1. Trang chủ
  2. » Luận Văn - Báo Cáo

Luận văn Cải tiến thuật toán giấu dữ liệu trong ảnh

58 739 1
Tài liệu đã được kiểm tra trùng lặp

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

THÔNG TIN TÀI LIỆU

Thông tin cơ bản

Tiêu đề Luận văn Cải tiến thuật toán giấu dữ liệu trong ảnh
Tác giả Vũ Thị Dung
Trường học Trường Đại học Công Nghệ Thông Tin - Đại học Quốc Gia Hà Nội
Chuyên ngành Kỹ thuật phần mềm, Truyền thông và Mạng máy tính
Thể loại Luận văn
Thành phố Hà Nội
Định dạng
Số trang 58
Dung lượng 1 MB

Các công cụ chuyển đổi và chỉnh sửa cho tài liệu này

Nội dung

Khóa luận tốt nghiệp đại học về cải tiến thuật toán giấu tin trong văn bản để tăng độ bảo mật. Nội dung nghiên cứu Một số kĩ thuật giấu thông tin trong ảnh tĩnh. Mục tiêu nghiên cứu Cài đặt đúng thuật toán giấu thông tin dạng văn bản trong ảnh .BMP 24 bit dùng kĩ thuật LSB (Least Significant Bit) Test chương trình đúng trên các ví dụ. Đảm bảo thông tin, dữ liệu, hình ảnh sử dụng không bị biến dạng, tính bảo mật trên thực tế. Cải tiến kết hợp với thuật toán RSA tăng hiệu quả của bảo mật thông tin. Trình bày một số kĩ thuật khác với những thuật toán cụ thể. Phương pháp nghiên cứu. Tìm hiểu các tài liệu, công trình đã nghiên cứu về vấn đề liên quan trước đó của các nhà nghiên cứu. Tiến hành cài đặt và cải tiến dựa trên các thuật toán, kĩ thuật đã có. Để tăng dung lượng tin giấu, thay vì việc sử dụng thuật toán là giấu tin trong khối bit, ta có thể thay đổi trực tiếp giá trị các bit của ma trận F để giấu thông tin. Nhược điểm của giải pháp này là tính bảo mật của thuật toán chỉ còn phụ thuộc vào chiến lược trích các bit LSB. Tuy nhiên, có thể khắc phục nhược điểm này bằng cách mã hoá thông tin cần giấu bằng một hệ mật mã nào đó trước khi giấu.

Trang 1

MỤC LỤC

Mục Nội dung Trang

Mở đầu 1

Chương1 Tổng quan về luận văn 2 - 4 1.1 Đặt vấn đề 2

1.2 Giải quyết vấn đề 4

Chương 2 Một số kĩ thuật giấu dữ liệu trong ảnh tĩnh 5-16 2.1 Khái niệm 5

2.2 Các tính chất 8

2.3 Cấu trúc ảnh 10

2.4 Một số kĩ thuật giấu thông tin trong ảnh màu 14

2.5 Phân loại các kĩ thuật giấu tin 16

2.6 Một số ứng dụng của các kĩ thuật giấu dữ liệu trong ảnh 17

Chương 3 Một số thuật toán giấu dữ liệu trong ảnh tĩnh 20 - 39 3.1 Thuật toán giấu thông tin trong ảnh BMP 24 Bit sử dụng các bit LSB (Least Significant Bit) 20

3.2 Thuật toán nhúng thủy vân trên ảnh tĩnh 33

Chương 4 Chương trình giấu dữ liệu dạng văn bản trong ảnh tĩnh BMP 24 bit sử dụng kĩ thuật LSB và cải tiến 40 - 51 4.1 Cải tiến của thuật toán trong chương trình 40

4.2 Giao diện và các chức năng của chương trình 46

Kết luận 52

Tài liệu tham khảo 53

Trang 2

MỞ ĐẦU

Ngày nay, khi nhu cầu giao tiếp, truyền tải và trao đổi thông tin ngàycàng cao cùng với các sản phẩm vật chất, tinh thần tạo ra ngày càng nhiều thìvấn đề đáp ứng như cầu đó không chỉ cần nhanh, đầy đủ và chính xác Với sựphát triển của mạng Internet toàn cầu, thông tin và các tài liệu dưới nhiềudạng còn được truyền tải một cách tự do và đơn giản Đồng thời cũng dẫn đếnnhững hiện tượng lấy cắp, phá hoại thông tin, dữ liệu trở nên phổ biến và tinh

vi Vấn đề bảo vệ bản quyền và các thông tin mật trở nên quan trọng hơn hết

và luôn được đặt lên hàng đầu Hàng loạt các thuật toán mã hoá đã đượcnghiên cứu, cải tiến, đưa vào sử dụng trong thực tế và thu được các kết quảrất cao Tuy nhiên, nhược điểm lớn nhất của các tài liệu đã được mã hoá là dễgây sự chú ý và bị phát hiện là có giấu thông tin Chính vì thế, người ta thực

sự bắt tay vào nghiên cứu một lĩnh vực bảo mật mới: Giấu tin trong môitrường trực quan Khác với mã hóa bảo vệ tin mât, giấu tin không chỉ mã hoá

dữ liệu cần giấu mà còn đưa dữ liệu đó vào một môi trường nào đó mà khônglàm “biến dạng” hình ảnh trực quan của môi trường đó

Luận văn nghiên cứu “Một số kĩ thuật giấu dữ liệu trong ảnh tĩnh” làmột nghiên cứu trong lĩnh vực giấu thông tin, dữ liệu Luận văn trình bày một

số kĩ thuật giấu tin trong ảnh tĩnh và tiến hành cài đặt hoàn chỉnh một kĩ thuật

cụ thể có sự cải tiến

Sinh viên thực hiện

Vũ Thị Dung

Trang 3

Chương 1 TỔNG QUAN VỀ LUẬN VĂN 1.1 Đặt vấn đề

An toàn và bảo mật thông tin luôn là vấn đề được quan tâm hàng đầutrong mọi lĩnh vực Ngày nay, cùng với sự phát triển rất rộng rãi của Internetthì nhu cầu truyền tin qua mạng ngày càng lớn Tuy nhiên, với lượng tintruyền được qua mạng nhiều hơn thì nguy cơ dữ liệu bị truy nhập trái phépcũng tăng lên

Bên cạnh đó, việc nhận thực chữ kí, xác thực thông tin đã trở thành mộtvấn đề cực kì quan trọng khi mà việc ăn cắp thông tin hay xuyên tạc thông tinbởi các tin tặc đang trở thành một vấn nạn đối với bất kì quốc gia nào, tổ chứcnào Hơn nữa khi mà nhu cầu giao tiếp, trao đổi và quản lý của con ngườingày càng tăng cao, có rất nhiều loại thông tin quan trọng cần được bảo mậtnhư những thông tin về an ninh, thông tin về bảo hiểm hay các thông tin về tàichính các thông tin này được số hóa và lưu trữ trong hệ thống trên mạng.Chúng rất dễ bị lấy cắp và bị thay đổi bởi các phần mềm chuyên dụng Việcnhận thực cũng như phát hiện thông tin xuyên tạc đã trở nên vô cùng quantrọng và cấp thiết Gần đây báo chí đã đưa tin vụ việc ngày 11-9 gây chấnđộng nước Mĩ và toàn thế giới, chính tên trùm khủng bố quốc tế OsmaBinLaDen đã dùng cách thức giâu thông tin trong ảnh để liên lạc với đồngbọn, và hắn đã qua mặt được cục tình báo trung ương Mĩ CIA và các cơ quan

an ninh quốc tế Chắc chắn sau vụ việc này, thì nghiên cứu các vấn đề liênquan đến giấu thông tin trong ảnh sẽ rất được quan tâm

