, độ an toàn thơng tin nhƣ chất lƣợng ảnh Tuy nhiên áp dụng ảnh đen trắng, ta áp dụng kỹ thuật với ảnh màu ảnh đa cấp xám thu đƣợc kết khả quan Nguyễn Thị Hằng – Lớp 51K2- Khoa CNTT 23 Đồ án tốt nghiệp Đại học CHƢƠNG XÂY DỰNG CHƢƠNG TRÌNH THỰC NGHIỆM 3.1 Giao diện hệ thống Giao diện menu hệ thống đƣợc thiết kế nhƣ sau: 3.1.1 Giao diện chức modul 3.1.1.1 Giao diện chạy theo thuật toán Wu-Lee - Ảnh gốc: PictureBox bên trái chƣơng trình nơi chứa ảnh gốc Nguyễn Thị Hằng – Lớp 51K2- Khoa CNTT 24 Đồ án tốt nghiệp Đại học - Vùng nhập lấy thông tin file text để giấu RichTextBox - Vùng nhập mật lấy mật file text TextBox - Đƣờng dẫn để lƣu ảnh TextBox - Ảnh mang tin: PictureBox bên phải chƣơng trình nơi chứa ảnh mang tin Các nút chức - PictureBox (bên trái chƣơng trình): Khi click vào vùng này, đồng thời dẫn đến nơi chứa ảnh máy tính để lấy hình làm vật chứa tin cần giấu - Mở Filetxt: Nguyễn Thị Hằng – Lớp 51K2- Khoa CNTT 25 Đồ án tốt nghiệp Đại học Ta có chức năng:  OpenFile.txt: Khi click vào nút đồng thời mở đƣờng link để lấy file với txt|.rtf|.html|… có sẵn máy tính Đây đƣợc xem file chứa thông tin cần giấu vào ảnh Chức dành cho bên giấu tin vào ảnh  Save as txt: Khi click vào nút đồng thời dẫn đến đƣờng link để lƣu thông tin lấy từ ảnh chứa tin giấu, đƣợc lƣu với đuôi txt|.rtf|.html|… Chức dành cho bên nhận đƣợc thông tin - Hide: Khi click vào nút này, trình giấu tin diễn Đồng giấu tin ảnh lƣu thêm ảnh khác giống ảnh gốc  Trong kiện click chuột, ảnh đem giấu tin, thông tin cần giấu mật chƣa nhập có thơng báo bạn chƣa nhập thơng tin  Khi thơng tin đem giấu q lớn, có thơng báo thơng tin nhập q lớn, bạn phải nhập lại thơng tin để q trình mã hóa diễn  Khi ảnh đem giấu ảnh màu đen màu trắng click chuột có thơng báo “Khơng thể giấu tin vào hình này” đƣợc - PictureBox (bên phải chƣơng trình): Khi click vào vùng kiện này, đƣờng dẫn mở ảnh để giải mã đƣợc mở Nguyễn Thị Hằng – Lớp 51K2- Khoa CNTT 26 Đồ án tốt nghiệp Đại học - BrowserKey: Khi click vào nút file với đuôi txt đƣợc lấy với nhiệm vụ:  Mật đƣợc đƣa vào ảnh, làm nhiệm vụ tƣơng tác với thông tin đƣợc giấu kiểm soát ảnh giải mã Chức dành cho bên giấu thông tin  Mật lấy từ file tƣơng tác với thông tin đƣợc giấu ảnh ảnh mang tin Chức dành cho bên giải mã thông tin - Extract: Khi click vào nút này, trình giải mã diễn Ta nhận đƣợc thông tin đƣợc giấu ảnh Nguyễn Thị Hằng – Lớp 51K2- Khoa CNTT 27 Đồ án tốt nghiệp Đại học - Compare: Khi click vào nút thông tin size ảnh đƣợc hiển thị lên TextBox bảng thông báo dung lƣợng ảnh có thay đổi hay khơng thay đổi phần trăm 3.1.1.2 Giao diện chạy theo thuật toán LSB Tƣơng tự thao tác giao diện với thuật tốn Wu-Lee, chƣơng trình thuật với thuật tốn LSB có chức sau: - Ảnh gốc: PictureBox bên trái chƣơng trình nơi chứa ảnh gốc Nguyễn Thị Hằng – Lớp 51K2- Khoa CNTT 28 Đồ án tốt nghiệp Đại học - Vùng nhập lấy thông tin file text để giấu RichTextBox - Vùng nhập mật lấy mật file text TextBox - Đƣờng dẫn để lƣu ảnh TextBox - Ảnh mang tin: PictureBox bên phải chƣơng trình nơi chứa ảnh mang tin Các nút chức - PictureBox (bên trái chƣơng trình): Khi click vào vùng này, đồng thời dẫn đến nơi chứa ảnh máy tính để lấy hình làm vật chứa tin cần giấu - Mở Filetxt: Nguyễn Thị Hằng – Lớp 51K2- Khoa CNTT 29 Đồ án tốt nghiệp Đại học Ta có chức năng:  OpenFile.txt: Khi click vào nút đồng thời mở đƣờng link để lấy file với txt|.rtf|.html|… có sẵn máy tính Đây đƣợc xem file chứa thông tin cần giấu vào ảnh Chức dành cho bên giấu