Các công nghệ mờ khác nhau có thể được sử dụng để nhúng thông tin ẩn vào bản đồ kỹ thuật số để chỉ ra tác giả và xác thực tính toàn vẹn của nội dung.. Do đó, một hình mờ mong manh khai t
Trang 1HỌC VIỆN KỸ THUẬT MẬT MÃ
KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN
BÁO CÁO MÔN HỌC
Đề tài 7:
SƠ ĐỒ ĐÁNH DẤU KỸ THUẬT SỐ MỚI VỀ XÁC
THỰC NỘI DUNG CỦA BẢN ĐỒ VECTƠ
Sinh viên thực hiện: Chu Ngọc Thủy AT150355
Tạ Ngọc Tuệ AT150361 Đào Thị Trang AT150459 Phạm Thị Diễm Trinh AT150357 Nguyễn Trịnh Thanh Cường AT150407 Nhóm 11
Giảng viên: Hoàng Thu Phương
Trang 2Hà Nội, 2-2022
Trang 3MỤC LỤC
CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU 2
CHƯƠNG 2 CÔNG VIỆC LIÊN QUAN 4
CHƯƠNG 3 SƠ ĐỒ ẨN DỮ LIỆU KHẢ NGHỊCH 6
CHƯƠNG 4 THỜI ĐẠI HÌNH MỜ XÁC THỰC 8
CHƯƠNG 5 XÁC MINH HÌNH MỜ 9
CHƯƠNG 6 KẾT LUẬN 11
Trang 4CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU
Giao tiếp máy tính và phát triển Internet gây khó khăn cho việc bảo vệ các phương tiện truyền thông kỹ thuật số như bảo vệ bản quyền, ẩn truyền thông, xác thực
dữ liệu, truy tìm dữ liệu (fingerprinter), v.v Watermarking đã được giới thiệu như một giải pháp khả thi cho những vấn đề này Trong mờ dữ liệu bìa có thể là bất kỳ loại dữ liệu kỹ thuật số nào, ví dụ: hình ảnh kỹ thuật số, âm thanh, video, văn bản, mã vạch,
mô hình 3D, dữ liệu CAD, dữ liệu vector 2D, sản phẩm mềm, VLSI, v.v Trong số các loại dữ liệu này, dữ liệu đa phương tiện khác nhau như hình ảnh kỹ thuật số, âm thanh, video và mô hình 3D đã được quan tâm nhiều hơn các loại dữ liệu khác
Bài báo này tập trung vào việc làm mờ bản đồ vector kỹ thuật số 2D, được coi
là một phần có giá trị của Hệ thống thông tin địa lý (GIS) Bản đồ vector 2D đã được
sử dụng mạnh mẽ trong nhiều ứng dụng quân sự và dân sự Mặc dù việc mua lại các
dữ liệu không gian địa lý vector này là một quá trình chi phí cao, các công cụ và thiết
bị có sẵn trực tuyến, làm cho quá trình sửa đổi độc hại những dữ liệu có giá trị này, một công việc dễ dàng Các công cụ xác minh và đảm bảo tính toàn vẹn của nội dung bản đồ vector 2D là cần thiết Tính toàn vẹn của bản đồ vector 2D đề cập đến tính xác thực của dữ liệu bản đồ vector 2D, nghĩa là dữ liệu bản đồ vector 2D đã bị thao túng với dữ liệu chung hay độc hại Các công nghệ mờ khác nhau có thể được sử dụng để nhúng thông tin ẩn vào bản đồ kỹ thuật số để chỉ ra tác giả và xác thực tính toàn vẹn của nội dung Trong hình mờ có thể đảo ngược, trích xuất đầy đủ thông tin nhúng cùng với việc khôi phục hoàn toàn biểu mẫu ban đầu có sẵn Hình mờ mỏng manh chủ yếu được sử dụng để bảo vệ nội dung tính toàn vẹn và xác thực của dữ liệu Sau khi giả mạo với bất kỳ loại sửa đổi nào, hình mờ bị hỏng Do đó, một hình mờ mong manh khai thác các sơ đồ mờ có thể đảo ngược để nhúng dữ liệu xác thực không chỉ xác định
