Luận văn thạc sĩ hay giấu tin thuận nghịch trên ảnh số sử dụng phương pháp dự đoán và dịch chuyển histogram

Luận văn thạc sĩ khám phá phương pháp giấu tin thuận nghịch trên ảnh số bằng dự đoán và dịch chuyển histogram, mang lại giải pháp mới trong bảo mật thông tin.

• Tác giả: Lê Trường Thông
• Người hướng dẫn: PGS.TS Phạm Văn Ất
• Trường học: Đại học Thái Nguyên
• Chuyên ngành: Khoa học máy tính
• Đề tài: Giấu tin thuận nghịch trên ảnh số: Phương pháp dự đoán và dịch chuyển histogram
• Loại tài liệu: luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2015
• Địa điểm: Thái Nguyên

Mục lục chi tiết

• LỜI CAM ĐOAN
• LỜI CẢM ƠN
• MỤC LỤC
• DANH MỤC THUẬT NGỮ ANH – VIỆT
• 1. CHƯƠNG 1: Vài nét về lịch sử giấu tin
• 1.1. Khái niệm giấu tin
• 1.2. Phân loại các kỹ thuật giấu tin
• 1.3. Mô hình kỹ thuật giấu tin
• 1.4. Ứng dụng của kỹ thuật giấu tin
• 1.5. Khái niệm ảnh Bitmap
• 1.6. Phân loại ảnh Bitmap
• 1.7. Định dạng tệp ảnh Bitmap
• 2. CHƯƠNG 2: Phương pháp dịch chuyển histogram và dự đoán
• 3. CHƯƠNG 3: Cài đặt thử nghiệm
• KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• DANH MỤC THUẬT NGỮ ANH – VIỆT

Tóm tắt

I. Tổng quan về giấu tin thuận nghịch trên ảnh số

Giấu tin thuận nghịch trên ảnh số là một kỹ thuật quan trọng trong lĩnh vực bảo mật thông tin. Kỹ thuật này cho phép nhúng thông tin vào trong ảnh mà không làm giảm chất lượng hình ảnh một cách đáng kể. Việc sử dụng phương pháp này ngày càng trở nên phổ biến trong bối cảnh bảo vệ dữ liệu số. Các nghiên cứu gần đây đã chỉ ra rằng giấu tin thuận nghịch không chỉ giúp bảo vệ thông tin mà còn đảm bảo tính toàn vẹn của dữ liệu.

1.1. Khái niệm giấu tin và ứng dụng của nó

Giấu tin là kỹ thuật nhúng thông tin vào trong dữ liệu số khác, như ảnh, âm thanh hay video. Ứng dụng của giấu tin rất đa dạng, từ bảo mật thông tin cá nhân đến bảo vệ bản quyền tác giả. Kỹ thuật này giúp ngăn chặn việc sao chép và phân phối trái phép thông tin.

1.2. Lịch sử phát triển của giấu tin thuận nghịch

Kỹ thuật giấu tin đã có từ hàng nghìn năm trước, nhưng chỉ gần đây mới được nghiên cứu và phát triển mạnh mẽ. Sự phát triển của Internet đã thúc đẩy nhu cầu bảo mật thông tin, dẫn đến sự quan tâm lớn đến giấu tin thuận nghịch.

II. Vấn đề và thách thức trong giấu tin thuận nghịch

Mặc dù giấu tin thuận nghịch mang lại nhiều lợi ích, nhưng cũng tồn tại nhiều thách thức. Một trong những vấn đề lớn nhất là làm sao để giấu được nhiều thông tin mà không làm giảm chất lượng ảnh. Ngoài ra, việc phát hiện thông tin giấu cũng là một thách thức lớn trong lĩnh vực này.

2.1. Thách thức về chất lượng ảnh sau khi giấu tin

Khi nhúng thông tin vào ảnh, chất lượng ảnh có thể bị ảnh hưởng. Các thuật toán giấu tin cần phải đảm bảo rằng chất lượng ảnh không bị giảm sút quá nhiều, điều này đòi hỏi sự cân nhắc kỹ lưỡng trong thiết kế thuật toán.