Trong một thời gian dài, nhiều phương pháp bảo mật thông tin đã đượcđưa ra, trong đó phương pháp dùng mật mã học được ứng dụng rộng rãi nhất.Hay để đảm bảo bí mật cho một thông điệp truyền đi người ta thường sử dụngphương thức truyền thông là mã hóa thông điệp theo một quy tắc náo đó đã

Trang 4

được thoả thuận trước giữa người gửi và người nhận Theo cách này cácthông tin cần bảo vệ sẽ được mã hóa thành các kí hiệu vô nghĩa, sau đó thôngtin sẽ được lấy lại thông qua việc giải mã nhờ khoá của các hệ mã Đã cónhiều hệ mã phức tạp được sử dụng như DES, RSA, NAPSACK…và thực tế

đã chứng minh được tính hiệu quả của chúng Tuy nhiên phương thức nàythường gây sự chú ý của đối phương về tầm quan trọng của thông điệp

Giấu thông tin (Data hiding) cũng là một phương pháp bảo mật thôngtin có tính hiệu quả và khả thi cao - đây là phương pháp mới được xem nhưmột công nghệ chìa khóa cho vấn đề bảo mật thông tin và bảo vệ bản quyền.Giấu thông tin là môt kĩ thuật giấu một lượng thông tin số vào đối tượng dữliệu số khác (đối tượng vỏ) và đảm bảo tính vô hình của thông tin được giấu.Như vậy ưu điểm của của phương pháp giấu tin so với phương pháp mã hóa

là khi nhìn vào đối tượng vỏ sẽ khó xác định được có thông tin giấu ở tronghay không

Giấu thông tin trong những bức ảnh cũng là phương pháp như vậy Cácnhà khoa học, các viện nghiên cứu vẫn không ngừng nghiên cứu những kĩthuật mới, đồng thời cải tiến những kĩ thuật, thành tựu đã đạt được để nângcao chất lượng an ninh và bảo mật thông tin Trong đó các kĩ thuật giấu thôngtin trong ảnh cũng được nghiên cứu ngày càng sâu rộng Bởi xuất phát từ mộthình thức truyền tin rất thông dụng của con người là gửi những bức ảnh,những tấm bưu thiếp tới người thân, bạn bè, đồng nghiệp vào những dịp đặcbiệt hay chỉ là những quà tặng thường nhật Hành động đó không có gì làkhác thường Vậy thì tại sao từ một phương tiện truyền tin phổ biến và thôngdụng như thế lại không tận dụng để truyền đi những thông tin mật tới nhữngđịa chỉ cần thiết, mà không gây sự nghi ngờ của những đối tượng không mongmuốn Và làm thế nào để thực hiện được điều đó một cách tốt nhất có thể?

Trang 5

Qua việc đọc các bài viết, các nghiên cứu của một số nhà khoa họctrong và ngoài nước về các kĩ thuật giấu thông tin trong ảnh tĩnh, tôi muốn cónhững hiểu biết sâu hơn, nên đã tiếp tục tìm hiểu và thực hiện thử nghiệm một

số kĩ thuật đó Luân văn này trình bày hiểu biết về một số kĩ thuật đó, đồngthời thực hiện cài đặt chương trình cụ thể và một vài cải tiến Đặc biệt đi sâuvào thuật toán giấu thông tin dạng văn bản trong ảnh BMP 24 bit dùng kĩthuật LSB (Least Significant Bit) và một số cải tiến kết hợp với kĩ thuật mãhoá thông tin, cụ thể là mã hoá RSA

1.2 Giải quyết vấn đề.

1.2.1 Nội dung nghiên cứu

Một số kĩ thuật giấu thông tin trong ảnh tĩnh

1.2.1 Mục tiêu nghiên cứu

- Cài đặt đúng thuật toán giấu thông tin dạng văn bản trong ảnh BMP

24 bit dùng kĩ thuật LSB (Least Significant Bit)

- Test chương trình đúng trên các ví dụ

- Đảm bảo thông tin, dữ liệu, hình ảnh sử dụng không bị biến dạng, tínhbảo mật trên thực tế

- Cải tiến kết hợp với thuật toán RSA tăng hiệu quả của bảo mật thôngtin

- Trình bày một số kĩ thuật khác với những thuật toán cụ thể

1.2.2 Phương pháp nghiên cứu.

- Tìm hiểu các tài liệu, công trình đã nghiên cứu về vấn đề liên quantrước đó của các nhà nghiên cứu

- Tiến hành cài đặt và cải tiến dựa trên các thuật toán, kĩ thuật đã có

Trang 6

Chương 2 MỘT SỐ KĨ THUẬT GIẤU DỮ LIỆU TRONG ẢNH TĨNH

2.1 Khái niệm

2.1.1 Khái niệm ảnh tĩnh và ảnh động

Ảnh tĩnh tồn tại trong một khung ảnh (frame)

Ảnh động là một xâu gồm nhiều ảnh tĩnh Bản chất của sự chuyển độngcủa một đối tượng trong xâu các frame ảnh liên tiếp đó là sự thay đổi vị trítương đối (tọa độ ngang và dọc) của nó trong từng frame

2.1.2 Khái niệm về giấu thông tin (Data Hiding)

Giấu thông tin (Data Hiding) là môt kĩ thuật giấu một lượng thông tin

số vào đối tượng dữ liệu số khác (đối tượng vỏ) và đảm bảo tính vô hình củathông tin được giấu

 Sự khác nhau giữa 2 phương pháp mã hóa thông tin và giấu thông tin.

- Với mã hóa thông tin: Giả sử ta có đối tượng cần bảo mật R (một vănbản, một tấm bản đồ hoặc một tệp âm thanh) Nếu dùng phương pháp mã hóa

để bảo mật R ta sẽ thu được bản mật mã của R là R’ Thông thường, R mangnhững giá trị vô nghĩa và chính điều này làm cho đối phương nghi ngờ và tìmmọi cách thám mã

- Với phương pháp giấu R vào một đối tượng khác, một bức ảnh Fchẳng hạn Ta sẽ thu được bức ảnh F’ hầu như không sai khác gì với F Sau

đó chỉ cần gửi ảnh F’ cho người nhận Để lấy ra bản tin R từ ảnh F’ ta khôngcần ảnh gốc F Xem như vậy, khi đối phương bắt được tấm ảnh F’ nếu đó làảnh lạ (ảnh cá nhân, ảnh phong cảnh của những nơi không nổi tiếng) thì khónảy sinh nghi ngờ về khả năng chứa tin mật trong F’

Trang 7

Như vậy sự khác biệt giữa mã hóa thông tin và giấu thông tin là ở mức

độ lộ liễu của đối tượng mang tin mật.

