Ý tưởng
Ta biết rằng khi một số được biểu diễn bằng một dãy các giá trị nhị phân, vai trò của các bit là rất khác nhau trong dãy đó, khi các bit ít quan trọng mà bị thay đổi, thì giá trị mà nó biểu diễn thay đổi không đáng kể.
Thuật toán
Thay thế các bit LSB (các bit ít quan trọng nhất) có lẽ là kỹ thuật đơn giản nhất trong các kỹ thuật giấu tin. Ta xét phương tiện chứa là ảnh, sẽ trình bày các bước cơ bản của thuật toán giấu tin, qua việc thay đổi LSB.
+ Lựa chọn tập con { j1,….., jl(m)} các phần tử trong phương tiện chứa. + Thực hiện thay đổi LSB của c jibởi mi (mi có giá trị 0 hoặc 1).
Khi tách thông tin ra khỏi phương tiện chứa, người ta thực hiện ngược lại: các điểm tương ứng được lựa chọn, các bit LSB của các phần tử được lựa chọn này, được tách ra theo đúng quy ước, rồi tất cả được ghép lại để có được thông tin ban đầu.
Thuật toán 2.4.3.1: Quá trình nhúng bằng phương pháp thay đổi LSB
For i : = 1 to l(c) do si : = ci ;
End for
Tính toán ji để lưu trữ bit thứ i của thông điệp; s ji: = c ji ;
mi : = LSB(c ji ) ; End for
Thuật toán 2.4.3.2 : Quá trình tách bằng phương pháp thay đổi LSB
For i : = 1 to l(m) do
Tính toán ji để lưu trữ bit thứ i của thông điệp ; mi : = LSB(c ji) ;
End for
Ảnh dùng làm phương tiện chứa là ảnh mầu hoặc là ảnh đa cấp xám. Ảnh đã giấu tin có kích thước không đổi so với ảnh làm phương tiện chứa ban đầu.
Hình 5 : Các thành phần trong thuật toán giấu tin LSB
Nhận xét
Phương pháp giấu tin mật bằng cách thay đổi các bit LSB là kỹ thuật đơn giản, dễ thực hiện, nhưng đồng thời cũng dễ bị tấn công phá vỡ.
Ảnh F dùng làm phương tiện chứa
Thuật toán lựa chọn các điểm giấu tin Giấu tin bằng cách thay đổi LSB Ảnh F’ đã chứa tin
Nếu các điểm trong phương tiện chứa được lựa chọn một cách tuần tự, liên tục, thì kẻ tấn công bình thường nhất, với năng lực tính toán thông thường, cũng có thể dễ dàng tách các bit, và tái lập được thông điệp đã giấu vào trong đó.Đây là loại bảo mật mà độ an toàn dựa trên giả thiết “đối phương không hiểu biết gì về thuật toán giấu tin đang dùng”.
Để sử dụng phương pháp giấu tin này an toàn, người ta phải mã hoá thông điệp trước khi giấu. Một phép mã hoá đơn giản cũng sẽ làm cho kẻ tấn công lạc đường, bởi khi tách tin từ các LSB và sắp xếp chúng lại, kẻ tấn công sẽ bị nhầm với các ký tự ngẫu nhiên, khi đó phương tiện chứa được xem là không mang tin. Với cách này, độ mật của hệ thống sẽ tuỳ thuộc vào thuật toán mã hoá, kỹ thuật giấu tin đảm nhận vai trò tàng hình phiên liên lạc, để không gây nên sự chú ý của đối phương.
Ngoài cách tiền xử lý, mã hoá thông tin cần gửi đi, người ta có thể dùng cách lựa chọn các điểm giấu tin trên phương tiện chứa theo một thuật toán quy ước giữa hai phía người gửi và người nhận. Ví dụ như thuật toán sử dụng một mầm khoá k, thông qua bộ tạo số giả ngẫu nhiên, để chọn các vị trí giấu tin. (còn gọi là phương pháp lặp ngẫu nhiên). Cả hai phía đối tác cùng sở hữu một khoá giấu tin k, được sử dụng như một mầm cho bộ tạo số ngẫu nhiên, chuỗi ngẫu nhiên được tạo ra là k1,…., kl(m).
j1 : = k1 ;
ji : = ji-1 + ki ; với i ≥ 2
Thuật toán 2.4.3.3 : Nhúng thông tin sử dụng lặp ngẫu nhiên.
For i : = 1 to l(c) do si : = ci ;
End for
Tạo chuỗi ngẫu nhiên ki sử dụng mầm khoá k: n : = k1 ;
sn : = cn ;
mi : = LSB(cn) ; n : = n + ki ; end for
Thuật toán 2.4.3.4 : Tách thông tin sử dụng lặp ngẫu nhiên
Tạo chuỗi ngẫu nhiên ki sử dụng mầm khoá k: n : = k1 ;
for i : = 1 to l(m) do mi : = LSB(cn) ; n : = n + ki ; end for
Khi dùng bộ tạo số giả ngẫu nhiên để xác định vị trí các điểm sẽ giấu tin, nghĩa là khoảng cách giữa các điểm dùng để nhúng tin được quyết định bởi một số giả ngẫu nhiên, như vậy độ an toàn của phương pháp giấu tin này sẽ tăng lên khá nhiều (tuỳ thuộc vào thuật toán tạo khoá).
Tại phía người nhận, nhờ có chung mầm khoá và cùng một thuật toán, anh ta có thể dễ dàng xác định được vị trí của các điểm đã thay thế LSB, để tái tạo lại các thông tin đã được giấu vào đó.
Phương pháp giấu tin này có thể áp dụng với nhiều loại phương tiện chứa khác nhau, nhưng thường dùng nhất là với các file hình ảnh. Đối với ảnh đa cấp xám hay ảnh mầu 16 bit hoặc 24 bit, đây là điều kiện lý tưởng, bởi khi thay thế các bit LSB của một điểm ảnh, rất khó có thể nhận ra sự thay đổi độ xám hay mầu sắc, bởi nó biến đổi không đáng kể.
Đối với file âm thanh, do có yếu tố thời gian tác động, có cảm giác rằng khi giấu tin bằng cách thay đổi LSB, sẽ rất khó bị phát hiện, nhưng thực tế không phải vậy. Rất khó xác định các giá trị LSB trong các file âm thanh, thêm vào đó, khả năng cảm nhận âm thanh của con người là khá tốt, nên những phép biến đổi sẽ gây nghi ngờ và dễ bị phát hiện. Để giấu tin trong các file âm thanh,
người ta phải lợi dụng các thành phần pha, tiếng vọng, và với kỹ thuật thực hiện khó hơn nhiều.