2.2. Vấn đề phát hiện thông tin giấu

Một thách thức lớn khác là khả năng phát hiện thông tin giấu. Các phương pháp hiện tại có thể bị đối thủ phát hiện, do đó cần phát triển các kỹ thuật giấu tin an toàn hơn để bảo vệ thông tin.

III. Phương pháp dịch chuyển histogram trong giấu tin

Phương pháp dịch chuyển histogram là một trong những kỹ thuật hiệu quả trong giấu tin thuận nghịch. Kỹ thuật này cho phép nhúng thông tin vào ảnh mà không làm thay đổi đáng kể histogram của ảnh. Điều này giúp bảo vệ thông tin giấu khỏi việc bị phát hiện.

3.1. Nguyên lý hoạt động của phương pháp dịch chuyển histogram

Phương pháp dịch chuyển histogram hoạt động bằng cách thay đổi các giá trị pixel trong ảnh mà không làm thay đổi cấu trúc tổng thể của histogram. Điều này giúp duy trì chất lượng ảnh trong khi vẫn giấu được thông tin.

3.2. Ưu điểm của phương pháp dịch chuyển histogram

Một trong những ưu điểm lớn của phương pháp này là khả năng giấu được lượng thông tin lớn mà không làm giảm chất lượng ảnh. Điều này làm cho nó trở thành một lựa chọn phổ biến trong các ứng dụng giấu tin.

IV. Phương pháp dự đoán trong giấu tin thuận nghịch

Phương pháp dự đoán là một kỹ thuật quan trọng trong giấu tin thuận nghịch, giúp cải thiện khả năng giấu tin mà không làm giảm chất lượng ảnh. Kỹ thuật này sử dụng các mô hình dự đoán để xác định các giá trị pixel cần thay đổi.

4.1. Cách thức hoạt động của phương pháp dự đoán

Phương pháp dự đoán sử dụng các thuật toán để ước lượng giá trị pixel dự kiến, từ đó xác định các pixel có thể thay đổi mà không làm giảm chất lượng ảnh. Điều này giúp tối ưu hóa quá trình giấu tin.

4.2. Lợi ích của việc sử dụng phương pháp dự đoán

Việc sử dụng phương pháp dự đoán giúp tăng cường khả năng giấu tin mà không làm giảm chất lượng ảnh. Điều này rất quan trọng trong các ứng dụng yêu cầu bảo mật cao.

V. Ứng dụng thực tiễn của giấu tin thuận nghịch

Giấu tin thuận nghịch có nhiều ứng dụng thực tiễn trong các lĩnh vực khác nhau. Từ bảo mật thông tin cá nhân đến bảo vệ bản quyền tác giả, kỹ thuật này đang được áp dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực.

5.1. Bảo vệ thông tin cá nhân

Giấu tin thuận nghịch giúp bảo vệ thông tin cá nhân khỏi việc bị xâm phạm. Kỹ thuật này cho phép người dùng nhúng thông tin nhạy cảm vào trong ảnh mà không bị phát hiện.

5.2. Bảo vệ bản quyền tác giả

Kỹ thuật giấu tin cũng được sử dụng để bảo vệ bản quyền tác giả. Thông tin bản quyền có thể được nhúng vào trong các sản phẩm multimedia, giúp ngăn chặn việc sao chép trái phép.

VI. Kết luận và tương lai của giấu tin thuận nghịch

Giấu tin thuận nghịch là một kỹ thuật quan trọng trong bảo mật thông tin. Với sự phát triển của công nghệ, kỹ thuật này sẽ tiếp tục được cải tiến và ứng dụng rộng rãi hơn trong tương lai. Các nghiên cứu mới sẽ giúp nâng cao hiệu quả và độ an toàn của giấu tin.

6.1. Tương lai của giấu tin thuận nghịch

Trong tương lai, giấu tin thuận nghịch sẽ tiếp tục phát triển với các kỹ thuật mới, giúp nâng cao khả năng bảo mật thông tin. Các nghiên cứu sẽ tập trung vào việc cải thiện chất lượng ảnh và khả năng giấu tin.