 Ưu điểm của của phương pháp giấu tin so với phương pháp mã hóa làkhi nhìn vào đối tượng vỏ sẽ khó xác định được có thông tin giấu ở trong haykhông

 Hướng kết hợp: Nếu ta phối hợp hai phương pháp trên thì mức độ lộ

liễu được giảm đến mức tối đa, đồng thời độ an toàn cũng được nâng cao.Chẳng hạn, ta có thể mã hoá R thành R’ sau đó mới giấu R’ vào ảnh F (ảnhgốc) để thu được ảnh F’ Để lấy lại R từ F’ ta phải qua 2 bước là lấy lại R’ từF’ sau đó từ R’ giải mã thu được R Tóm lại, giấu thông tin và hệ mã mật cóquan hệ mật thiết với nhau, có thể kết hợp để cùng xây dựng nên một hệthống an toàn và bảo mật thông tin

 Lịch sử phát triển của kĩ thuật giấu thông tin

Các phương pháp giấu tin đã có lịch sử rất lâu đời Ghi chép đầu tiên vềnghệ thuật giấu tin được sử gia Hy Lạp Herodotus ghi lại về việc: Khi bạochúa Hy Lạp Histiaeus bị vua Darius bắt giữ ơ Susa vào thế kỷ thứ năm trướcCông nguyên, ông ta đã gửi một thông báo bí mật cho con rể của mình làAristagoras ở Miletus Histiaeus đã cạo trọc đầu của một nô lệ tin cậy và xămmột thông báo trên da đầu của người nô lệ ấy Khi tóc của người nô lệ nàymọc đủ dài, anh ta được gửi tới Miletus Một câu chuyện khác cũng doHerodotus ghi lại: Một người Hy Lạp cần thông báo cho Sparta rằng Xerxesđịnh xâm chiếm Hy Lạp Để tránh bị phát hiện, anh ta đã bóc lớp sáp ra khỏicác viên thuốc và khắc thông báo lên bề mặt các viên thuốc này, sau đó bọclại các viên thuốc bằng một lớp sáp mới Những viên thuốc được để ngỏ vàlọt qua mọi sự kiểm tra một cách dễ dàng Mực không màu là phương tiệnhữu hiệu cho bảo mật thông tin trong một thời gian dài Người Romans cổ đãbiết sử dụng những chất sẵn có như nước quả, nước tiểu và sữa để viết các

Trang 8

thông báo bí mật giữa những hàng văn tự thông thường Khi bị hơ nóng,những thứ mực không nhìn thấy này trở nên sẫm màu và có thể đọc dễ dàng.Mực không màu cũng được sử dụng rất gần đây, như trong thời gian chiếntranh thế giới thứ II.

Trong những năm 1980, bà Thatcher, sau đó là thủ tướng Anh đã từngđau đầu về nạn rò rỉ thông tin của văn phòng nội các nên đã quyết định triểnkhai một chương trình xử lý văn bản cho phép nhận diện tác giả bài viết Nhờ

đó, bà có thể theo dõi được các bộ trưởng trung thành với mình

Vào giữa những năm 1990, một số tác giả đã trình bày kết quả nghiêncứu của họ trong lĩnh vực giấu tin số Các kết quả này đặt nền móng cho sựphát triển một phương pháp mới- giấu tin số, mà giấu tin trong ảnh số là mộtlĩnh vực của phương pháp này

Như vậy ý tưởng về che giấu thông tin đã có từ hàng nghìn năm vềtrước nhưng kĩ thuật này được dùng chủ yếu trong quân đội và trong các cơquan tình báo Mãi cho tới vài thập niên gần đây, giấu thông tin mới nhậnđược sự quan tâm của các nhà nghiên cứu và các viện công nghệ thông tin vớihàng loạt công trình nghiên cứu giá trị Cuộc cách mạng số hoá thông tin và

sự phát triển nhanh chóng của mạng truyền thông là nguyên nhân chính dẫnđến sự thay đổi này Những phiên bản sao chép hoàn hảo, các kĩ thuật thaythế, sửa đổi tinh vi, cộng với sự lưu thông phân phối trên mạng của các dữliệu đa phương tiện đã sinh ra nhiều vấn đề nhức nhối về nạn ăn cắp bảnquyền, phân phối bất hợp pháp, xuyên tạc trái phép đã làm cho giấu thôngtin, bảo mật thông tin trở thành cần thiết và được áp dụng cho nhiều lĩnh vựctrong đời sống xã hội

2.1.3 Giấu thông tin trong ảnh tĩnh

Với dữ liệu R (có thể dạng văn bản, hình ảnh, âm thanh ) bằng một

Trang 9

lạ như ảnh cá nhân, ảnh phong cảnh ít được biết đến ) để thu được bức ảnhF’ đã chứa dữ liệu R bên trong theo một phương thức cụ thể F’ hầu nhưkhông sai khác gì với F Sau đó chỉ cần gửi ảnh F’ cho người nhận Để lấy rabản tin R từ ảnh F’ ta không cần ảnh gốc F mà chỉ dùng thuật toán với khóa

đã dùng để giấu tin

Nhìn bề ngoài những bức ảnh chứa thông tin cũng không khác gì so vớibức ảnh đó lúc chưa giấu thông tin nên hạn chế được tầm kiểm soát của đốiphương Mặt khác dù những bức ảnh đó được phát hiện ra là có giấu thông tinthì cũng khó có thể thực hiện lọc ra thông tin Giấu thông tin trong ảnh hiệnnay, là một bộ phận chiếm tỉ lệ lớn nhất trong các chương trình ứng dụng, cácphần mềm, hệ thống giấu thông tin trong đa phương tiện bởi lượng thông tinđược trao đổi bằng hình ảnh là rất lớn và hơn nữa giấu thông tin trong ảnhcũng đóng vai trò hết sức quan trọng trong hầu hết các ứng dụng bảo về antoàn thông tin như: nhận thực thông tin, xác định xuyên tạc thông tin, bảo vệbản quyền tác giả, điều khiển truy cập, giấu thông tin mật…Chính vì thế màvấn đề này đã nhận được quan tâm rất lớn của các nhà cá nhân, tổ chức,trường đại học và viện nghiên cứu trên thế giới Thông tin sẽ được giấu cùngvới dữ liệu ảnh nhưng chất lượng ảnh ít thay đổi và không ai có thể bằng mắtthường mà nhận ra đằng sau ảnh đó mang những thông tin có ý nghĩa Ngàynay, khi ảnh số đã được sử dụng phổ biến thì giấu thông tin trong ảnh đã đemlại rất nhiều ứng dụng quan trọng trên nhiều lĩnh vực đời sống xã hội Ví dụnhư với các nước phát triển, chữ kí tay đã được số hoá và lưu trữ sử dụng như

là hồ sơ cá nhân của các dịch vụ ngân hàng và tài chính, nó được dùng đểnhận thực trong các thẻ tín dụng của người tiêu dùng Phần mềm WinWordcủa MicroSoft cũng cho phép người dùng lưu trữ chữ kí trong ảnh nhị phânrồi gắn vào vị trí nào đó trong file văn bản để đảm bảo tính an toàn của thông

Trang 10

tin Tài liệu sau đó được truyền trực tiếp qua máy fax hoặc lưu truyền trênmạng.