tin vào ảnh  Save as txt: Khi click vào nút đồng thời dẫn đến đƣờng link để lƣu thông tin lấy từ ảnh chứa tin giấu, đƣợc lƣu với đuôi txt|.rtf|.html|… Chức dành cho bên nhận đƣợc thông tin - Hide: Khi click vào nút này, trình giấu tin diễn Đồng giấu tin ảnh lƣu thêm ảnh khác giống ảnh gốc - BrowserKey: Khi cick vào nút file với đuôi txt đƣợc lấy với nhiệm vụ:  Mật đƣợc đƣa vào ảnh, làm nhiệm vụ tƣơng tác với thông tin đƣợc giấu kiểm soát ảnh giải mã Chức dành cho bên giấu thông tin  Mật lấy từ file tƣơng tác với thông tin đƣợc giấu ảnh ảnh mang tin Chức dành cho bên giải mã thông tin Nguyễn Thị Hằng – Lớp 51K2- Khoa CNTT 30 Đồ án tốt nghiệp Đại học - Extract: Khi click vào nút này, trình giải mã diễn Ta nhận đƣợc thông tin đƣợc giấu ảnh - Compare: Khi click vào nút thông tin size ảnh đƣợc hiển thị lên TextBox bảng thông báo dung lƣợng ảnh có thay đổi hay khơng thay đổi phần trăm Nguyễn Thị Hằng – Lớp 51K2- Khoa CNTT 31 Đồ án tốt nghiệp Đại học 3.2 Giao diện giới thiệu Giới thiệu nguồi gốc hai thuật toán Nguyễn Thị Hằng – Lớp 51K2- Khoa CNTT 32 Đồ án tốt nghiệp Đại học KẾT LUẬN Giấu tin ảnh tiếp cận mẻ an tồn bảo mật thơng tin Trong đề tài em đƣa đƣợc hai thuật toán áp dụng ảnh bitmap 24bit, cài đặt demo chƣơng trình Giúp cho ngƣời sử dụng bảo vệ thơng tin cách bí mật, tránh đƣợc tệ nạn xâm phạm thông tin cá nhân, xuyên tạc thông tin… - Nhìn cách tổng thể báo cáo em thấy báo cáo đạt đƣợc kết sau: + Trình bày cách có hệ thống q trình phân tích thiết kế chƣơng trình giấu tin ảnh + Hồn thành chƣơng trình giấu tin ảnh ngơn ngữ Visual Studio 2010 + Chƣơng trình đơn giản, đƣợc lập trình có giao diện thân thiện với ngƣời sử dụng + Báo cáo trình bày số khái niệm liên quan tới việc che giấu thông tin nói chung, cụ thể giấu tin ảnh nhị phân trình bày thuật tốn giấu tin ảnh đen trằng, sở phát triển thuật toán cho việc giấu tin ảnh màu ảnh đa cấp xám - Hạn chế Chƣơng trình cịn nhiều hạn chế nhƣ mật độ giấu tin chƣa cao, độ dài thông điệp lớn so với dung lƣợng ảnh không thực đƣợc - Hƣớng phát triển đề tài + Tiếp tục phát triển chƣơng trình cho phép thực với định dạng ảnh khác nhƣ GIF, JPEG… nhƣ thuật tốn mã hóa khác cho tỉ lệ giấu tin đạt hiệu cao + Các thơng tin đem giấu hình ảnh, âm thanh, video… Nguyễn Thị Hằng – Lớp 51K2- Khoa CNTT 33 Đồ án tốt nghiệp Đại học TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Luận văn: Giấu tin ảnh ứng dụng an tồn bảo mật thơng tin [2] Luận án tiến sỹ toán học: Phát triển số kỹ thuật giấu liệu ảnh Ứng dụng trao đổi thông tin [3] Đồ án tốt nghiệp: Xây dựng hệ thống bảo mật kỹ thuật giấu tin-Trần Văn Nam [4] Đồ án: Nghiên cứu kỹ thuật giấu tin ảnh nhị phận – Nguyễn Trƣờng Huy [5] M.Wu, J.Lee A novel data embedding method for two-color Fastcimile image In Proceeding of international sysposium on multimedia information processing Chung-Li,Taiwan,R.O.C, 1998 Nguyễn Thị Hằng – Lớp 51K2- Khoa CNTT 34 ... loại kỹ thuật giấu tin 1.4.2 Mơ hình kỹ thuật giấu tin Để thực giấu tin cần xây dựng đƣợc thủ tục giấu tin Các thủ tục thực nhúng thông tin cần giấu vào môi trƣờng giấu tin Các thủ tục giấu tin thƣờng... thơng tin vào khoảng cách từ hay dòng văn bản) 1.3 Các yêu cầu giấu tin ảnh - Tính ẩn giấu tin đƣợc chèn vào ảnh: Sự diện giấu tin ảnh không làm ảnh hƣởng tới chất lƣợng ảnh chèn tin - Tính bền giấu. .. Mơ hình kỹ thuật giấu tin 1.4.3 Đặc trƣng kỹ thuật giấu tin ảnh .7 1.4.4 Các phƣơng pháp giấu tin 1.5 Một số thuật toán giấu tin ảnh .9 1.5.1 Giấu tin theo khối