K*= 3 x 5 = 15, K = K*+1 = 16
S = 51(Mod 16) = 3 (Mod 16) Vậy d = 3 là giá trị đã giấu.
( 1) (mod ) (mod ) ) , ( 1 1 K d K j n i j i F S m i n j
Chương 4
MỘT SỐ KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC
4.1. Chương trình thử nghiệm
Trong quá trình lựa chọn ngôn ngữ để viết chương trình thử nghiệm các nghiên cứu, em đã chọn ngôn ngữ C# vì đây là ngôn ngữ khá đơn giản, dễ sử dụng, và phù hợp với bản thân.
Hình 4.1.Màn hình giao diện chính Chương trình thử nghiệm gồm các chức năng:
Quá trình giấu tin mật
- Input:
o Mở file ảnh giấu tin
o Mở file dữ liệu chứa thông tin mật cần giấu
o Tạo khóa K ngẫu nhiên/ có thể lấy trong file đã tạo trước
o Chọn mặt phẳng bít cần giấu o Chọn màu cần giấu - Output: o Ảnh đã chứa tin mật - Các chức năng chính: o Giấu tin
o Ghi khóa mật, mặt phẳng bít đã chọn, mầu đã chọn.
Quá trình tách tin mật
- Input:
o Mở file ảnh giấu tin mật
o Mở file dữ liệu chứa khóa mật, màu, mặt phẳng bít - Output:
o tin mật
- Các chức năng chính:
o Giải tin
4.2. Hệ số đánh giá PSNR
PSNR (peak to noise ratio) thường dùng để đánh giá chất lượng ảnh sau
khi giấu tin. Hệ số PSNR được xác định như sau:
- Xác định hệ số MSE (mean squared error) cho hai ảnh có cùng kích thước mxn I và K: MSE = ∑ ∑ [ ( ) ( )] - Công thức tính hệ số PSNR: PSNR = 10.log10( ) = 20.log10( √ )
Trong đó, MAXI là giá trị lớn nhất mà giá trị của một điểm ảnh trong ảnh có thể nhận. Ví dụ, khi ảnh sử dụng 8 bits để biểu diễn một điểm ảnh thì giá trị MAXI = 255. Cụ thể MAXI = 2n – 1, trong đó n là số bits mỗi điểm ảnh. Giá trị của hệ số PSNR khi so sánh hai ảnh thường nằm trong khoảng từ 30 – 50dB, khi giá trị PSNR càng lớn thì hiệu quả giấu tin càng cao.
Khi hai ảnh không có sự khác biệt, giá trị các điểm ảnh hoàn toàn giống nhau thì giá trị của MSE = 0, do đó, hệ số PSNR không xác định.
Các thử nghiệm nhằm kiểm tra chất lượng ảnh môi trường sau khi giấu tin. Ảnh môi trường được sử dụng để giấu tin là các ảnh định dạng bitmap. Dữ liệu giấu vào được tạo ngẫu nhiên. Để kiểm tra chất lượng ảnh môi trường khi giấu thông tin, việc thử nghiệm được tiến hành với các lớp bit k = 0..7. Sự khác nhau của ảnh môi trường trước và sau khi giấu khó phân biệt được bằng mắt thường đối với các lớp mặt phẳng bít thấp 0 - 4. Để đánh giá chất lượng của ảnh môi trường sau khi nhúng dữ liệu, tác giả sử tính hệ số PSNR với ảnh
sau khi được giấu tin bằng thuật toán CPT cải tiến, và thuật toán CPT cải tiến nhưng có sử dụng kỹ thuật nâng cao tính bền vững.
Bảng kết quả thử nghiệm
Sử dụng ảnh đầu vào: ảnh Lena kích thước 255x255
Thông tin cần giấu: file text với nội dung chứa 1000 ký tự. Độ dài khóa: 25
= 32 bít.
Giấu thông tin vào một mầu, lần lượt thử nghiệm trên các mặt phẳng bít 0..7. Hệ số PSNR (dB) Mặt bít giấu tin 0 1 2 3 4 5 6 7 Giấu bình thường 62.29 56.28 50.27 44.17 38.24 32.98 25.99 19.88 Giấu cải tiến 62.29 58.28 53.66 47.97 42.30 36.90 30.92 26.51
Nhận xét:
Kết quả thử nghiệm cho thấy sự ảnh hưởng đến dữ liệu được giấu trong ảnh môi trường khi sử dụng phương pháp điều chỉnh theo khối được đề xuất thấp hơn so với không điều chỉnh theo khối. Mặt khác, các thử nghiệm cũng chứng tỏ tính hiệu quả của phương pháp được đề nghị về mức độ ảnh hưởng tới ảnh môi trường ngay cả khi dùng các bit cao (thậm chí tới bit thứ 7) để giấu tin. Việc giấu thông tin vào các bit cao của thành phần màu trong điểm ảnh rõ ràng là bền vững trước các phép xử lý ảnh. Bản thân sự giảm thiểu thay đổi dữ liệu ảnh môi trường của phương pháp được đề nghị cũng là yếu tố quan trọng làm tăng sự bền vững của thông tin được giấu vào.
0 10 20 30 40 50 60 70 1 2 3 4 5 6 7 8 H e so PSNR (d B ) Series1 Series2 Mặt phẳng bit
Giấu tin bình thường
KẾT LUẬN
Qua quá trình nghiên cứu luận văn đã đạt được một số kết quả chính sau đây:
- Hiểu được về ảnh số nói chung, hệ thống giấu tin trong ảnh số - Nghiên cứu, tìm hiểu một số kỹ thuật giấu tin trên ảnh nhị phân.