2.2 Các tính chất

Mặc dù là một lĩnh vực mới đang được phát triển nhưng giấu tin trongảnh đang được ứng dụng rộng rãi cùng rất nhiều thuật toán khác nhau Đểđánh giá một phương pháp giấu tin, người ta phải căn cứ vào các tiêu chí sau:

2.2.2 Khả năng chống giả mạo

Do mục đích của phương pháp giấu tin là chuyển thông tin mật nên nếukhông thể do thám tin mật thì kẻ khác cũng cố tình làm sai lạc thông tin đó.Một phương pháp giấu tin tốt phải đảm bảo tính mật không bị tấn công mộtcách có chủ định trên cơ sở những hiểu biết đầy đủ về thuật toán nhúng tin

2.2.3 Dung lượng tin giấu

Dung lượng tin giấu được tính bằng tỉ lệ của lượng tin giấu so với kíchthước ảnh phủ Các phương pháp luôn cố gắng làm tăng dung lượng tin giấu.Tuy nhiên trong thực tế, người ta luôn phải cân nhắc giữa dung lượng tin giấu

và các tiêu chí khác như tính ổn định, tính vô hình…Dung lượng tin giấu cànglớn, ảnh mang càng dễ bị nhận ra và càng dễ bị phá hỏng hơn

2.2.4 Tính bền vững của tin giấu.

Ảnh mang cũng chỉ là một ảnh bình thường, do đó nó cũng phải chịunhững phép biến đổi ảnh khác nhau Tính bền vững là thước đo sự nguyênvẹn của thông tin mật sau các phép biến đổi trên

Trang 11

Độ phức tạp tính toán có thể hiểu theo 2 nghĩa:

- Độ phức tạp tính toán của phép nhúng tin vào ảnh phủ và phép tríchthông tin từ ảnh mang

- Độ phức tạp tính toán để giải mã tin mật khi không có khoá

Phương pháp giấu tin tốt đảm bảo độ phức tạp thứ nhất là thấp và độphức tạp thứ hai là cao Nói cách khác, thông tin phải dễ dàng nhúng và trích

ra đổi với người “chủ” nhưng khó khăn với “kẻ xâm phạm”

Hình vẽ sau mô tả sự tương quan giữa chất lượng ảnh, dung lượng tingiấu và tính bền vững của mẩu tin

2.3 Cấu trúc ảnh

Trang 12

2.3.1 Phân loại cấu trúc ảnh

Trước khi thực hiện một phương pháp giấu tin vào ảnh, người ta luônphải xem xét kĩ vùng có thể giấu thông tin trên ảnh Một phương pháp tốt sẽ

sử dụng vùng hợp lý trên ảnh thoả mãn các tiêu chí trên Đó cũng chính là sựkhác biệt lớn nhất giữa các phương pháp này Phân loại về cấu trúc, một ảnhthường thuộc 1 trong 2 loại:

2.3.1.1 Ảnh vector

Ảnh vector được lưu dưới dạng các tập lệnh dùng để vẽ ra các đườngcong hay các hình trên ảnh Hay khi bạn vẽ một hình trên AutoCAD bằngnhững tập lệnh như thế nào thì ảnh vector có cấu trúc cũng gần như vậy Cáclệnh này thường chứa các thành phần như: tên lệnh, toạ độ, màu…Việc nhúngtin vào các bit chứa tên lệnh sẽ làm phá hỏng cấu trúc ảnh, trong khi đó, thayđổi các tọa độ sẽ dễ dàng bị nhận ra bằng mắt thường Chính vì thế, người tathường giấu tin vào các bit chứa màu đường cong Đây cũng là cách tốt nhất

vì các ảnh vector thường chỉ chịu các phép biến đổi về toạ độ chứ thườngkhông chịu các tác động về màu sắc

2.3.1.2 Ảnh lưới

Ảnh lưới là ảnh mà dữ liệu ảnh mô tả màu sắc của từng điểm ảnh Hầuhết các định dạng ảnh đều thuộc loại này như: BMP, GIF, JPG…Vì thếcũng không khó hiểu khi loại ảnh này được tập trung nghiên cứu nhiều nhất.Tuy nhiên, do có nhiều định dạng, mẩu tin mật gần như “bắt buộc” phải đượcgiấu trong phần dữ liệu ảnh để không bị mất đi khi ảnh bị chuyển đổi(convert) thành các định dạng khác nhau

Một ảnh lưới gồm 3 phần:

- Header: Phần dùng để nhận dạng ảnh và một số thuộc tính của ảnhnhư: chiều cao, chiều rộng, kích thước…

Trang 13

- Data: Phần chứa dữ liệu về ảnh, thực chất là dữ liệu về màu sắc củacác điểm trong ảnh.

- Palette (Bảng màu): Bảng tham chiếu giữa chỉ số màu với giá trị thựccủa màu

Phạm vi nghiên cứu của luận văn là chỉ đối với ảnh tĩnh và đặc biệt đi sâu vàoảnh lưới cụ thể là BMP

Trang 14

11-14 Byte bắt đầu vùng dữ liệu Kiểu longint

Trang 15

Byte Thông tin Chi tiết1-4 Số Byte trong vùng Info 40 Byte5-8 Chiều rộng Bitmap (Pixel) Kiểu longint9-12 Chiều cao Bitmap (Pixel) Kiểu longint13-14 Số Planes màu (Số bảng màu) Kiểu Word15-16 Số bit cho 1 Pixel: có thể là 1 (đen

ảnh

Kiểu longint

Trang 16

Bitmap Palette (vùng chỉ có với ảnh 16 hoặc 256 màu hay byte 15-16của Info là 24 hoặc 32 )

Vùng tiếp sau vùng Info Vùng gồm nhiều bộ có kích thước 4 byte xếpliền nhau theo cấu trúc Blue-Green-Red và một Byte dành riêng cho Itensity.Kích thước của vùng Palette màu của ảnh BMP bằng 4 * số màu của ảnh Ýnghĩa vùng này là do trước kia để dành cho màn hình có khả năng hiển thịnhiều màu nhưng card màn hình hổi ấy bộ nhớ ít nên chỉ hiển thị cùng lúc 16hoặc 256 màu Bởi vậy, máy phải chọn ra trong số các màu có của màn hình

ra 16 hoặc 246 màu để hiển thị Hiện nay, máy đã khác

- Bitmap Data

Tiếp theo là vùng chứa các giá trị màu của các điểm ảnh BMP Cácđiểm ảnh được lưu trữ theo chiều từ trái sang phải trên cùng một dòng, cácdòng được lưu theo thứ tự từ dưới lên trên Mỗi Byte trong vùng Bitmap Databiểu diễn 1 hoặc nhiều điểm ảnh theo số Bits cho 1 Pixel