vị trí các cuộc tấn công độc hại mà còn khôi phục nội dung gốc Do đó, tính toàn vẹn
và tính xác thực của bản đồ vector 2D có thể được đảm bảo thông qua việc sử dụng các kỹ thuật mờ dễ vỡ Watermarking đã được sử dụng để bảo vệ bản quyền và phát hiện giả mạo trong bản đồ vector 2D Watermarking ngụ ý rằng nội dung bị bóp méo một cách không thể đảo ngược; Bản chất của bản đồ vector không mong muốn những sửa đổi như vậy Do đó, các sơ đồ mờ dễ vỡ có thể đảo ngược là rất cần thiết
Trang 5Trong khi nhiều nghiên cứu đã được thực hiện trên hình mờ dễ vỡ có thể đảo ngược cho các loại kỹ thuật số khác nhau; các nghiên cứu nhỏ đã được thực hiện trên bản đồ vector 2D Theo hiểu biết tốt nhất của chúng tôi, không có nghiên cứu nào được đề xuất cho cuộc tấn công phóng to bản đồ trong bản đồ vector 2D Phóng to bản đồ đề cập đến việc thay đổi kích thước của bản đồ trong tất cả các trục, trục thay đổi sẽ thay đổi khoảng cách giữa các điểm bản đồ vector, thay đổi này có thể tăng lên tức là phóng to hoặc giảm thu phóng Bài báo này sẽ áp dụng kỹ thuật được trình bày bởi [3, 4] để bao gồm việc nhúng và trích xuất hình mờ và sẽ giải quyết vấn đề phóng to bản đồ cho bản đồ vector 2D
Trang 6CHƯƠNG 2 CÔNG VIỆC LIÊN QUAN
Đề xuất một phương án đánh dấu hình ảnh kết hợp mới, an toàn và mạnh mẽ dựa trên IWT và SVD Đề án này sử dụng các đặc tính của các biến đổi IWT và SVD
để đạt được các yêu cầu về watermarking Những đặc tính này bao gồm tính ổn định tốt của SVD và khả năng bảo tồn đường thủy nội địa hoàn hảo tái cấu trúc, trong đó số nguyên được ánh xạ thành số nguyên Ngoài vấn đề mù, bảo mật được cải thiện và được đảm bảo bằng cách đưa vào cơ chế xác thực chữ ký số Xác thực chữ ký điện tử
cơ chế giúp giải quyết vấn đề dương tính giả, một trong những vấn đề quan trọng trong vùng thủy vân [MK2014] Bản đồ vector 2-D là dữ liệu rất quan trọng trong lĩnh vực
đo đạc và bản đồ Nó được coi là nội dung cần khẩn cấp xác minh tính toàn vẹn và tính xác thực Sử dụng một kỹ thuật đánh dấu mới và một phương pháp ẩn dữ liệu có thể đảo ngược, lược đồ này phát hiện và định vị các cuộc tấn công độc hại với độ chính xác cao mà vẫn đảm bảo khôi phục chính xác nội dung ban đầu
Đề án trình bày một thuật toán đánh dấu đồ họa vector 2D dựa trên đường bao
cơ bản Điều này thuật toán bằng cách giảm các thay đổi của thông tin nội dung chính
và loại bỏ phần cơ sở đã trích xuất đường viền trong miền chuyển đổi nhúng các hình