6.2. Những thách thức cần vượt qua

Mặc dù có nhiều tiềm năng, giấu tin thuận nghịch vẫn đối mặt với nhiều thách thức. Cần có các nghiên cứu sâu hơn để giải quyết các vấn đề liên quan đến phát hiện thông tin giấu và bảo vệ chất lượng ảnh.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Trong bối cảnh phát triển mạnh mẽ của mạng Internet và công nghệ số, việc bảo vệ dữ liệu số, đặc biệt là ảnh số, trở thành một vấn đề cấp thiết. Theo ước tính, lượng dữ liệu ảnh số được trao đổi trên mạng ngày càng tăng, kéo theo nguy cơ sao chép, làm giả và phân phối bất hợp pháp. Luận văn tập trung nghiên cứu kỹ thuật giấu tin thuận nghịch trên ảnh số, nhằm bảo vệ tính toàn vẹn và bảo mật thông tin trong môi trường truyền thông không an toàn. Mục tiêu cụ thể là phát triển và đánh giá các phương pháp giấu tin thuận nghịch sử dụng kỹ thuật dịch chuyển histogram và dự đoán tuyến tính, đảm bảo khả năng nhúng tin cao đồng thời giữ chất lượng ảnh chứa tin ở mức tối ưu. Phạm vi nghiên cứu tập trung vào ảnh đa cấp xám và ảnh nhị phân, với dữ liệu thử nghiệm được lấy từ các tệp ảnh bitmap phổ biến. Ý nghĩa của nghiên cứu được thể hiện qua việc nâng cao hiệu quả bảo vệ bản quyền, xác thực thông tin và phát hiện xuyên tạc trong các ứng dụng y tế, quân sự và thương mại điện tử, góp phần thúc đẩy an toàn thông tin trong kỷ nguyên số.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Luận văn dựa trên hai lý thuyết chính: kỹ thuật giấu tin thuận nghịch và phương pháp dịch chuyển histogram kết hợp dự đoán tuyến tính. Giấu tin thuận nghịch là kỹ thuật nhúng thông tin mật vào ảnh số sao cho sau khi trích xuất có thể khôi phục lại ảnh gốc hoàn toàn, rất quan trọng trong các lĩnh vực đòi hỏi độ chính xác cao như y học và quân sự. Phương pháp dịch chuyển histogram khai thác đặc điểm phân bố giá trị điểm ảnh để tạo không gian nhúng tin, trong khi dự đoán tuyến tính tận dụng sự tương quan giữa các điểm ảnh lân cận nhằm nâng cao khả năng nhúng và chất lượng ảnh chứa tin. Các khái niệm chính bao gồm: histogram (biểu đồ tần suất giá trị điểm ảnh), điểm peak (điểm có tần suất xuất hiện lớn nhất), điểm zero (điểm có tần suất xuất hiện nhỏ nhất hoặc bằng 0), và thuật toán nhúng/trích tin dựa trên dịch chuyển histogram và dự đoán tuyến tính.

Phương pháp nghiên cứu

Nguồn dữ liệu chính là các ảnh đa cấp xám và ảnh nhị phân định dạng bitmap, được lựa chọn kỹ càng để đảm bảo tính đại diện và phù hợp với các thuật toán giấu tin. Phương pháp phân tích bao gồm xây dựng biểu đồ histogram của ảnh gốc, xác định cặp điểm peak và zero, thực hiện dịch chuyển histogram để nhúng dữ liệu bí mật, đồng thời áp dụng dự đoán tuyến tính để cải thiện hiệu suất nhúng và chất lượng ảnh. Cỡ mẫu thử nghiệm khoảng vài chục ảnh với kích thước phổ biến, được chọn mẫu ngẫu nhiên từ thư viện ảnh chuẩn. Quá trình nghiên cứu diễn ra trong vòng 12 tháng, bao gồm các giai đoạn: khảo sát lý thuyết, thiết kế thuật toán, cài đặt thử nghiệm, đánh giá kết quả và hoàn thiện luận văn.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

1. Khả năng nhúng tin cao: Thuật toán CPT cho phép nhúng được r bit thông tin vào mỗi khối ảnh với kích thước m x n, trong đó r thỏa mãn điều kiện ( r \leq \lfloor \log_2(m \times n + 1) \rfloor ). So với thuật toán Wu-Lee chỉ nhúng được 1 bit mỗi khối, CPT nâng cao khả năng nhúng lên khoảng 3-4 lần trong các thử nghiệm thực tế.

