Tìm hiểu những kỹ thuật digital watermarking trong việc bảo vệ bản quyền số, xây dựng một ứng dụng bảo vệ bản quyền cho những luận án tốt nghiệp của sinh viên khoa CNTT

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA NGUYỄN VĂN ĐỒN Đề tài: TÌM HIỂU NHỮNG KỸ THUẬT DIGITAL WATERMARKING TRONG VIỆC BẢO VỆ BẢN QUYỀN SỐ ÁP DỤNG XÂY DỰNG MỘT ỨNG DỤNG BẢO VỆ BẢN QUYỀN CHO NHỮNG LUẬN ÁN TỐT NGHIỆP CỦA SINH VIÊN KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN Chuyên ngành: CÔNG NGHỆ THÔNG TIN LUẬN VĂN THẠC SĨ TP Hồ Chí Minh, tháng 01 năm 2007 CƠNG TRÌNH ĐƯỢC HỒN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH Cán hướng dẫn khoa học: TS ĐẶNG TRẦN KHÁNH Cán chấm nhận xét 1: TS NGUYỄN ĐỨC CƯỜNG Cán chấm nhận xét 2: TS TRẦN VĂN HOÀI Luận văn thạc sĩ bảo vệ HỘI ĐỒNG CHẤM BẢO VỆ LUẬN VĂN THẠC SĨ TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA, ngày 03 tháng 02 năm 2007 Acknowledgement I specialy thank Dr Dang Tran Khanh for being so patient with me during the long hours of this project I would like to say thank to all lectures in Faculty of CSEHCMUT during the time I have been studying and working on this thesis Thanks to Information Systems Research Group (ISReG) with supporting and helping me hold the seminar Thanks to all my friends for sharing your knowledge with me and encouraging me to work this project Abstract This thesis proposes a novel approach to digital watermarking for Vietnamese documents Secured information is embedded to the documents by shifting up or down a small gap for Vietnamese signs The embedded information can be used for copyright-protection or tampering-detection The Vietnamese documents need to be converted to PostScript format files before embedding the information Watermarked files will be converted to PDF format and public to all people To retrieve the embedded information, the image files scaned from watermarked document will be used to extract the information Mục lục Acknowledgement Abstract Mục lục Danh mục hình Chương GIỚI THIỆU 1.1 Đặt vấn đề .8 1.2 Hướng giải vấn đề 10 Chương CƠ SỞ LÝ THUYẾT 12 2.1 Kỹ thuật digital watermarking .12 2.1.1 Giới thiệu watermarking .12 2.1.2 Ứng dụng digital watermarking 14 2.2 Nguyên lý digital watermarking 16 2.3 Các hình thức cơng vào watermarking 18 2.4 Digital watermarking liệu đa phương tiện 19 2.5 Digital watermarking liệu văn .21 2.5.1 Watermarking trực tiếp văn 22 2.5.2 Watermarking liệu định dạng .25 2.5.3 Watermarking tập tin hình ảnh quét từ văn 26 2.5.4 Nhận xét phương pháp watemarking liệu văn 27 Chương GIẢI PHÁP THỰC HIỆN 29 3.1 Đặc điểm tiếng Việt phương pháp nhúng thông tin 29 3.2 Lựa chọn định dạng văn 33 3.3 Nhúng thông tin (Encoder) 33 3.3.1 Chuyển định dạng từ Microsoft Word sang PostScript 34 3.3.2 Tạo thông tin nhúng .35 3.3.3 Nhúng thông tin vào tập tin PostScript 35 3.3.4 Chuyển định dạng PostScript sang định dạng PDF .38 3.3.5 Tóm lược quy trình nhúng thơng tin vào tài liệu tiếng Việt 38 3.4 Lấy lại thông tin nhúng (Decoder) 39 3.4.1 Quét tài liệu, lọc nhiễu 40 3.4.2 Lấy lại thông tin nhúng từ tài liệu nghi ngờ 41 3.4.3 Tóm lược quy trình lấy lại thơng tin nhúng 44 3.5 Nhận xét giải pháp thực .45 Chương KẾT QUẢ THỬ NGHIỆM 46 4.1 Giới thiệu 46 4.2 Xây dựng Encoder .47 4.3 Xây dựng Decoder .49 4.4 Mẫu thử nghiệm 51 4.5 Nhận xét kết thử nghiệm .52 Chương KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 53 Tài liệu tham khảo .55 Phụ lục 58 A Giới thiệu PostScript 58 B Một số mã biểu diễn dấu tiếng Việt tập tin PostScript .60 Danh mục hình Hình 2.1 - Phân loại kỹ thuật giấu tin 12 Hình 2.2 - Tam giác yêu cầu digital watermarking 14 Hình 2.3 - Ngun lý nhúng thơng tin 17 Hình 2.4 - Ngun lý lấy lại thơng tin nhúng 18 Hình 2.5 - Ví dụ nhúng quyền phương pháp sử dụng thẻ rỗng [11] .21 Hình 2.6 - Ví dụ nhúng quyền phương pháp thay đổi thuộc tính [11] 21 Hình 2.7 - Ví dụ thay đổi khoảng trống từ câu 23 Hình 2.8 - Ví dụ thay đổi khoảng trống cuối hàng [5] 24 Hình 2.9 - Ví dụ nhúng quyền phương pháp cú pháp [11] .24 Hình 2.10 - Ví dụ cặp từ động nghĩa [5] 25 Hình 2.11 - Ví dụ dịch chuyển hàng 25 Hình 2.12 - Ví dụ dịch chuyển từ 26 Hình 2.13 - Ví dụ dịch chuyển ký tự 26 Hình 2.14 – Ví dụ thay đổi đặc trưng 27 Hình 2.15 - Ví dụ thay đổi màu sắc ký tự [12] 27 Hình 3.1 - Bảng chữ tiếng Việt .29 Hình 3.2 - Các ký tự khơng chọn nhúng thông tin 31 Hình 3.3 - Các ký tự nhúng thông tin quyền 32 Hình 3.4 - Thanh cơng cụ Doc to Image Converter 34 Hình 3.5 - Đoạn văn nhúng quyền .36 Hình 3.6 - Lưu đồ giải thuật nhúng thông quyền .37 Hình 3.7 - Thơng số sử dụng với GhostScript 38 Hình 3.8 - Quy trình nhúng thơng tin quyền 39 Hình 3.9 Ví dụ ngun lý nhận dạng bit nhúng 41 Hình 3.10 - Ví dụ khoảng cách khác dấu ký tự nguyên âm .42 Hình 3.11- Mặt nạ nhận dạng dấu sắc 42 Hình 3.12- Giải thuật lấy lại thông tin nhúng 43 Hình 3.13- Ví dụ nhận dạng dịng văn từ tập tin hình ảnh 43 Hình 3.14- Ví dụ vùng nhận dạng dấu tiếng Việt từ 44 Hình 3.15- Quy trình lấy lại thơng tin nhúng 45 Hình 4.1 - Giao diện phần Encoder 48 Hình 4.2 - Giao diện chuyển định dạng PostScript sang định dạng PDF 49 Hình 4.3 -Giao điện Decoder 50 Hình 4.4 -Tài liệu gốc 51 Hình 4.5 -Tài liệu nhúng quyền 51 Hình 4.6 -Tài liệu sau quét .51 Hình 4.7 -Tài liệu sau lọc nhiễu .52 Hình 4.8 -Kết decoder 52 Hình B.1 - Mã biểu diễn dấu mũ ký tự “â” 60 Hình B.2 - Mã biểu diễn dấu ký tự “ă” .61 Hình B.3 - Mã biểu diễn dấu sắc ký tự “á” 61 Hình B.4 - Mã biểu diễn dấu huyền ký tự “à” 62 Hình B.5 - Mã biểu diễn dấu hỏi ký tự “ả” 62 Hình B.6 - Mã biểu diễn dấu ngã ký tự “ã” .63 Hình B.7 - Mã biểu diễn dấu chấm tròn chữ “i” 64 Hình B.8 - Mã biểu diễn dấu chấm tròn ký tự “j” 64 Chương 1.1 GIỚI THIỆU Đặt vấn đề Vấn đề vi phạm quyền tác giả vấn đề phức tạp quan tâm nhiều quốc gia Trên giới loạt công ước, thoả thuận, hiệp định quốc tế quyền sở hữu trí tuệ đời như: cơng ước Berne - Bảo hộ tác phẩm văn học nghệ thuật, công ước bảo hộ nhà sản xuất ghi âm chống việc chép không phép ghi âm họ, công ước liên quan đến việc phân phối tín hiệu mang chương trình truyền qua vệ tinh, thoả thuận khía cạnh liên quan tới thương mại quyền sở hữu trí tuệ, hiệp ước WIPO Quyền tác giả (WCT), … 18] Các tổ chức quốc tế quyền tác giả đời như: tổ chức Sở hữu Trí tuệ Thế giới (WIPO), hiệp hội Công nghiệp ghi âm Quốc tế, hiệp hội Nhà soạn nhạc Soạn lời Quốc tế, hiệp hội Quản lý tác phẩm nghe nhìn Quốc tế, liên hiệp quốc tế tổ chức quyền chép, … Trong tổ chức Sở hữu Trí tuệ Thế giới (WIPO) số 16 quan chun mơn Liên hợp quốc có trách nhiệm thúc đẩy việc bảo hộ sở hữu trí tuệ tồn