mờ, để đạt được hình mờ mạnh mẽ hơn hiệu ứng nhúng Kỹ thuật số watermarking đã được sử dụng trong một thời gian dài trong các phương tiện kỹ thuật số, chẳng hạn như thông tin được sử dụng trong hệ thống thông tin địa lý (GIS) và bản đồ vectơ kỹ thuật số, để xác thực và truy tìm Công trình này đề xuất một thuật toán đánh dấu nước
kỹ thuật số cho bản đồ vectơ, dựa trên cấu hình dữ liệu của bản đồ vectơ, kết hợp với
lý thuyết sửa lỗi trong lĩnh vực truyền thông kỹ thuật số Lý thuyết kết quả phân tích
và thử nghiệm cho thấy rằng thuật toán làm cho việc tạo watermarking được nhúng gây ra mất sự biến dạng, và nó có thể chống lại một số thao tác thông thường Trong
số các lĩnh vực nghiên cứu mới được khám phá của kỹ thuật số watermarking, các loại công nghệ nhúng dữ liệu khác nhau cho đồ họa vector đã thu hút nhiều hơn và quan tâm hơn nữa Các tính năng của đồ họa vector trên biểu thức và sử dụng dữ liệu đã được phân tích Những yêu cầu của watermarking đã được thảo luận Thuật toán đánh dấu kỹ thuật số bao gồm ba phần: hình mờ thuật toán nhúng, thuật toán trích xuất hình
mờ và thuật toán phát hiện hình mờ Điều này bài báo cáo đề xuất cách đánh dấu kỹ thuật số cho bản đồ vectơ, một số chuỗi ký tự quan trọng có thể được nhúng vào bản
Trang 7đồ vector Phân tích lý thuyết và các kết quả thực nghiệm cho thấy rằng, việc nhúng chìm Watermarking ít gây ra biến dạng và nó có thể chống lại một số thao tác thông thường, chẳng hạn như dịch, xoay, chia tỷ lệ, đỉnh các cuộc tấn công chèn/ loại bỏ và sửa đổi cục bộ,
cụ thể là, nó có độ mạnh hoàn hảo Trực quan hình mờ dễ nhận biết có thể thêm thông tin bổ sung như tính toàn vẹn và xác thực, trong khi hình mờ mù làm không cần dữ liệu gốc được công bố để phát hiện Tác phẩm này trình bày một phiên bản nửa mù của RAW Vec, tức là một phương pháp sử dụng bản đồ vectơ ban đầu trong quá trình phát hiện mà không tiết lộ
nó, nhưng duy trì hình mờ dưới dạng hình ảnh raster
Một lược đồ đánh dấu nước vô hình dựa trên các đường đa giác và đa giác để bảo vệ bản quyền của một Bản đồ số GIS Lược đồ nhóm tất cả các đa giác và đa giác trong các lớp đối tượng của bản đồ trên cơ sở độ dài đa giác và diện tích đa giác Và sau đó, một hình mờ được nhúng vào dữ liệu vectơ GIS trên cơ sở phân bố độ dài đa giác và diện tích đa giác trong mỗi nhóm bằng cách di chuyển tất cả các đỉnh trong đa giác và đa giác trong một dung sai được chỉ định Kết quả thử nghiệm xác nhận rằng chương trình chống lại các cuộc tấn công hình học, chẳng hạn như chuyển đổi xoay, chia tỷ lệ và dịch (RST), thêm dữ liệu, cắt xén, các cuộc tấn công phá vỡ và lọc, cũng như các cuộc tấn công lớp với sự sắp xếp lại
