Kiểm tra tính bền vững

Trước khi rút trích, tệp WAVE có chứa thông tin mật phải trải qua một số kiểu tấn công khác nhau trên đường truyền như: biến đổi biên độ, biến đổi số bít lấy mẫu, chuyển đổi tần số hay thêm nhiễu. Phương pháp mà chương trình sử dụng để thực hiện ẩn giấu thông tin chủ yếu chống lại các tác động biến đổi biên độ hay thêm nhiễu. Nên trong trong quá trình kiểm tra tính bền vững chỉ thực hiện thử nghiệm với các tác động này. Các thao tác biến đổi trên âm thanh số được thực hiện trên phần mềm GoldWave 5.53 (sử dụng chức năng thêm nhiễu hoặc biến đổi biên độ trong phần chức năng Expression Evaluation).

Bảng 5.1. Bảng hiệu suất nhúng thông tin trên một số tệp WAVE

STT Chế độ giấu

Dung lượng tệp WAVE (bytes)

3179564 5824516 6704644 63856844 1 Bít 0 54304 91337 125120 1187600 2 Bít 1 54304 91337 125120 1187600 3 Bít 2 54304 91337 125120 1187600 4 Bít 3 54304 91337 125120 1187600 5 Bít 4 54304 91337 125120 1187600 6 Bít 5 54304 91337 125120 1187600 7 Bít 6 34837 57700 81503 774431

Chế độ giấu: là chế độ giấu tin vào bít có trọng số được chỉ định.

Dung lượng tệp WAVE: dung lượng của tệp WAVE chứa thông tin mật.

Chú ý:

- Giá trị dung lượng thông tin mật có thể giấu có thể thay đổi tuỳ thuộc vào mật khẩu và tệp tin khoá mà người dùng chọn.

- Giá trị dung lượng thông tin mật đối với chế độ giấu 0 đến 5 là bằng nhau do chung mức loại bỏ giá trị mẫu.

Thực hiện ẩn giấu thông tin mật có độ dài 32927 bytes (263416 bít) vào trong đối tượng tệp âm thanh WAVE có dung lượng 3179564 bytes.

Giải thích thông số trong bảng:

Chế độ giấu: là chế độ giấu tin vào bít có trọng số được chỉ định.

Điều chỉnh bít: sử dụng chế độ giấu tin có điều chỉnh hoặc không.

Số bít lỗi: số bít thông tin mật bị sai khác do tấn công.

Tỷ lệ lỗi: phần trăm số bít lỗi trên tổng số bít thông tin mật.

Bảng 5.2. Bảng số bít lỗi khi trích xuất thông tin trước tấn công

STT Chế độ giấu Điều chỉnh bít Số bít lỗi Tỷ lệ lỗi

1 Bít 0 Không xác định 0/263416 0%

2 Bít 1 Không xác định 0/263416 0%

3 Bít 2 Có 0/263416 0% 4 Bít 2 Không 0/263416 0% 5 Bít 3 Có 0/263416 0% 6 Bít 3 Không 0/263416 0% 7 Bít 4 Có 0/263416 0% 8 Bít 4 Không 0/263416 0% 9 Bít 5 Có 0/263416 0% 10 Bít 5 Không 0/263416 0% 11 Bít 6 Có 0/263416 0% 12 Bít 6 Không 0/263416 0%

Trong trường hợp tệp WAVE không bị tấn công, không có bít lỗi trong quá trình trích xuất thông tin mật. Thông tin mật thu được từ quá trình trích xuất có nội dung trùng khớp với thông tin mật đã được đem ẩn giấu trước đó.

Thực hiện tấn công tệp WAVE chứa thông tin mật bằng hình thức thêm nhiễu hiss với công thức “wave(n) + (rand(2*y)-y)” với y = 0.00001.