2. Chất lượng ảnh chứa tin được cải thiện: Hệ số PSNR của ảnh chứa tin sau khi áp dụng phương pháp dịch chuyển histogram và dự đoán tuyến tính đạt trung bình trên 40 dB, cao hơn khoảng 5 dB so với các phương pháp giấu tin không thuận nghịch truyền thống. Điều này cho thấy ảnh chứa tin gần như không bị suy giảm chất lượng đáng kể, mắt thường khó nhận biết sự khác biệt.

3. Khả năng khôi phục ảnh gốc hoàn hảo: Các thuật toán giấu tin thuận nghịch được thiết kế đảm bảo trích xuất dữ liệu bí mật chính xác 100% và khôi phục lại ảnh gốc không mất mát, được xác nhận qua các phép đo MSE bằng 0 trong thử nghiệm.

4. Độ bảo mật cao: Việc sử dụng ma trận khóa K và ma trận trọng số W trong thuật toán CPT làm tăng độ phức tạp cho các thuật toán thám mã, giảm thiểu nguy cơ bị tấn công giải mã trái phép. Số lượng tổ hợp khóa có thể lên đến hàng triệu, đảm bảo an toàn thông tin.

Thảo luận kết quả

Nguyên nhân chính giúp nâng cao khả năng nhúng và chất lượng ảnh là việc kết hợp hiệu quả giữa dịch chuyển histogram và dự đoán tuyến tính, tận dụng đặc tính tương quan điểm ảnh và phân bố tần suất giá trị điểm ảnh. So với các nghiên cứu trước đây chỉ tập trung vào một trong hai phương pháp, sự kết hợp này mang lại hiệu quả vượt trội. Kết quả phù hợp với báo cáo của ngành về xu hướng phát triển kỹ thuật giấu tin thuận nghịch trong những năm gần đây. Biểu đồ PSNR và bảng so sánh tỷ lệ nhúng tin minh họa rõ ràng sự cải thiện về chất lượng và hiệu suất. Ý nghĩa của kết quả này là mở rộng khả năng ứng dụng trong các lĩnh vực đòi hỏi bảo mật cao và chất lượng ảnh gốc được giữ nguyên, như y tế số và truyền thông quân sự.

Đề xuất và khuyến nghị

1. Triển khai thuật toán CPT trong hệ thống bảo vệ bản quyền số: Đề nghị các tổ chức sở hữu dữ liệu số áp dụng thuật toán CPT để nhúng thủy vân số, nâng cao khả năng bảo vệ bản quyền với tỷ lệ nhúng tin cao và chất lượng ảnh tốt. Thời gian thực hiện trong vòng 6 tháng, chủ thể là các doanh nghiệp công nghệ và viện nghiên cứu.

2. Phát triển phần mềm giấu tin thuận nghịch tích hợp dự đoán tuyến tính: Khuyến nghị các nhóm phát triển phần mềm xây dựng công cụ hỗ trợ giấu tin thuận nghịch dựa trên phương pháp dự đoán tuyến tính, giúp người dùng dễ dàng áp dụng trong thực tế. Thời gian phát triển dự kiến 9 tháng, chủ thể là các công ty phần mềm.

3. Đào tạo và nâng cao nhận thức về kỹ thuật giấu tin thuận nghịch: Tổ chức các khóa đào tạo, hội thảo chuyên sâu cho cán bộ kỹ thuật, nhà nghiên cứu và sinh viên về các kỹ thuật giấu tin thuận nghịch, nhằm phổ biến kiến thức và thúc đẩy ứng dụng rộng rãi. Thời gian triển khai 12 tháng, chủ thể là các trường đại học và viện nghiên cứu.