Đặc điểm nổi bật nhất cua định dạng BMP là tập tin hình ảnh thườngkhông được nén bằng bất kì thuật toán nào Khi lưu ảnh, các điểm ảnh đượcghi trực tiếp vào tập tin - một điểm ảnh sẽ được mô tả bởi một hay nhiều bytetuỳ thuộc vào giá trị số màu của ảnh Do đó, một hình ảnh lưu dưới dạngBMP thường có kích thước rất lớn, gấp nhiều lần so với các ảnh được nén(GIF, JPG, PNG) Tuy nhiên do kích thước tập tin ảnh BMP quá lớn nên địnhdạng BMP không phù hợp để trao đổi hình ảnh qua mạng Internet (do hạn chế

về tốc độ truyền dữ liệu) Do đó các trang Web thường sử dụng ảnh dạngGIF, JPEG hay PNG Các định dạng này hỗ trợ thuật toán nén ảnh nên giảmbớt kích thước của ảnh

Trang 17

2.4 Một số kĩ thuật giấu thông tin trong ảnh màu

Sơ đồ của hệ giấu tin trong ảnh màu

Có rất nhiều kĩ thuật giấu tin mật vào trong ảnh, tôi xin kể ra đây 3 kĩthuật cơ bản và dễ hiểu nhất cùng với tín chất của nó

2.4.1 Kĩ thuật gài tin vào các bit có trọng số thấp.

Phương pháp này được gọi là Least Significant Bit (LSB) Phương phápnày sửa các bit có trọng số thấp nhất (ít quan trọng nhất trong ảnh) để gài tinvào đó Các bit có trọng số thấp là các bit mà sự thay đổi của nó nằm dưới sựcảm nhận của mắt người Như vậy, 1 điểm ảnh 24 bit ( 3 byte) có thể giấu tối

đa đươc 3 bit thông tin

Ví dụ: Để giấu chữ cái A (mã 6510=10000012) ta cần 3 điểm ảnh liêntiếp Ví dụ các điểm ảnh trước khi giấu là:

Trang 18

- Dung lượng giấu: Phương pháp này giấu được lượng thông tin rất lớn.Với ảnh bình thường, ta giấu được 3 bit trong một điểm ảnh, có thể giấu mẩutin có dung lượng khoảng 1/8 dung lượng ảnh 24 Bit Với ảnh phủ có màu sặc

sỡ, ta có thể giấu 2, thậm chí là 3 bit vào 1 điểm ảnh

- Tính bền vững: Phương pháp LSB rất dễ bị “phá hoại” chỉ với nhữngphép biến đổi đơn giản nhất Do phương pháp này gài tin vào các bit có trọng

số thấp trong ảnh để “xem xét” Vì thế, trước khi gài mẩu tin mật vào ảnh,người ta thường phải mã hoá trước Một giải pháp là: rải ngẫu nhiên các bitcủa mẩu tin mật vào ảnh Vì vậy cần phải có hạt giống sinh số nguyên tố mớitái tạo lại được tin mật

2.4.2 Kĩ thuật dựa vào bảng màu

Bảng màu là một ánh xạ 1-1 của chỉ số màu và giá trị thực của các màu

Kĩ thuật giấu tin vào bảng màu cũng giống như kĩ thuật LSB nhưng áp dụngcho bảng màu Khi đó, các bit có trọng số thấp của chỉ số màu được gài tinvào, điểm trỏ sẽ chỉ sang vị trí kế cận trong bảng màu Điều này có thể sẽ gây

“lộ” nếu giá trị màu của 2 chỉ số màu liên tiếp khác biệt nhau quá lớn Để giảiquyết điều này, có 2 cách:

- Sắp xếp lại bảng màu: Như vậy các màu có giá trị tương đồng sẽ nằmcạnh nhau, và việc gài tin không bị phát hiện Giải pháp này là chấp nhậnđược Để so sánh 2 màu, người ta thường căn cứ vào độ chói của màu, đượctính theo công thức:

L = 0.299R (Red) + 0.587G (Green) + 0.114B (Blue)

- Mở rộng bảng màu bằng cách đưa thêm các màu lân cận Điều nàythực hiện khá dễ dàng, tuy nhiên rất dễ gây chú ý vì có những “màu thừa”trong bảng màu gây tăng dung lượng ảnh

 Đánh giá:

Trang 19

Kĩ thuật này chính là kĩ thuật LSB cùng với việc sắp xếp lại hay mởrộng thêm bảng màu nên nó cũng có các tính chất của kĩ thuật LSB.

2.4.3 Kĩ thuật trải phổ

Kĩ thuật này đang được ứng dụng rộng rãi trong thông tin vô tuyến củaquân đội vì nó rất bền vững với các kĩ thuật thám tin Nếu coi ảnh phủ và tinmật như các giải phổ thì việc giấu tin giống như trải phổ có năng lượng thấp(tin mật) vào một dải phổ năng lượng cao Trọng tâm của phương pháp này là

bộ rải tín hiệu Thiết bị này điều chế một băng tín hiệu hẹp trên một dải mang.Tần số của sóng mang được dịch chuyển liên tục nhờ một bộ sinh ngẫu nhiênvới một khóa mật Bằng cách này, phổ năng lượng của tín hiệu được giải đềutrên băng rộng với mật độ thấp, thường dưới mức nhiễu Đê lấy lại thông tin,bên thu phải có hạt giống sinh số giả ngẫu nhiên để có thể chỉnh tần số và dảiđiều chế tín hiệu gốc

 Đánh giá:

- Dung lượng giấu theo kĩ thuật này là tương đối cao, nhưng phụ thuộcnhiều vào các tham số khác nhau trong quá trình mã hóa Để tăng dung lượngtin giấu, người ta thường nén mẩu tin mật trước khi giấu Cũng như kĩ thuậtLSB, ảnh càng sặc sỡ thì mật độ giấu tin của kĩ thuật này càng cao, thường từ1/50 hay 10/50

- Tính bền vững: Kĩ thuật này tương đối bền với các phép biến đổithông thường Các phép quay, co giãn, cộng nhiễu không thể phá hủy được

dữ liệu Tuy nhiên kĩ thuật lọc nhiễu lại có thể!?

- Khả năng phát hiện: Tính bảo mật của phương pháp này là rất cao, “kẻphá hoại” gần như không thể giải mã được thông tin mật trong ảnh nếu không

có khóa giải mã

2.5 Phân loại các kĩ thuật giấu tin

Trang 20

Do kĩ thuật giấu thông tin số mới được hình thành trong thời gian gầnđây nên xu hướng phát triển chưa ổn định Nhiều phương pháp mới theonhững khía cạnh khác nhau đang và chắc chắn sẽ được đề xuất Bởi vậy, mộtđịnh nghĩa chính xác, một sự phân loại rõ ràng chưa thể có được Sơ đồ phânloại trên hình sau được Fabien A P Petitcolas đề xuất năm 1999.

