Kỹ thuật tối ưu gồm hai quá trình, quá trình mã hoá và giải mã thuỷ vân. Sơ đồ khối tóm tắt các thành phần chính của mô hình hệ thống thuỷ vân như sau:
Hình 2.1: Các thời kỳ mã hoá và giải mã thuỷ vân.
Một bộ dữ liệu D được biến đổi thành bộ dữ liệu đã thuỷ vân DW bằng cách dùng hàm mã hoá thuỷ vân, đầu vào khoá bí mật KS chỉ được người chủ sở hữu biết, và một thuỷ vân W. Thuỷ vân làm thay đổi dữ liệu. Tuy nhiên, những thay đổi này được kiểm soát bằng cách sử dụng tập các ràng buộc thích hợp tham chiếu đến tập G. Các ràng buộc này giới hạn lượng thay đổi để có thể thực hiện trên dữ liệu.
Quá trình mã hoá thuỷ vân gồm ba bước chính sau:
T* KS W’ D W G Dw D’w S'o,...,S'm1 So,...,Sm1 Phân hoạch dữ liệu Phân hoạch dữ liệu Nhúng thuỷ vân Đánh giá ngƣỡng tối ƣu Kênh truyền Giải mã ngƣỡng Bầu chọn theo đa số
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
Bước 1: Phân hoạch dữ liệu: dùng khoá bí mật KS , bộ dữ liệu D được chia thành m phần {So , . . . , Sm-1 } không giao nhau.
Bước 2: Nhúng thuỷ vân: Một bít thuỷ vân được nhúng vào mỗi phần bằng cách thay đổi các thống kê phân hoạch trong khi vẫn thỏa mãn các ràng buộc sử dụng trong bộ G. Sự thay đổi này được thực hiện bằng cách giải bài toán tối ưu hoá có ràng buộc.
Bước 3: Đánh giá ngưỡng tối ưu: các thống kê bit nhúng được sử dụng để tính toán ngưỡng tối ưu T* - ngưỡng làm cực tiểu hoá khả năng ( xác suất ) xảy ra lỗi giải mã.
Bộ dữ liệu đã nhúng thuỷ vân DW được chuyển đi qua các kênh truyền và do đó có thể chịu những tấn công có chủ đích hoặc không có chủ đích nhằm phá huỷ thông tin thuỷ vân. Chú ý rằng những tấn công có chủ đích có thể được thực hiện mà không cần bất cứ sự hiểu biết gì về khoá bí mật KS
hoặc bộ dữ liệu D.
Giải mã thuỷ vân là quá trình lấy ra thuỷ vân đã nhúng từ bộ dữ liệu đã nhúng thuỷ vân DW, sử dụng khoá bí mật KS và ngưỡng tối ưu T*. Thuật toán giải mã này không rõ ràng bởi bộ dữ liệu gốc D không yêu cầu giải mã thành công thuỷ vân đã nhúng.
Quá trình giải mã thuỷ vân được chia thành ba bước chính sau:
Bước 1: Phân hoạch bộ dữ liệu: sử dụng thuật toán phân hoạch dữ liệu đã dùng trong phần mã hoá trên, sinh ra các phân vùng dữ liệu.
Bước 2: Giải mã ngưỡng: Các thống kê của mỗi phân vùng được đánh giá và bit đã nhúng được giải mã bằng cách dùng lược đồ giải mã ngưỡng dựa trên ngưỡng tối ưu T*.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
Bước 3: Bầu chọn theo đa số: Các bit thuỷ vân được giải mã sử dụng kỹ thuật bầu chọn theo đa số.
Tiếp theo sẽ trình bày chi tiết các kỹ thuật, các thuật toán cho quá trình mã hoá và giải mã thuỷ vân.[9]