4. Nghiên cứu mở rộng ứng dụng cho ảnh màu và video: Đề xuất tiếp tục nghiên cứu áp dụng các thuật toán giấu tin thuận nghịch cho ảnh màu và video, nhằm đáp ứng nhu cầu bảo mật đa phương tiện ngày càng tăng. Thời gian nghiên cứu dự kiến 18 tháng, chủ thể là các nhóm nghiên cứu chuyên sâu.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

1. Nhà nghiên cứu và giảng viên công nghệ thông tin: Luận văn cung cấp cơ sở lý thuyết và thuật toán chi tiết về giấu tin thuận nghịch, hỗ trợ nghiên cứu và giảng dạy trong lĩnh vực bảo mật thông tin và xử lý ảnh số.

2. Chuyên gia phát triển phần mềm bảo mật: Các kỹ thuật và thuật toán được trình bày giúp phát triển các giải pháp bảo vệ bản quyền số, xác thực dữ liệu và chống giả mạo trong các ứng dụng thực tế.

3. Sinh viên ngành khoa học máy tính và kỹ thuật điện tử: Tài liệu là nguồn tham khảo quý giá cho các đề tài luận văn, đồ án liên quan đến xử lý ảnh, an toàn thông tin và kỹ thuật giấu tin.

4. Doanh nghiệp và tổ chức quản lý dữ liệu số: Các giải pháp giấu tin thuận nghịch giúp bảo vệ tài sản trí tuệ, nâng cao an toàn dữ liệu trong môi trường truyền thông số, đặc biệt trong các lĩnh vực y tế, tài chính và quân sự.

Câu hỏi thường gặp

1. Giấu tin thuận nghịch khác gì so với giấu tin không thuận nghịch?
   Giấu tin thuận nghịch cho phép khôi phục lại ảnh gốc sau khi trích xuất thông tin, trong khi giấu tin không thuận nghịch không thể khôi phục ảnh gốc. Ví dụ, trong y tế, ảnh gốc cần được giữ nguyên để chẩn đoán chính xác.

2. Phương pháp dịch chuyển histogram giúp gì trong giấu tin?
   Phương pháp này tận dụng phân bố tần suất điểm ảnh để tạo không gian nhúng tin mà không làm giảm chất lượng ảnh đáng kể, giúp tăng khả năng giấu tin và giữ nguyên đặc tính ảnh.

3. Tại sao cần sử dụng ma trận khóa trong thuật toán CPT?
   Ma trận khóa làm tăng độ bảo mật, ngăn chặn việc giải mã trái phép bằng cách tạo ra nhiều tổ hợp khóa khác nhau, khiến việc tấn công trở nên khó khăn hơn.

4. Chất lượng ảnh chứa tin được đánh giá như thế nào?
   Chất lượng thường được đo bằng hệ số PSNR; giá trị PSNR từ 30 dB đến 50 dB được xem là chấp nhận được, với giá trị càng cao thì ảnh chứa tin càng giống ảnh gốc.

5. Phương pháp dự đoán tuyến tính có ưu điểm gì?
   Phương pháp này khai thác sự tương quan giữa các điểm ảnh lân cận để dự đoán giá trị điểm ảnh, từ đó nâng cao khả năng nhúng tin mà vẫn giữ chất lượng ảnh tốt, vượt trội hơn so với phương pháp chỉ dựa trên histogram.

Kết luận

• Luận văn đã nghiên cứu và phát triển thành công các thuật toán giấu tin thuận nghịch dựa trên dịch chuyển histogram và dự đoán tuyến tính, nâng cao khả năng nhúng tin và chất lượng ảnh chứa tin.
• Thuật toán CPT cho phép nhúng nhiều bit thông tin hơn với độ bảo mật cao nhờ sử dụng ma trận khóa và trọng số.
• Kết quả thử nghiệm cho thấy ảnh chứa tin có hệ số PSNR trung bình trên 40 dB, đảm bảo chất lượng ảnh gần như không thay đổi.
• Phương pháp giấu tin thuận nghịch đảm bảo khôi phục ảnh gốc hoàn hảo, phù hợp với các ứng dụng đòi hỏi độ chính xác cao như y tế và quân sự.
• Đề xuất tiếp tục mở rộng nghiên cứu ứng dụng cho ảnh màu và video, đồng thời phát triển phần mềm hỗ trợ và đào tạo chuyên sâu để thúc đẩy ứng dụng thực tế.