Sơ đồ phân loại này như một bức tranh khái quát về ứng dụng và kĩthuật giấu thông tin Dựa trên việc thống kê sắp xếp hơn 100 công trình đãcông bố trên một số tạp chí, cùng với thông tin về tên và tóm tắt nội dung củakhoảng 200 công trình đã công bố trên Internet, có thể chia lĩnh vực giấu tin

ra làm hai hướng lớn đó là Watermarking và Steganography Nếu nhưWatermark (thuỷ vân, thuỷ ấn) quan tâm nhiêu đến ứng dụng giấu các mẩu tinngắn nhưng đòi hỏi độ bền vững của thông tin giấu (trước các biến đổi thôngthường của tệp dữ liệu môi trường) thì Steganography lại quan tâm tới ứngdụng che giấu các bản tin đòi hỏi độ bí mật và dung lượng càng lớn càng tốt.Đối với từng hướng lớn này, quá trình phân loại theo các tiêu chí khác có thểtiếp tục được thực hiện, ví dụ đưa ra theo ảnh hưởng các tác động từ bênngoài có thể chia Watermark theo đặc tính, một loại được che giấu để chỉ cómột số người tiếp xúc với nó có thẻ thấy được thông tin, loại thứ hai đối lập,cần được mọi người nhìn thấy

2.6 Một số ứng dụng của các kĩ thuật giấu thông tin trong ảnh.

Bảo mật thông tin bằng giấu tin có hai khía cạnh Một là bảo mật cho

dữ liệu đem giấu (embedded data), chẳng hạn như giấu tin mật: thông tin mậtđược giấu kĩ trong một đối tượng khác sao cho người khác không phát hiện rađược (steganography) Hai là bảo mật chính đối tượng được dùng để giấu dữliệu vào (host data), chẳng hạn như ứng dụng bảo vệ bản quyền, phát hiệnxuyên tạc thông tin (watermaking)…Một số ứng dụng dang được triển khai:

Trang 21

- Bảo vệ bản quyền tác giả (copyright protection): Đây chính là ứng

dụng cơ bản nhất của kỹ thuật thủy phân số Một thông tin nào đó mang ýnghĩa quyền sở hữu tác giả sẽ được nhúng vào trong các sản phẩm, thuỷ phân

đó chỉ một mình người chủ sở hữu hợp pháp các sản phẩm đó có và đượcdùng làm minh chứng cho bản quyền sản phẩm Giả sử có một thành phẩm dữliệu dạng đa phương tiện như ảnh, âm thanh, video cần được lưu thông trênmạng Để bảo vệ các sản phẩm chống lại hành vi lấy cắp hoặc làm nhái cầnphải có một kỹ thuật để “dán tem bản quyền” vào sản phẩm này Việc dántem này chính là việc nhúng thuỷ vân cần phải đảm bảo không để lại một ảnhhưởng lớn nào đến việc cảm nhận sản phẩm Yêu cầu kỹ thuật đối với ứngdụng này là thủy vân phải tồn tại bền vững cùng với sản phẩm, muốn bỏ thuỷvân này mà không được phép của người chủ sở hữu thì chỉ còn cách là pháhuỷ sản phẩm

- Nhận thực thông tin hay phát hiện xuyên tạc thông tin (authetication and tamper detection): Một tập thông tin sẽ được giấu trong phương tiện

chứa, sau đó được sử dụng để nhận biết xem dữ liệu trên phương tiện gốc có

bị thay đổi hay không Các thuỷ vân nên được ẩn để tránh sự tò mò của đốiphương Hơn nữa việc làm giả các thủy vân hợp lệ hay xuyên tạc thông tinnguồn cũng cần xem xét Trong các ứng dụng thực tế, người ta mong muốntìm được vị trí bị xuyên tạc cũng như phân biệt được các thay đổi (ví dụ nhưphân biệt xem một đối tượng đa phương tiện chứa thông tin giấu đã bị thayđổi, xuyên tạc nội dung hay chỉ bị nén mất dữ liệu) Yêu cầu chung đối vớiứng dụng này là khả năng giấu thông tin cao và thủy phân không cần bềnvững

- Giấu vân tay hay dán nhãn (fingerpriting and labeling): Thuỷ vân

trong những ứng dụng nay được sử dụng đê nhận diện người gửi hay ngườinhận một thông tin nào đó Ví dụ như các vân khác nhau sẽ được nhúng vào

Trang 22

các bản copy khác nhau của thông tin gốc trước khi chuyển cho nhiều người.Với những ứng dụng này thì yêu cầu là đảm bảo độ an toàn cao cho các thuỷvân, tránh khả năng xoá dấu vết trong khi phân phối.

- Điều khiển truy cập (copy control): Các thiết bị phát hiện thuỷ vân (ở

đây sử dụng phương pháp phát hiện thủy vân đã giấu mà không cần thông tingốc) được gắn sẵn vào trong các hệ thống đọc ghi, tuỳ thuộc vào việc có thuỷvân hay không để điều khiển (cho phép/ cấm) truy cập Ví dụ như hệ thốngquản lí sao chép DVD đã được ứng dụng ở Nhật

- Truyền thông tin mật (steganography): Các thông tin giấu được trong

những trường hợp này càng nhiêu càng tốt Việc giải mã để nhận được thôngtin không cần phương tiện chứa gốc

Trang 23

Chương 3 MỘT SỐ THUẬT TOÁN GIẤU DỮ LIỆU TRONG ẢNH TĨNH

3.1 Thuật toán giấu thông tin trong ảnh BMP 24 Bit sử dụng các bit LSB (Least Significant Bit)

3.1.1 Thuật toán

Cho ảnh gốc F (ảnh này dùng để giấu dữ liệu), ma trận mật kích thước

m  n, ma trận trọng số W kích thước m  n (ma trận khoá K và ma trậntrọng số W được giữ bí mật, chỉ người gửi và người nhận tin mới biết), gọi r

là số bit dữ liệu đem giấu vào trong 1 khối bit ảnh và B là kích thước củathông điệp giấu (B = kr, k  Z)

- SUM(W) cho kết quả bằng tổng tất cả các phần tử của ma trận W

- Giả sử r bit cần giấu có dạng nhị phân là b1 b2 …br

 Khái niệm ma trận trọng số:

Định nghĩa: Ma trận W kích thước m  n được gọi là ma trận trọng số củabài toán giấu r bit dữ liệu trong một khối bit nếu như mọi phần tử của tập hợp{1, 2,…,2r -1} đều xuất hiện ít nhất một lần trong ma trận W

Chú ý: Để ma trận W (m  n) thoả mãn ma trận trọng số thì r phải thoả mãnđiều kiện 2r - 1  m  n

Như vậy số bit tối đa giấu vào một khối kích thước m  n là log2(m  n +1)

Trang 24

Tư tưởng của thuật toán này là ta chỉ thao tác trên các bit ít quan trọngnhất của ảnh gốc vì vậy sẽ làm giảm ảnh hưởng của việc chèn thêm dữ liệuđối với chất lượng ảnh gốc Ta nhặt ra từ một Pixel của ảnh gốc F các bit itquan trọng nhất, thao tác giấu ảnh sẽ thực hiện trên các bit đó Khối gồm cácbit it quan trọng được tách thành các khối Fi có kích thước m  n, với mỗikhối ta giấu r bit dữ liệu b1 b2…br , mục đích của thuật toán là sau khi chèn

dữ liệu vào Fi ta thu được ma trận Fi’ thoả mãn đẳng thức:

SUM ( (Fi’ K)  W) mod 2r = (b1 b2 …br) ( I )

Để thu được đẳng thức trên thao tác giấu dữ liệu được thực hiện trêntừng khối như sau:

d = (b1 b2…br) - (SUM ( (Fi’ K)  W) mod 2r) mod 2r

Để thu được đẳng thức (I) ta phải tăng (SUM ( (Fi’ K)  W) lên d đơn vị.Khi đó nếu d=0 thì Fi được giữ nguyên mà ta lại vẫn thu được kết quả nhưmong muốn (đây chính là chèn r bit dữ liệu mà không làm thay đổi ảnh gốc)Trường hợp d  0:

Nếu lấy Sd 0, lấy một giá trị (k,j)  Sd vào đảo giá trị của (F)kj (nếu(F)kj có thay đổi giá trị 1 thành 0, ngược lại nếu (F)kj đang có giá trị 0 thìchuyển thành 1) Trong trường hợp này ta sẽ phải thay đổi 1 bit của khối dữliệu gốc khi muốn chèn r bit dữ liệu vào khối

Nếu lấy Sd = 

Trang 25

Lấy một giá trị h  {1, 2,…,2r-1} thoả mãn S h*d  và S -(h-1)*d 

Lấy một giá trị (k,j)  S h*d đảo giá trị của (F)kj

Lấy một giá trị (k,j) S -(h-1)*d đảo giá trị của (F)kj

Đây chính là trường hợp ta phải thay đổi giá trị của 2 bit dữ liệu ảnh gốckhi muốn giấu r bit dữ liệu

Như vậy nhờ thuật toán nay ta có thể giấu r bit dữ liệu vào một khối kíchthước m  n mà chỉ làm thay đổi nhiều nhất 2 bit dữ liệu ảnh

Khi bức ảnh có chèn thêm dữ liệu đến được tay người nhận, người đóchỉ việc tách các bit ít quan trọng nhất của từng Pixel trong ảnh ra và chiakhối bit đó thành các khối nhỏ có kích thước m  n, các khối nhỏ này chính

là các khối Fi’ được sinh ra từ thuật toán giấu dữ liệu nói trên Mặt khác,người nhận đã biết trước được ma trận khoá K và ma trận trọng số W nên cácbit dữ liệu (b1 b2…br) được giấu trong ảnh có thể được tìm thấy một cáchđơn giản nhờ thực hiện phép biến toán

(b1 b2…br) = SUM ( (Fi’ K)  W) mod 2r

3.1.2 Giải thích thuật toán

Ý nghĩa của các tập Sw trong bước 3 của thuật toán này là: Sw chứa tất

cả các vị trí (j,k) trong ma trận mà nếu ta thay đổi giá trị của (F)jk thì tổng(SUM ( (Fi  K)  W) tăng lên w đơn vị

Thật vậy, nếu Wjk = w và XorMatrix jk = 0 (hay [Fi  K]jk = 0) thìsau khi đảo giá trị của (F)jk ta có [Fi  K]jk = 1 vì vậy tổng (SUM ( (Fi 

K)  W) sẽ tăng lên Wjk(=w) đơn vị

Nếu Wjk = 2r - w và XorMatrix jk = 1 (hay [Fi  K]jk = 1) thì sau khiđảo giá trị của (F)jk ta có [Fi  K]jk = 0 vì vậy tổng (SUM ( (Fi  K) 

W) sẽ giảm đi Wjk(=2r - w) đơn vị, nhưng khi đem (mod 2r) thì tổng đó lạităng lên w đơn vị

Trang 26

 Ta có một số bổ đề sau:

Bổ đề 1: Với  w  {1, 2,…,2r-1} thoả mãn điều kiện w  2r-1thì ta luôn có(Sw = ) => (S 2r-w  )

Chứng minh: Giả sử Sw =  mà theo định nghĩa của ma trận trọng số thì 

ít nhất một phần tử Wjk = w nên theo định nghĩa của tập Sw ta phải có [Fi 

K]jk = 1 để thỏa mãn điều kiện Sw =  Khi đó nếu ta đảo giá trị của (Fi)jkthì tổng SUM ( (Fi  K)  W) sẽ giảm đi w, tương đương với tăng lên (2r -w)(mod 2r) Như vậy (j,k) lại thuộc vào tập S2r-w hay S2r-w 

Chú ý ta phải loại bỏ trường hợp w =2r-1 vì khi đó w = 2r- w

Bổ đề 2: Ta luôn có S2 r 1 = 

Chứng minh: Theo định nghĩa ma trận trọng số thì  ít nhất một phần tử Wjk

= 2r-1 hơn nữa ta lại có 2r-1 = - 2r-1(mod 2r) nên dù [Fi  K]jk = 0 hay = 1 thì

ta vẫn có S2 r 1 = 

Bước 4 trong thuật toán trên đảm bảo rằng ta sẽ tăng được tổng SUM ( (Fi 

K)  W) lên d đơn vị vì theo như đã trình bày ở trên tập Sd xác định các vịtrí mà nếu đảo giá trị của Fi tại đó thì tổng SUM ( (Fi  K)  W) sẽ tănglên d đơn vị nên nếu Sd  thì bằng cách đảo giá trị (Fi)jk với (j,k)  Sdthì hoàn toàn có thể khẳng định được là ta đã thực hiện được đúng yêu cầu đặt

ra Tương tự như vậy hai tập S h*d và S -(h-1)*d xác định các vị trí mà nếuđảo giá trị củ Fi tại đó thì tổng SUM ( (Fi  K)  W) sẽ tăng lên tương ứng

là h*d và -(h*d)-1 đơn vị Do đó trong trường hợp Sd = , S h*d và S 1)*d khác  thì bằng cách thay đổi giá trị của (F)jk với một giá trị (j,k) 

-(h-Sh*d và một giá trị (j,k)  S(h-1)*d thì tổng cũng tăng lên d đơn vị

Nhận xét: Từ các bổ đề trên ta thấy rằng bước 4 của thuật toán luôn có thểthực hiện được và phải sửa nhiều nhất 2 bit dữ liệu khi muôn giấu bit vào

Trang 27

Chứng minh: Trước tiên ta kiểm tra Sd, nếu Sd  thì coi như đã chứngminh xong Ngược lại nếu Sd =  tức là S-d  (theo bổ đề 1) thì ta xét

S2 d, nếu S2 d  thì h=2 là một giải pháp đúng vì khi đó S -(h-1)*d = S-d 

, còn nếu S2 d = thì S- 2 d  Khi đó xét S3d Nếu S3d  thì lấy giátrị h=3 vì ta đã có S -(h-1)*d = S-d , ngược lại nếu S3d =  thì xét tiếp

S4d Quá trình cứ tiếp tục như vậy nhưng quá trình này không phải là vô hạn

vì đến một lúc nào đó h*d = 2r-1 Khi đó theo bổ đề 2 đã chứng minh ở trên

ta có Sh*d  nên bài toán luôn có thể tìm được lời giải, và nhiều nhất là 2bit dữ liệu bị sửa

3.1.3 Độ an toàn của dữ liệu được giấu.