và cắt xén, khi so sánh với các chương trình thông thường Bài báo nghiên cứu này giới thiệu một nguyên mẫu cho Hệ thống xác thực hình ảnh kỹ thuật số (DIAS) Hệ thống này có thể thực hiện đánh dấu nước hiển thị và không nhìn thấy trên hình ảnh DIAS có thể áp dụng cho màu và hình ảnh màu xám Hình ảnh đầu vào có thể có kích thước bất kỳ và kích thước hình ảnh thu được sẽ giống như hình ảnh đầu vào DIAS xác định quyền sở hữu hình ảnh kỹ thuật số bằng cách sử dụng Digital Watermarking
Khái niệm kỹ thuật số watermarking được sử dụng để ẩn và phát hiện thông tin từ hình ảnh Đó là cách tốt nhất để bảo vệ bản quyền của người dùng Bằng cách sử dụng watermarking kỹ thuật số, người dùng có thể đổ lỗi cho faker về quyền sở hữu Đây được gọi là hệ thống xác thực để xác định quyền sở hữu Mối quan tâm chính của kỹ thuật số watermarking là để chứng minh quyền sở hữu cũng như bảo vệ thông tin nhúng Bài báo cáo này cung cấp tổng quan ngắn gọn về các kỹ thuật khắc chìm âm thanh hiện có, các ứng dụng của chúng và triển vọng tương lai của kỹ thuật số vân nước
Trang 8CHƯƠNG 3 SƠ ĐỒ ẨN DỮ LIỆU KHẢ NGHỊCH
Các tính năng của bản đồ vectơ đầu tiên được chia thành các khối; mỗi khối này chứa cùng một khu vực Giả sử X = xi i ∈ 1, n là danh sách tọa độ x gồm n phần tử, xst
là điểm đầu của tọa độ X và xfi là điểm cuối của tọa độ X Độ dài của mỗi đoạn lt được tính bằng
𝒍𝒕 = (𝒙𝒇𝒊 − 𝒙𝐬𝐭) /𝑫 x (1)
Khi đó khoảng cách giữa xst và xfi được chia thành Dx Dx ≥ 2 đoạn bằng nhau Sau đó, vị trí của hai tọa độ xmax và xmin được tính trên mỗi đoạn Dxi; và i = 1, 2, …, Dx
− 1, trong đó xmax và xmin là tọa độ cực đại và cực tiểu của Dxi, và một khoảng aDxi (xmin,
xmax) được hình thành cho mỗi đoạn Dxi Khi đó ADx được định nghĩa là
A𝐃𝐱 = {𝐚𝐃𝐱𝐢 | 𝐢 ∈ [𝟏, 𝐃𝐱−𝟏 ]} (2)
A Dx đại diện cho tất cả xmax và xmin được tính toán cho các đoạn Dx
Sau đó, 𝐀𝐃𝐱 = {(xDx1
min , 𝐱Dx1
max), (xDx 2
min , 𝐱Dx 2
max), … , (xDxi−1
min , 𝐱Dxi−1
max )}; 𝐱i−1
max ≤
𝐱 i
min
Tương tự, các phép tính tương tự sẽ được thực hiện đối với các tọa độ Y để tạo ra khoảng 𝐚𝐃𝐲𝐢 (𝐲𝐦𝐢𝐧, 𝐲𝐦𝐚𝐱) cho mỗi đoạn Dyi Sau đó, ADy được định nghĩa là
A Dy={a Dyi∨iϵ¿y-1 ]}
A Dy đại diện cho tất cả các phân đoạn 𝑦𝑚𝑎𝑥 và 𝑦𝑚𝑖𝑛 được tính toán cho 𝐷𝑦
Sau đó, A Dy = {(yDy 1
min , yDy 1
max), (yDy 2
min , yDy 2
max), … , (yDyi−1
min , yDyi−1
max )}
Tiếp theo, xác định vectơ Afr bằng các phương trình sau:
Trang 9Vectơ Afr đại diện cho các khu vực được tính toán cho tất cả các đoạn Dx trong một đối tượng địa lý Trong hình 1 sau đây, một ví dụ về các khu vực cho Dx phân đoạn cho một đối tượng vào nhóm Bước cuối cùng sẽ tính toán Afr cho các đối tượng còn lại trong nhóm,
Afr thu được sẽ được nhóm lại trong một vectơ có tên là Agr
A gr = {A frj | j ∈ [1,N], trong đó N là số đối tượng trong một nhóm.