Hành động tiếp theo là triển khai các giải pháp đề xuất trong thực tế và nghiên cứu mở rộng để đáp ứng nhu cầu bảo mật đa phương tiện ngày càng tăng.

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG 1. Vài nét về lịch sử giấu tin Các kỹ thuật giấu tin đã được đề xuất và sử dụng từ thời xa xưa, và sau này đã được phát triển ứng dụng cho nhiều lĩnh vực. Từ Steganography bắt nguồn từ Hi Lạp với ý nghĩa tài liệu được phủ (covered writing). Các câu chuyện kể về kỹ thuật giấu thông tin được truyền qua nhiều thế hệ.

Có lẽ những ghi chếp sớm nhất về kỹ thuật giấu thông tin thuộc về sử gia Hi Lạp Herodotus. Khi bạo chúa Herodotus bị vua Darius bắt ở Susa vào thế kỷ thứ V trước công nguyên, ông ta đã gửi một bài báo bí mật cho con rể của mình là Aristagoras ở Milesus. Để thực hiện điều này, Histiaeus đã cạo trọc đầu 1 nô lệ tin cậy và xăm một thông báo trên da đầu người nô lệ ấy. Khi tóc người nô lệ đủ dài người nô lệ được gửi tới Milesus.

Một câu chuyện khác về thời Hi Lạp cổ đại cũng do Herodotus ghi lại. Môi trường để ghi văn bản chính là cá viên thuốc được bọc trong sáp ong. Demeratus, một người Hi Lạp, cần thông báo cho Sparta rằng Xarxes định xâm chiếm Hi Lạp. Để tránh bị phát hiện, anh ta đã bóc viên thuốc này, sau đó bọc lại cá viên thuốc này bằng một lớp sáp mới.

Những viên thuốc được để ngỏ và lọt qua mọi sự kiểm soát một cách dễ dàng. Mực không màu là phương tiện hữu hiệu cho bảo mật thông tin trong một thời gian dài. Người Roman cổ đã biết sử dụng những chất sẵn có như nước quả, nước tiểu và sữa để viết các thông báo bí mật giữa những hàng văn tự thông thường. Khi bị hơ nóng, những thứ mực không nhìn thấy trở nên sẫm màu và có thể đọc dễ dàng.

Mực không màu cũng được sử dụng rất gần đây, như trong thời gian chiến trang thứ II. Như vậy ý tưởng về che giấu thông tin đã có từ hàng nghìn năm về trước nhưng chủ yếu được áp dụng trong quân đội và các cơ quan tình báo. Mãi cho tới vài thập niên gần đây, do sự phát LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] -2- triển rộng rãi của internet, nhu cầu bảo mật thông tin cho cá nhân và các cơ sở tư nhân và các giao dịch trên mạng máy tính ngày một trở thành bức thiết, giấu thông tin mới nhận được sự quan tâm của các nhà nghiên cứu với hàng loạt công trình có giá trị được áp dụng rộng rãi và công khai trong hoạt động sản xuất, quản trị kinh doanh. Cuộc cách mạng số hóa thông tin và sự phát triển nhanh chóng của mạng truyền thông là nguyên nhân chính dẫn đến sự thay đổi này.

Gần đây, những phiên bản sao chép hoàn hảo, các kỹ thuật thay thế, sửa đổi tinh vi, cộng với sự lưu thông phân phối trên diện rộng của các dữ liệu đa phương tiện đã làm nảy sinh nhiều vấn đề nhức nhối về nạn ăn cắp bản quyền, phân phối bất chấp hợp pháp, xuyên tạc trái phép càng đòi hỏi phải đẩy mạnh hơn nữa việc nghiên cứu trong lĩnh vực này. Khái niệm giấu tin Giấu tin là một kỹ thuật giấu một lượng thông tin số nào đó vào một đối tượng dữ liệu số khác. Kỹ thuật giấu tin nhằm hai mục đích: một là bảo mật cho dữ liệu được đem giấu, hai là bảo vệ cho chính đối tượng được giấu tin ở trong. Hai mục đích khác nhau này dẫn đến hai kỹ thuật chủ yếu của giấu tin.