Bởi vì trong quá trình thực hiện việc giấu tin trong ảnh chỉ sử dụng cácbit ít quan trọng nhất của ảnh, và số bit bị thay đổi cũng không lớn (nhiềunhất là 2 bit trong 1 khối m  n) nên nhìn bề ngoài ta cũng khó có thể nhậnbiết được một ảnh có kèm dữ liệu hay không Mặt khác giả sử rằng đốiphương cũng biết được thuật toán giấu dữ liệu trong ảnh, họ phát hiện đượcảnh F’ có chứa dữ liệu, bằng cách nào đó họ lại có được cả số bit dữ liệu đượcgiấu trong 1 khối là r, kích thước khối là m  n thì việc tìm ra dữ liệu đượcgiấu trong ảnh cũng rất khó vì: Muốn tìm các bit dữ liệu giấu trong ảnh taphải biết được ma trận khóa K và ma trận trọng số W

K là một ma trận kích thước m  n chỉ gồm các chữ số 0,1 nên có 2m

n khả năng để tạo ra ma trận K

Ma trận trọng số W cũng có nhiều cách xây dựng, do điều kiện 2r -1 

m  n nên trước tiên ta có thể nhặt 2r -1 vị trí bất kì của ma trận W và gáncác giá trị của tập {1, 2,…,2r-1} cho các vị trí đó, m  n - (2r -1) vị trí còn lạicủa ma trận W thì ta có thể tạo nên ma trận W là :

C2 r 1

mn  (2r-1)  (2r-1) mn ( 2r 1 )

Trang 28

Như vậy muốn tìm được dữ liệu giấu trong ảnh thì số trường hợp đốiphương phải kiểm tra là:

2m n  C2 r 1

mn  (2r-1)  (2r-1) mn ( 2r 1 )

Nên với n, m lớn thì việc này rất khó thực hiện được, để minh hoạ chođiều này ta xét trường hợp m =10, n =10, r = 4 thì số trường hợp cần phảikiểm tra là:

T = 2100  C15

100  15!  1585Đây là giá trị rất lớn để kiểm tra T lần thì phải mất rất nhiều thời gian,

có thể là không biết bao nhiêu tỉ năm

3.1.4 Cài đặt (chương trình bằng ngôn ngữ C++)

const int K=8; //number of bit per block (or K / 8 bytes)

//that will hide one bit

const long nb=58653; //number of byte tobe hidden

typedef unsigned int WORD;

typedef unsigned long DWORD;

typedef unsigned char BYTE;

char *Bmp1;

char *Text1="C:\\1tin.txt"; //containing data to be hidden

Trang 29

long Width;

long Height;

void FileBmpToBit_24(char *sBitBmp1, char i);

void ReadHeaderOfBmp(char *sBmp1);

void FileTextToBit(char *sBitTxt1);

unsigned int Sum(int m, unsigned char *k);

void Hide(long b, char *sBitTxt1,char *sBitBmp1);

void CreatBmpHideData(char *sBmp2,char *sBitBmp2, char i);void UnHide(long n,char *sBitBmp2,char *sBitTxt2);

void FileBitToText(char *sBitTxt2,char *sText2);

typedef struct tagBitmapFileHeader

Ngày đăng: 18/06/2014, 16:55

Nguồn tham khảo

Tài liệu tham khảo Loại Chi tiết
[1]. Lương Mạnh Bá, Nguyễn Thanh Thuỷ (1999), Nhập môn xử lý ảnh số, NXB Khoa học kĩ thuật Sách, tạp chí
Tiêu đề: Nhập môn xử lý ảnh số
Tác giả: Lương Mạnh Bá, Nguyễn Thanh Thuỷ
Nhà XB: NXB Khoa học kĩ thuật
Năm: 1999
[2]. Nguyễn Xuân Huy, Bùi Thuý Hằng (2001), Một số cải tiến của kĩ thuật giấu dữ liệu trong ảnh, Kỷ yếu hội nghị khoa học 25 năm thành lập Viên CNTT, Hà Nội Sách, tạp chí
Tiêu đề: Một số cải tiến của kĩ thuật giấu dữ liệu trong ảnh
Tác giả: Nguyễn Xuân Huy, Bùi Thuý Hằng
Nhà XB: Kỷ yếu hội nghị khoa học 25 năm thành lập Viên CNTT
Năm: 2001
[5]. Nguyễn Xuân Tài, Export hình ảnh trên Graphic mode ra file dữ liệu, Tạp chí tin học nhà trường - www.thnt.com.vn Sách, tạp chí
Tiêu đề: Export hình ảnh trên Graphic mode ra file dữ liệu
[6]. Nguyễn Xuân Huy (2000), Từ thuật toán đến chương trình, NXB Khoa học và kĩ thuật Sách, tạp chí
Tiêu đề: Từ thuật toán đến chương trình
Tác giả: Nguyễn Xuân Huy
Nhà XB: NXB Khoa học và kĩ thuật
Năm: 2000
[7]. Dương Đức Hải, Kĩ thuật giấu tin mật trong ảnh tĩnh sử dụng các bit LSB, Tạp chí bưu chính viễn thông và công nghệ thông tin.Tiếng Anh Sách, tạp chí
Tiêu đề: Kĩ thuật giấu tin mật trong ảnh tĩnh sử dụng các bit LSB
Tác giả: Dương Đức Hải
Nhà XB: Tạp chí bưu chính viễn thông và công nghệ thông tin
[8]. Fabien A. P. Petitcolas, et al. (1999), Infomation Hiding - A Survey, Proceedings of the IEEE, Vol 87 (No. 7), 1061-1078 Sách, tạp chí
Tiêu đề: Infomation Hiding - A Survey
Tác giả: Fabien A. P. Petitcolas, et al
Nhà XB: Proceedings of the IEEE
Năm: 1999

HÌNH ẢNH LIÊN QUAN

Hình vẽ sau mô tả sự tương quan giữa chất lượng ảnh, dung lượng tin giấu và tính bền vững của mẩu tin. - Luận văn Cải tiến thuật toán giấu dữ liệu trong ảnh
Hình v ẽ sau mô tả sự tương quan giữa chất lượng ảnh, dung lượng tin giấu và tính bền vững của mẩu tin (Trang 11)
Hình 1: Mở một file ảnh - Luận văn Cải tiến thuật toán giấu dữ liệu trong ảnh
Hình 1 Mở một file ảnh (Trang 50)
Hình 2: Mở một file văn bản - Luận văn Cải tiến thuật toán giấu dữ liệu trong ảnh
Hình 2 Mở một file văn bản (Trang 51)

TỪ KHÓA LIÊN QUAN

TRÍCH ĐOẠN

TÀI LIỆU CÙNG NGƯỜI DÙNG

TÀI LIỆU LIÊN QUAN

🧩 Sản phẩm bạn có thể quan tâm

w