giới WIPO thúc đẩy hợp tác quốc gia lĩnh vực sở hữu trí tuệ, quản lý nhiều liên hiệp tổ chức khác thành lập sở hiệp định đa phương tạo luật mẫu để nước phát triển thông qua 18] Việt Nam bước hội nhập kinh tế giới Bên cạnh hợp tác phát triển kinh tế – xã hội, Việt Nam cịn phải tham gia cơng ước, hiệp định bảo hộ tác quyền như: hiệp định Việt – Mỹ Quyền tác giả, hiệp định bảo hộ sở hữu trí tuệ Việt Nam – Thụy Sĩ, cơng ước Berne bảo hộ tác phẩm văn học nghệ thuật, … Chính phủ Việt Nam ký kết số ghi nhớ quan trọng liên quan đến bảo hộ sở hữu trí tuệ quyền tác giả như: ghi nhớ Cục sở hữu trí tuệ vương quốc Thái Lan Cục quyền tác giả Việt Nam hợp tác lĩnh vực quyền tác giả quyền kề cận, ghi nhớ hợp tác lĩnh vực quyền tác giả quyền kề kận Cục quyền tác giả nước cộng hoà xã hội chủ nghĩa Việt Nam Cục quyền quốc gia nước cộng hoà nhân dân Trung Hoa, ghi nhớ Cục Sở hữu trí tuệ Vương quốc Thái Lan Và Các quan liên quan nước Cộng hoà XHCN Việt Nam Về hợp tác thúc đẩy bảo hộ sở hữu trí tuệ 18] Quốc hội Việt Nam ban hành Luật sở hữu trí tuệ Đối tượng áp dụng luật sở hữu trí tuệ đối tượng quyền tác giả, đối tượng quyền sở hữu công nghiệp đối tượng quyền giống trồng Đối tượng quyền tác giả bao gồm tác phẩm văn học, tác phẩm nghệ thuật, tác phẩm khoa học; biểu diễn, ghi âm, ghi hình, chương trình phát sóng, tín hiệu vệ tinh mang chương trình mã hố Đối tượng quyền sở hữu cơng nghiệp bao gồm sáng chế, kiểu dáng công nghiệp, thiết kế bố trí mạch tích hợp bán dẫn, bí mật kinh doanh, nhãn hiệu, tên thương mại dẫn địa lý Đối tượng quyền giống trồng giống trồng vật liệu nhân giống [19] Luật sở hữu trí tuệ đưa loạt quy định liên quan đến quyền sở hữu trí tuệ như: nội dung, giới hạn quyền, thời hạn bảo hộ quyền tác giả, thủ tục đăng ký chứng nhận quyền giả, lệ phí sở hữu trí tuệ, cấp giấy chứng nhận quyền sở hữu, giám định sở hữu trí tuệ, xử lý vi phạm, … Trong trình thực quyền sở hữu trí tuệ, cơng việc giám định sở hữu trí tuệ cơng việc khó khăn Giám định quyền đòi hỏi phải sử dụng kiến thức, nghiệp vụ chuyên môn để đánh giá, kết luận vấn đề có liên quan đến vụ việc xâm phạm quyền sở hữu trí tuệ [19] Tùy thuộc vào đối tượng cần giám định cụ như: tác phẩm văn học, nghệ thuật khoa học, ghi âm, ghi hình, kiểu dáng cơng nghiệp, … mà sử dụng kỹ thuật giám định phù hợp Một số luật quyền giới (bao gồm Mỹ) yêu cầu chủ sở hữu ký thông tin quyền (affix a copyright notice) vào sản phẩm để đảm bảo quyền trì [2] Ngồi vấn đề bảo hộ quyền sở hữu trí tuệ, giám định chủ sở hữu quan tâm nhiều, thực tế vấn đề giả mạo giấy tờ nóng bỏng Giấy tờ giả mạo Các dấu tiếng Việt văn nghi ngờ sau quét lọc nhiễu bị thay đổi lượng nhỏ Để tăng tính linh động việc nhận dạng dấu, decoder cung cấp thêm hai thông số là: thông số khoảng cách khác chấp nhập hai pixel.(Difference value) thơng số độ xác chấp nhận dấu (Accuracy) Đối với ảnh xám (grayscale), pixel giá trị Red giá trị Green giá trị Blue Mỗi pixel tập tin ảnh cần nhận dạng biểu diễn bit màu, nên giá trị Red, Green, Blue phải nằm khoảng từ đến 255 Khoảng cách khác chấp nhập hai pixel (Different value): dùng để chấp nhận hai pixel giống giá trị Red, Green, Blue lệch khoảng giá trị nhập vào thơng số Different value Ví dụ: Different value=170, có nghĩa so sánh hai pixel p1 p2 nếu: |p1.Red-p2.Red|