Bảng 5.3. Bảng số bít lỗi khi trích xuất thông tin sau khi tấn công bằng thêm nhiễu hiss với y = 0.00001

STT Chế độ giấu Điều chỉnh bít Số bít lỗi Tỷ lệ lỗi

1 Bít 0 Không xác định 601/263416 0.23%

2 Bít 1 Không xác định 0/263416 0%

3 Bít 2 Có 0/263416 0% 4 Bít 2 Không 0/263416 0% 5 Bít 3 Có 0/263416 0% 6 Bít 3 Không 0/263416 0% 7 Bít 4 Có 0/263416 0% 8 Bít 4 Không 0/263416 0% 9 Bít 5 Có 0/263416 0% 10 Bít 5 Không 0/263416 0% 11 Bít 6 Có 0/263416 0% 12 Bít 6 Không 0/263416 0%

Với mức độ thêm nhiễu hiss với giá trị y = 0.00001 được thử nghiệm nhiều lần trên cùng đối tượng nhúng cũng như cùng thông tin mật. Mức độ tác động của tấn công này tương đối thấp nên khả năng thông tin mật bị tác động là rất nhỏ. Với chế độ giấu 0 có mất lượng thông tin nhỏ, còn các chế độ giấu khác thông tin bền vững.

Thực hiện tấn công tệp WAVE chứa thông tin mật bằng hình thức thêm nhiễu hiss với công thức “wave(n) + (rand(2*y)-y)” với y = 0.0001.

Bảng 5.4. Bảng số bít lỗi khi trích xuất thông tin sau khi tấn công bằng thêm nhiễu hiss y = 0.0001 (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});

STT Chế độ giấu Điều chỉnh bít Số bít lỗi Tỷ lệ lỗi

1 Bít 0 Không xác định 142437/263416 54.07%

2 Bít 1 Không xác định 151463/263416 57.5%

3 Bít 2 Có 101927/263416 38.69% 4 Bít 2 Không 106512/263416 40.43% 5 Bít 3 Có 0/263416 0% 6 Bít 3 Không 53399/263416 20.27% 7 Bít 4 Có 0/263416 0% 8 Bít 4 Không 27198/263416 10.33% 9 Bít 5 Có 0/263416 0% 10 Bít 5 Không 6682/263416 2.54% 11 Bít 6 Có 0/263416 0% 12 Bít 6 Không 3239/263416 1.23%

Với mức độ thêm nhiễu hiss với giá trị y = 0.0001 được thử nghiệm nhiều lần trên cùng đối tượng nhúng cũng như cùng thông tin mật. Mức độ tác động của tấn công này cao hơn so với thử nghiệm trước 10 lần, đã có mức độ tác động đáng kể. Dựa vào bảng trên cho thấy các tệp WAVE giấu thông tin mật bằng phương pháp LSB cải tiến có điều chỉnh bít ở chế độ giấu 3, 4, 5 và 6 bền vững trước mức độ tấn công này. Với chế độ 3, 4, 5 và 6 không thực hiện điều chỉnh bít thì thông tin bị mất khá nhiều và giảm dần theo chiều tăng của vị trí giấu. Các chế độ giấu thấp hơn thông tin gần như bị mất hoàn toàn.

Thực hiện tấn công tệp WAVE chứa thông tin mật bằng hình thức thêm nhiễu hiss với công thức “wave(n) + (rand(2*y)-y)” với y = 0.001.

Bảng 5.5. Bảng số bít lỗi khi trích xuất thông tin sau khi tấn công bằng thêm nhiễu hiss y = 0.001

STT Chế độ giấu Điều chỉnh bít Số bít lỗi Tỷ lệ lỗi

1 Bít 0 Không xác định 130735/263416 49.63%

2 Bít 1 Không xác định 129780/263416 49.27%

3 Bít 2 Có 128953/263416 48.95% 4 Bít 2 Không 128947/263416 48.95% 5 Bít 3 Có 128646/263416 48.84% 6 Bít 3 Không 129383/263416 49.12% 7 Bít 4 Có 128126/263416 48.64% 8 Bít 4 Không 128689/263416 48.85% 9 Bít 5 Có 134334/263416 51.0% 10 Bít 5 Không 133910/263416 50.84% 11 Bít 6 Có 6184/263416 2.35% 12 Bít 6 Không 36274/263416 13.77%

Với mức độ thêm nhiễu hiss với giá trị y = 0.001 được thử nghiệm nhiều lần trên cùng đối tượng nhúng cũng như cùng thông tin mật. Mức độ tác động của tấn công này cao hơn so với thử nghiệm đầu 100 lần. Dựa vào bảng trên cho thấy chỉ có các tệp WAVE giấu thông tin mật bằng phương pháp LSB cải tiến có điều chỉnh bít ở chế độ giấu 6 là khá bền vững trước mức độ tấn công này. Với chế độ 6 không thực hiện điều chỉnh bít thì thông tin gần như bị mất khá nhiều. Các chế độ giấu thấp hơn thông tin gần như bị mất hoàn toàn.