- Nghiên cứu áp dụng kỹ thuật giấu tin trên ảnh 24 bít màu, ảnh đa cấp xám.
- Đề xuất kỹ thuật thay đổi cột bít làm tăng cường tính bền vững của tin giấu, giảm thiểu sự thay đổi của ảnh trước và sau khi giấu tin. Kết quả thử nghiệm cho thấy sự ảnh hưởng đến dữ liệu được giấu trong ảnh môi trường khi sử dụng phương pháp điều chỉnh theo khối được đề xuất thấp hơn rất nhiều so với không điều chỉnh theo khối. Mặt khác, các thử nghiệm cũng chứng tỏ tính hiệu quả của phương được đề nghị về mức độ ảnh hưởng tới ảnh môi trường ngay cả khi dùng các bit cao (thậm chí tới bit thứ 7) để giấu tin.
- Đã xây dựng được chương trình thử nghiệm. Hướng phát triển:
Nghiên cứu các thuật toán giấu tin trên ảnh tăng cường tính bất biến đối với một số phép biến đổi ảnh.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
Tiếng Việt
[1] Phan Đình Diệu (2004), Lý thuyết mật mã và an toàn thông tin, NXB Đại học Quốc gia Hà Nội.
[2] Trần Quốc Dũng, Nguyễn Xuân Huy (2003), Giáo trình giấu tin và thủy
vân ảnh, Hà Nội.
[3] Tống Minh Đức, Đào Thanh Tĩnh (2008), Một cải tiến thuật toán giấu tin
trong ảnh nhị phân, Chuyên san các công trình NCKH Công nghệ thông tin
và Truyền thông, Bưu chính viễn thông, Số 20, tr. 43-48.
[4] Tống Minh Đức, Đào Thanh Tĩnh, Nguyễn Đức Tuấn, (2010), Lược đồ tăng cường tính bền vững của thông tin giấu trong ảnh, Tạp chí Khoa học kỹ
thuật, Học viện Kỹ thuật quân sự, Số 8.
[5] Lương Bá Mạnh, Nguyễn Thanh Thủy(1999), Nhập môn xử lý ảnh, NXB Khoa học và Kỹ thuật.
[6] Trịnh Nhật Tiến (2008), Giáo trình an toàn dữ liệu, Hà Nội, tr.110-132. [7] Đào Thanh Tĩnh, Nguyễn Đức Tuấn (2008), Một giải pháp nâng cao tính
bền vững của tin giấu trong dữ liệu âm thanh, Tạp chí Nghiên cứu Khoa học
kỹ thuật và Công nghệ quân sự, No. 24, tr. 44-49.
Tiếng Anh
[8] Anil K. Jain (1986), "Fundamentals of Digital Image Processing",
Prentice Hall, Englewood Cliffs, NJ 07632, pp 47-75.
[9] Fabien A. P. Petitcolas, Ross J. Anderson and Markus G. Kuhn (1999). “Information Hiding – A survey”, Proceedings of the IEEE, Vol. 87, No.7, p. 1062-1078.
[10] Fabien A. P. Petitcolas (1999), “Introduction to Information Hiding in Information techniques for Steganography and Digital Watermarking, S.C.
Katzenbeisser et al., Eds. Northwood, MA: Artec House, p. 1-11
[11] Johnson, N., Jajodia, S., (February 1998), "Exploring steganography:
seeing the unseen", IEEE Computer, vol. 31, no 2, pp 26-34.
[12] Johnson, N.F. and S. Jajodia (1998), "Steganalysis of Images Created Using Current SteganographySoftware", Lecture Notes in Computer Science,
[13] Lisa M.Marvel, Charles G. Boncelet, Charles T. Retter, "Spread
Spectrum Image Steganography", IEEE Transactions On Image, Vol.8, No.8.
1999
[14] Matteo Fortini (2000) “Steganography and Digital Watermarking: a
global view”.
[15] M.Y. WU and J.H. LEE (1998) “A Novel Data Embedding Method for
Two-Color Facsimile Images. In Proceedings of International Symposium on Multimedia Information Processing”, Chung-Li, Taiwan, R.O.C.
[16] R. B. Wolfgang and E. J. Delp (January 1999), “Fragile watermarking
using the VW2D watermark,” Proceedings of the SPIE/IS&T Conference on Security and Watermarking of Multimedia Contents, SPIE Vol. 3657, San
Jose, CA, pp 124 .
[17] R. Z. Wang, C. F. Lin and J. C. Lin (1998), "Image Hiding by LSB
Substitution and Genetic Algorithm", Proceedings of International
Symposium on Multimedia Information Processing, Chung-Li, Taiwan, R.O.C.
[18] Stefan Katzenbeisser, Fabien A. P. Petitcolas (2000), “Information Hiding Techniques for Steganography and Digital Watermarking”, ARTECH
HOUSE.
[19] W. Bender, D. Gruhl, N. Morimoto, A. Lu (2000), "Techniques for Data
Hiding" IBM Systems Journal,Vol. 35 Nos 31996, pp 20-30.
[20] Yu-Yuan Chen, Hsiang-Kuang Pan, and Yu-Chee Tseng (2000) “A
Secure Data Hiding Scheme for Two-Color Images”, Proceedings of the Fifth
IEEE Symposium on Computers and Communications (ISCC 2000), pp. 750-755.
[21] Yu-Chee TSeng and Hsiang-Kuang Pan (2001) “Secure and Invisible Data Hiding in 2- color images”