Trang 10CHƯƠNG 4 THỜI ĐẠI HÌNH MỜ XÁC THỰC
Đối với các loại khối khác nhau, các giá trị khác nhau sẽ được tính toán, các giá trị được tính toán này cho mỗi khối sẽ được gọi Giả sử hình mờ xác
thực được tạo được đưa ra bởi bất kỳ khối
(8) Trường hợp I(.) là phương pháp để có được dữ liệu không gian và dữ liệu phân
bổ của tất cả các tính năng trong , k là một khóa riêng để tạo ra một số ngẫu nhiên cho đầu vào của hash(.), biểu thị chỉ mục bản đồ vector, là một vector đại
diện cho các khu vực được tính toán của các tính năng trong nhóm chứa trong khối , hash(.) đại diện cho một phương pháp băm mật mã hiện có, L là chiều dài của các bit
mờ được tạo ra blockhash(R1,L,K), blockhash(R2,L,K) là các hàm trả về các bit L từ
chuỗi R1,R2 một cách ngẫu nhiên dưới sự kiểm soát của khóa riêng K , và chuỗi bit
có độ dài L là hình mờ được tạo ra Hình mờ
được tạo ra bởi các phương trình (6), (7) và (8) Sau đó sẽ được nhúng vào khối vào bản đồ vector bằng cách sử dụng Wang et.al method (REF) Việc bổ sung dấu nước sẽ tạo ra một vector khối mới ’
Trang 11CHƯƠNG 5 XÁC MINH HÌNH MỜ
Các bước sau đây cho biết cách xác minh tính toàn vẹn của từng khối và khôi phục kích thước ban đầu của nó Thứ nhất, các tính năng của bản đồ vectơ nhúng M ' sẽ được chia thành các khối không chồng lên nhau Sau đó, giải nén hình mờ W ' isử dụng phương pháp đánh dấu nước có thể đảo ngược của Wang và cộng sự Sau đó, một hình mờ có nguồn gốc
từ nội dung với chức năng tạo hình mờ W i Một khối bị giả mạo có thể được phát hiện bởi sự không khớp giữa W ' i và W i Một khối được coi là xác thực nếu hai hình mờ bằng nhau, nếu không, nó được coi là giả mạo (sửa đổi nội dung hoặc phóng to bản đồ (vào/ra)
Đối với các khối bị giả mạo, hãy xem xét 32 bit cuối cùng của hình mờ W i có nguồn gốc được gọi là H i s và 32 bit cuối cùng của hình mờ Wi được trích xuất và sẽ được gọi là H i s '
Bước tiếp theo là so khớp giữa H i svà H i s '; sự không khớp cho biết một sửa đổi phóng to/thu nhỏ đã được thực hiện, nếu không thì chỉ có nội dung giả mạo; đối với nội dung bị giả mạo, Wang et.al sẽ được áp dụng
Trong trường hợp phóng to/thu nhỏ,phương trình (7) sẽ được sử dụng với xin chào S
và chào S' để lấy A gr(Bi) và A ' gr(Bi) A ' gr(Bi) có nguồn gốc bao gồm tất cả các tính năng trong một khối mờ, A ' gr = {A ' frj | 𝐣 ∈ [𝟏, 𝐍]} Đối với tất cả các giá trị j, hãy so sánh A ' frj
với A frj để xác định j tính năng đã được đã phóng to
1 A frj −A ' frj = 0, không thu phóng
2 A frj −A ' frj> 0, 𝑧𝑜𝑜𝑚 𝑜𝑢𝑡 (9)
3 A frj −A ' frj < 0, 𝑧𝑜𝑜𝑚 𝑖𝑛
Để xác định vị trí của đoạn đã sửa đổi, hãy sử dụng phương trình 4 để tính A ' frj, so sánh với A frj sẽ xác định được vị trí của D xi như thể hiện trong Hình 2 Bước cuối cùng sau khi định vị đoạn đã sửa đổi là chỉ định phần trăm thu phóng S, được đưa ra bởi
S = A ' frj
A frj × 100% (10)
Trang 12Hình: Xác minh hình mờ
Trang 13CHƯƠNG 6 KẾT LUẬN
Bản đồ vector kỹ thuật số 2D, được coi là một phần có giá trị của hệ thống thông tin địa lý (GIS), đã được sử dụng rộng rãi trong nhiều ứng dụng quân sự và dân sự Mặc dù việc mua lại những dữ liệu không gian địa lý vectơ là một quy trình có chi phí cao, các công cụ
và thiết bị có sẵn trực tuyến, làm cho quá trình sửa đổi ác ý những dữ liệu có giá trị này, đó
là một công việc dễ dàng Bảo vệ các nguồn tài nguyên quý giá này là điều bắt buộc Các cách tiếp cận được đề xuất đã trình bày một mô hình xác thực có thể phát hiện bất kỳ hoạt động phóng to/thu nhỏ độc hại nào và chỉ định tỷ lệ phần trăm thu phóng cho bản đồ vector
kỹ thuật số 2D