Thử nghiệm chỉ dừng lại ở mức độ này, vì trên phổ âm đã xuất hiện nhiễu có thể nhìn bằng mắt một cách dễ dàng, khi nghe cũng đã cảm nhận được tín hiệu nhiễu hiss.

CHƯƠNG 6 HƯỚNG DẪN CÀI ĐẶT VÀ SỬ DỤNG 6.1. Hướng dẫn cài đặt

Do chương trình được phát triển bằng công nghệ Java sử dụng cộng cụ lập trình NetBean IDE 6.9.1 nên đặc điểm của chương trình là có thể chạy ở mọi nơi. Chỉ cần thực hiện cài đặt máy ảo Java (Java Virtual Machine) là có thể chạy được chương trình.

Hoặc là cài đặt các gói JRE (Java Runtime Environment) trên hệ thống để có thể chạy được các ứng dụng Java và applets. Để phát trển các ứng dụng Java và applets cần cài đặt bộ công cụ JDK (Java Development Toolkit), bên trong bộ công cụ này bao gồm các gói JRE.

6.2. Hướng dẫn sử dụng

Chương trình thực hiện ẩn giấu thông tin bằng phương pháp LSB cải tiến có giao diện trực quan, thân thiện và dễ dàng sử dụng như 1, 2, 3.

Thực hiện khởi động chương trình, có thể sử dụng mục menu chính với các chức năng nhập thông tin, thực hiện xử lý hoặc sử dụng các nút bấm có trên giao diện chính để thực hiện chức năng tương mà người dùng mong muốn.

Người dùng nhập đường dẫn tới thư mục chứa tệp tin WAVE chứa vào trong hộp nhập văn bản ở mục “Chọn tệp tin WAVE gốc” hoặc chọn chứ năng tương ứng trong menu chính hoặc nhấp chuột vào nút chọn ngay bên cạnh hộp nhập. Nếu quá trình đọc tệp tin thành công sẽ hiện ra nội dung của tệp tin hoặc báo lỗi nếu quá trình này không thành công. Lúc này hãy thử nhập lại tệp tin WAVE khác hoặc kiểm tra chắc chắn lại đường dẫn có đúng không.

Với các tệp tin khác như tệp WAVE chứa thông tin mật, tệp tin khoá và tệp tin mật cũng được nhập tương tự, có thể sử dụng các phím tắt được liệt kê trong mục menu chính để tăng tốc độ thao tác.

Nhập mật khẩu vào ô nhập mật khẩu và ô nhập lại mật khẩu, lưu ý là hai mật khẩu này phải giống nhau. Thực hiện tính toán khoá nếu như đã nhập đầy đủ thông tin về tệp WAVE gốc, tệp tin khoá và hai mật khẩu. Nếu các thông tin đã nhập được chấp nhận, quá trình tính khoá được thực hiện, nếu không đưa ra thông báo với thông tin không hợp lệ. Sau khi tính toán khoá, chương trình sẽ thông báo cho biết độ dài tối đa của thông tin mật nhập vào là bao nhiêu.

Nếu thực hiện quá trình nhúng thông tin mật cần nhập thông tin mật vào ô văn bản thông tin mật hoặc nhập đường dẫn tới nơi chứa tệp thông tin mật để chương trình tiến hành đọc. Cuối cùng nhấn phím “F3” hoặc nhấp chuột vào nút “Giấu Tin” để thực hiện giấu tin, quá trình hoàn tất sẽ hiện ra thông báo. Có thể nhấp “F5” để xem biểu đồ đánh giá SNR.

Nếu thực hiện quá trình trích xuất thông tin cần nhập tệp WAVE chứa thông tin mật trước khi thực hiện trích xuất, nhấn “F4” để trích xuất thông tin mật từ tệp WAVE chứa thông tin mật. Có thể chỉnh sửa sao chép thông tin mật trực tiếp trên chương trình hoặc chọn lưu ra tệp tin văn bản.

