6. Ý nghĩa khoa học của đề tài
2.1.1.4 Các kỹ thuật trải phổ trong truyền thông
Một điều hết sức kỳ diệu của tƣ duy đã đƣợc ứng dụng trong kỹ thuật nhúng tin. Chúng ta đã biết nhúng tin là kỹ thuật nhúng một lƣợng thông tin số nào đó vào trong một đối tƣợng thông tin số khác. Và những ngƣời nghiên cứu đã liên tƣởng ngay đến một kỹ thuật trong truyền thông cũng có những thao tác tƣơng tự và ngƣời ta đã áp dụng thành công ý tƣởng đó. Kỹ thuật trải phổ trong truyền thông (spread-spectrum communication) có thể đƣợc mô tả một cách sơ lƣợc nhƣ sau:
Từ một máy phát A muốn truyền một thông tin M trên một kênh truyền đến máy thu B, ngƣời ta chia thông tin M ra thành n gói thông tin nhỏ
{s1,s2,…sn}, trƣớc khi đƣa lên kênh truyền dẫn mỗi gói tin nhỏ si đƣợc trải
phổ bằng một mã trải phổ giả nhiễu. Mã trải phổ giả nhiễu này phải đƣợc xác định và cung cấp cho bên thu để bên thu nén phổ để lấy tin ra. Kết quả của việc trải phổ là phổ của tín hiệu đƣợc trải rộng ra gấp hàng trăm lần so với ban đầu và mật độ năng lƣợng phổ cũng thấp xuống làm cho giống nhiễu. Công việc này có một số ích lợi sau đây:
-Thứ nhất, thông tin thƣờng có giải tần thấp dễ bị giao thoa với sóng khác.
-Thứ hai, đảm bảo độ an toàn truyền tin tránh bị các máy thu khác không chủ đích thu đƣợc tín hiệu.
-Thứ ba, trải phổ có tác dụng nhiều ngƣời dùng chung một giải băng tần.
Đến đầu thu, nhờ có mã giả nhiễu, máy thu sẽ thực hiện việc đồng bộ hóa. Việc đồng bộ hóa bao gồm hai giai đoạn đó là giai đoạn bắt chuỗi và bám chuỗi để tìm ra đúng pha của mã trải phổ giả ngẫu nhiên. Sau khi tìm đƣợc đúng mã trải phổ giả ngẫu nhiên thì thực hiện công việc nén phổ để thu đƣợc gói thông tin ban đầu. Các gói thông tin lại đƣợc kết hợp với nhau để thu đƣợc thông điệp M.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
Bây giờ ta hãy đặt bài toán nhúng tin dƣới góc nhìn của truyền thông. Các yêu cầu chung nhất đối với thủy vân số đó là thuộc tính ẩn và thuộc tính bến vững, nhƣng hai thuộc tính này nhƣ có một cái gì đó mâu thuẫn nhau. Thuộc tính ẩn có nghĩa là nói đến những tín hiệu thủy vân phải có năng lƣợng nhỏ để tránh đƣợc những tri giác bình thƣờng trong khi đó thuộc tính bền vững lại nói đên các tín hiệu phải đủ lớn để có thể phát hiện ra sự tồn tại của thủy vân và lấy ra đƣợc từ nguồn chứa. Dƣới những điều kiện này thì ban đầu lý thuyết truyền thông trải phổ (spread spectrum) là một cách thích hợp nhất cho thủy vân số vì nó sẽ trải rộng tín hiệu thủy vân với một biên độ thấp nhƣng băng thông đủ rộng để có thể nắm đƣợc năng lƣợng của các tín hiệu dành cho việc phát hiện thủy vân.
Ta có thể coi quá trình truyền đối tƣợng đã đƣợc nhúng thủy vân dƣới sự tác động của các tấn công bên ngoài cũng giống nhƣ truyền dữ liệu trong môi trƣờng không tin cậy. Tiến trình nhúng thủy vân cũng giống nhƣ tiến trình mã kênh (chanel coding). Giải mã để lấy thủy vân cũng giống nhƣ tiến trình xử lý ở bên nhận thông tin trong một phiên truyền thông.
Nhiều kỹ thuật và công cụ để nâng cao truyền thông cũng có thể đƣợc áp dụng để nâng cao độ bền vững của thủy vân. Sẽ rất thuận tiện nếu ta sử dụng những lý thuyết truyền thông để áp dụng cho thủy vân số. Mặc dù những lý thuyết này chủ yếu chỉ nhằm vào tính bền vững của thủy vân và nhƣ vậy nghĩa là không đầy đủ. Tuy nhiên, nó rất hữu ích trong việc thiết kế và đánh
giá thuật toán cho watermarking.
Các kỹ thuật nhúng thông tin vào ảnh số với ƣu điểm và hạn chế khác nhau, xong trong luận văn này ta không quan tâm tới các ƣu điểm và nhƣợc điểm của các kỹ thuật đó. Bởi vì một trong các kỹ thuật đó là một phần nguồn gốc hình thành ý tƣởng đề xuất một kỹ thuật nhúng tin vào cơ sở dữ liệu quan hệ, đó mới là mục đích chính cũa luận văn này. Và kỹ thuật là nguồn gốc cho ý tƣởng của tôi là kỹ thuật nhúng tin vào ảnh số đầu tiên tôi đề cập tới. Chính
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
là kỹ thuật “Nhúng tin bằng kỹ thuật thay thế bit có trọng số thấp nhất”. Khi tôi tìm hiểu đến kỹ thuật này để phục vụ cho mục đích tìm hiểu kỹ thuật nhúng tin vào trong cơ sở dữ liệu, một câu hỏi đặt ra cho tôi, và đây cũng là ý tƣởng nảy sinh, đó là: “Mình hãy tổ chức xắp sếp tất cả các giá trị trong cơ sở dữ liệu thành một ma trận nhƣ trong một bức ảnh vậy”. (Ta gọi ma trận này là ma trận hợp) Có điều các giá trị của trong ma trận đó không phải các giá trị nhị phân, mà chính là các giá trị từng trƣờng, của từng bản ghi của cơ sở dữ liệu. Và ta tiến hành nhúng thông tin vào ma trận hợp trên nhƣ nhúng vào trong một ma trận các điểm ảnh. Quá trình nhúng hoàn thành, ta lấy từng giá trị của ma trận hợp sau khi nhúng và cập nhập lại đúng vị trí của nó trong cơ sở dữ liệu. Kết quả ta đã có một cơ sở dữ liệu đƣợc nhúng thông tin.