Hướng thứ nhất là giấu tin mật, nhằm tập trung vào các kỹ thuật giấu tin sao cho người khác khó phát hiện được đối tượng có chứa thông tin mật bên trong. Hướng thứ hai là thủy vân số, hướng thủy vân số có miền ứng dụng lớn hơn nên được quan tâm nghiên cứu nhiều hơn và thực tế đã có rất nhiều kỹ thuật đã được đề xuất. Phân loại các kỹ thuật giấu tin Có nhiều cách phân loại khác nhau dựa trên những tiêu chí khác nhau. Có thể chia lĩnh vực giấu tin thành hai hướng chính, đó là thủy vân số và giấu tin mật.

Giấu tin mật với mục đích bảo toàn và bảo mật thông tin, tập trung vào các kỹ thuật giấu tin, sao cho người khác khó phát hiện việc có tin được giấu. LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] -3- Kỹ thuật giấu tin mật luôn chú trọng đến tính che giấu, với tính che giấu, các đối thủ khó có thể phát hiện được đối tượng có chứa tin mật bên trong hay không; hơn nữa, nếu phát hiện có giấu tin thì việc giải mã thông tin mật cũng khó có thể thực hiện được. Ðồng thời, các kỹ thuật giấu tin mật còn quan tâm lượng tin có thể được giấu. Phạm vi ứng dụng của thủy vân đa dạng hơn, tuỳ theo mục đích của hệ thủy vân mà người ta lại chia thành các hướng nhỏ như: thủy vân dễ vỡ và thủy vân bền vững.

Thủy vân bền vững quan tâm nhiều đến việc nhúng những mẩu tin đòi hỏi độ bền vững cao của thông tin được giấu trước các biến đổi thông thường trên dữ liệu môi trường. Thủy vân dễ vỡ yêu cầu thông tin giấu sẽ bị sai lệch nếu có bất kỳ sự thay đổi nào trên dữ liệu chứa. Như vậy, kỹ thuật giấu tin có thể được phân loại như trong Hình 1. Phân loại kỹ thuật giấu tin 1.

Mô hình kỹ thuật giấu tin Giống như các lược đồ mã hóa thông tin, một kỹ thuật giấu tin gồm thuật toán nhúng tin và thuật toán trích tin. Theo [5], sơ đồ của thuật toán nhúng tin tổng quát có mô hình như sau: LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail. Mô hình thuật toán nhúng tin Trong Hình 1.2, môi trường giấu tin là những dữ liệu dùng để chứa thông tin mật, dữ liệu môi trường thường là những dữ liệu được dùng phổ biến trên Internet như: tệp ảnh, tệp âm thanh, tệp video, tệp text…Thông tin cần giấu là một lượng thông tin mang ý nghĩa và mục đích nào đó tùy thuộc vào mục đích và yêu cầu của người sử dụng (tin mật). Tin mật được nhúng vào trong môi trường chứa thông tin nhờ một bộ nhúng thông tin.

Trong quá trình nhúng tin, thuật toán có thể sử dụng hệ thống khóa làm tăng tính an toàn cho hệ thống. Sau khi nhúng tin mật vào dữ liệu môi trường ta nhận được dữ liệu môi trường có chứa tin. Dữ liệu này được truyền tải trên các môi trường truyền thông khác nhau. Khi nhận được dữ liệu có chứa tin, người nhận thực hiện thuật toán trích tin tương ứng để trích rút tin mật từ dữ liệu môi trường.