LỜI KẾT

Trước hết, em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới thầy giáo hướng dẫn Thạc Sĩ Nguyễn Đức Tuấn. Trong suốt thời gian em thực hiện đồ án, thầy đã hết lòng quan tâm, tận tình chỉ bảo cũng như hướng dẫn những thuật toán quan trọng sử dụng trong chương, cung cấp các tài liệu cần thiết để em có thể hoàn thành được đề tài đặt ra. Em cũng cảm ơn các thầy cô trong khoa Công Nghệ Thông Tin – Viện Đại Học Mở Hà Nội đã dìu dắt, chỉ bảo cũng như truyền đạt những kiến thức quý báu giúp em hoàn thiện hơn trên con đường học tập trong suốt quá trình học tập tại khoa. Cuối cùng là lời cảm ơn tới những người bạn cùng lớp, cùng khoá, cùng khoa đã cùng nhau sống và học tập trong môi trường công nghệ năng động, dìu dắt nhau trong học tập cũng như trong cuộc sống.

Ba tháng cũng không phải là một khoảng thời gian dài cho một đồ án mang tính nghiên cứu về một hướng công nghệ mới. Trong suốt khoảng thời gian này, em đã nghiên cứu khá nhiều tài liệu về các kỹ thuật ẩn giấu thông tin, đặc biệt là ẩn giấu thông tin bằng phương pháp LSB truyền thống. Từ đó em tiến hành nghiên cứu và có thể nói là hoàn thành được chương trình ẩn giấu thông tin bằng phương pháp LSB cải tiến dựa trên cơ sở lý thuyết cũng như các phân tích đánh giá về giải thuật. Chương trình được xây dựng bám sát vào nội dung phân tích trong báo cáo và đã hoạt động tốt chức năng ẩn giấu và trích xuất thông tin từ đối tượng âm thanh kỹ thuật số WAVE dạng chuẩn không nén. Việc tác động lên tín hiệu gốc là khá nhỏ, không gây nên sự cảm nhận bất thường đối với tệp tin chứa thông tin mật. Bên cạnh đó còn có thể chống lại tác nhân tác động từ bên ngoài như là tăng giảm giá trị biên độ trên các mẫu dữ liệu ở mức khá cao.

Tuy nhiên vẫn còn có nhiều mặt hạn chế, đó là đối tượng chứa thông tin mật chưa thực sự có thể chống lại một số các tác động chỉnh sửa khác cũng như các thuật toán nén dữ liệu. Định hướng của chương trình là có thể thực hiện ẩn

giấu thông tin trên các định dạng âm thanh khác cũng như có thể chống lại được hầu hết các tác động từ bên ngoài vào đối tượng chứa thông tin mật, có thể bảo toàn được thông tin.

Do còn hạn chế về kiến thức, thời gian và kinh nghiệm, đề tài chắc chắn không tránh khỏi những thiếu sót. Em hi vọng trong thời gian tới sẽ nhận được nhiều ý kiến đóng góp của thầy cô cũng như các bạn sinh viên quan tâm tới lĩnh vực này, để em có thể phát triển chương trình một cách tốt hơn. Em xin chân thành cảm ơn. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});

DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1] Dương Thăng Long - Lê Hữu Dũng - Nguyễn Đức Tuấn - Nguyễn Thành Huy, Lập trình Java, Khoa Công Nghệ Tin Học – Viện Đại Học Mở Hà Nội.

[2] David J M Robinson, The Human Auditory System.

[3] Fabien A. P. Petitcolas – Ross J. Anderson and Markus G. Kuhn, “Information Hiding – A Survey”, Processdings of the IEEE, special issue on protection of multimedia content: 1062-1078, July 1999.

[4] Jordi Herrera – Joancomartí, Information Hiding and Steganography,

15/05/2007.

[5] Lưu Khoa – Lê Thị Hoàng Ngân, Ẩn dữ liệu trên âm thanh số, Khoa Công Nghệ Thông Tin – Trường Đại Học Khoa Học Tự Nhiên Thành Phố Hồ Chí Minh, 7/2005.

[6] Poulami Dutta – Debnath Bhattacharyya – Tai-hoon Kim, “Data Hiding in Audio Signal: A Review”, International Journal of Database Theory and

Applications Vol.2 – No.2, June 2009.