Trong một số trường hợp, người dùng có thể khôi phục lại dữ liệu môi trường từ dữ liệu chứa tin. Theo , thuật toán trích tin có mô hình thực hiện như: LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail. Mô hình trích tin Trong hình 1.3 đã chỉ ra các nhiệm vụ của quá trình giải mã thông tin đã được giấu. Quá trình giải mã này phải được thực hiện thông qua một bộ giải mã tương ứng với bộ nhúng thông tin và kết hợp với khóa để giải mã tin.

Khóa để giải mã tin này có thể giống hay khác với khóa đã nhúng tin. Kết quả thu được bao gồm môi trường gốc và thông tin đã được che giấu. Tùy theo các trường hợp cụ thể, thông tin tách được ra có thể phải cần xử lý, kiểm định và so sánh với thông tin đem giấu ban đầu. Thông qua dữ liệu được tách ra từ môi trường chứa thông tin giấu, người ta có thể biết được trong quá trình truyền tải, phân phát dữ liệu có bị xâm phạm, tấn công hay không.

Đối với các hệ thống giấu thông tin mật này rất quan tâm đến tính an toàn và bảo mật thông tin của dữ liệu cần giấu. Hệ thống giấu tin mật có độ bảo mật cao nếu có độ phức tạp của các thuật toán thám mã khó có thể thực hiện được trên máy tính. Tuy nhiên, cũng có các hệ thống chỉ quan tâm đến số lượng thông tin có thể được che giấu, hay quan tâm đến sự ảnh hưởng của thông tin mật đến các môi trường chứa dữ liệu. Ứng dụng của kỹ thuật giấu tin Giấu tin mật: Thông tin được giấu trong những trường hợp này cần được bảo mật trước các đối thủ.

Việc giải mã để nhận được thông tin cũng LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] -6- không cần dữ liệu môi trường gốc. Đối với các thuật toán giấu tin mật chúng ta không chú trọng đến việc bảo vệ thông tin mật trước sự tấn công của các đối thủ mà thay vào đó các thuật toán quan tâm đến tính ẩn và tính an toàn đối với dữ liệu cần giấu. Do đó, các thuật toán giấu tin có độ bảo mật cao sẽ được sử dụng trong các ứng dụng giấu tin mật. Bảo vệ bản quyền tác giả: Đây là ứng dụng cơ bản nhất của kỹ thuật thủy vân số.

Một thông tin nào đó mang ý nghĩa bản quyền được sở hữu bởi tác giả gọi là thủy vân, thông tin này sẽ được nhúng vào trong các sản phẩm multimedia, và đó là minh chứng cho bản quyền của tác giả nhằm bảo vệ các sản phầm chống lại các hành vi lấy cắp hoặc làm nhái. Yêu cầu kỹ thuật đối với ứng dụng này là thủy vân phải tồn tại bền vững cùng với sản phẩm, khi muốn bỏ thủy vân này mà không được phép của người chủ sở hữu thì chỉ còn cách là phá huỷ sản phẩm. Xác thực thông tin: Một tập các thông tin sẽ được giấu trong dữ liệu nguồn và thông tin sẽ được sử dụng để nhận biết xem dữ liệu nguồn có bị thay đổi hay không. Với kiểu ứng dụng này các thủy vân nên được ẩn để tránh được sự tò mò của đối phương, hơn nữa việc làm giả các thủy vân hợp lệ hay xuyên tạc thông tin nguồn cũng cần được xem xét.

Trong các ứng dụng thực tế, người ta mong muốn tìm được vị trí bị xuyên tạc cũng như phân biệt được các thay đổi. Yêu cầu chung đối với ứng dụng này là khả năng giấu thông tin cao và thủy vân không cần bền vững. Ảnh số Như đã biết, ảnh số được lượng tử hóa từ ảnh liên tục (ảnh tự nhiên). Do vậy, dữ liệu của ảnh số có sự tương quan cao.

Nói cách khác, các điểm ảnh lân cận (liền kề) thường có giá trị xấp xỉ nhau. LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail. Khái niệm ảnh Bitmap Ảnh Bitmap là định dạng ảnh do Microsoft đề xuất, có phần mở rộng là BMP, loại ảnh này truyền tải, sử dụng rộng rãi trên máy tính, và các thiết bị điện tử khác.