TỔNG LIÊN ĐOÀN LAO ĐỘNG VIỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÔN ĐỨC THẮNG KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ẨN THÔNG TIN TRONG ẢNH GVHD : TS.NGUYỄN THANH BÌNH SVTH : LƯƠNG XUÂN TRUNG PHÙNG THỊ MỸ VIÊN Lớp : 08TH2D Khoá : 12 TP. Hồ Chí Minh, tháng 07 năm 2012 TỔNG LIÊN ĐOÀN LAO ĐỘNG VIỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÔN ĐỨC THẮNG KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ẨN THÔNG TIN TRONG ẢNH GVHD : TS.NGUYỄN THANH BÌNH SVTH : LƯƠNG XUÂN TRUNG PHÙNG THỊ MỸ VIÊN Lớp : 08TH2D Khoá : 12 TP. Hồ Chí Minh, tháng 07 năm 2012 LỜI CẢM ƠN Nhóm em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc nhất tới giảng viên hướng dẫn TS.Nguyễn Thanh Bình, thầy đã tận tình hướng dẫn và giúp đỡ chúng em rất nhiều trong quá trình tìm hiểu và nghiên cứu để chúng em có thể hoàn thành tốt đề tài tốt nghiệp của mình. Nhóm em xin gửi lời cảm ơn đến Ban giám hiệu và các thầy cô giảng viên của trường đại học Tôn Đức Thắng đã giảng dạy chúng em trong suốt 4 năm học, cung cấp cho chúng em những kiến thức chuyên môn cần thiết và quý báu giúp chúng em hiểu rõ hơn các lĩnh vực nghiên cứu để hoán thành đề tài dược giao.
Xin cảm ơn bạn bè và gia đình đã động viên cổ vũ, đóng góp ý kiến, và trao đổi trong suốt quá trình học tập cũng như làm tốt nghiệp, giúp chúng em hoàn thành để tài đúng thời hạn. NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN. NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN PHẢN BIỆN. LỜI NÓI ĐẦU Trong thời đại bùng nổ thông tin ngày này, vấn đề bảo mật đang được đẩy mạnh và phát triển với nhiều cách thức bảo mật để thông tin luôn được an toàn khi lưu thông trên mạng thông tin.
Với việc luôn có những cách thức mới để bảo mật an toàn thông tin, chúng em chọn đề tài này để tìm hiểu và nghiên cứu cách thức bảo mật thông tin nhúng, là cách thức giấu thông tin vào một vật chủ nhằm đánh lạc hướng cũng như che giấu đi phần thông tin nhạy cảm được bảo mật. Giấu tin mật (steganography) là một lĩnh vực khoa học và nghệ thuật giấu thông tin trong đa phương tiện. Hệ thống Steganography giấu các thông tin mật số vào trong đối tượng số khác mà khó bị phát hiện bằng kỹ thuật thông thường. Trước kia con người sử dụng ẩn các hình xăm hoặc mực vô hình để truyền thông điệp mật.
Ngày nay nhờ có máy tính và công nghệ mạng công việc truyền thông tin mật trở nên dễ dàng và hiệu quả hơn. Trong đồ án này chúng em tìm hiểu về kỹ thuật ẩn thông tin trong ảnh số, với việc áp dụng các thuật toán giấu tin trong ảnh nhị phân từ đó nâng cấp lên với ảnh màu, với một số định dạng ảnh đang sử dụng phổ biến hiện nay. Bằng việc nâng cấp thuật toán đã có sẵn để tăng tính bảo mật và tăng thêm lượng thông tin được giấu, dựa vào thuật toán để hiện thực ứng dụng hoàn chỉnh chạy trên môi trường Window MỤC LỤC DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT.3 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ.3 DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU .4 DANH MỤC CÁC BIỂU ĐỒ. Giới thiệu đề tài.
Nội dung đề tài. Giới hạn đề tài. Cấu trúc luận văn. Tổng quan về giấu tin trong ảnh.
Giới thiệu chung về giấu tin trong ảnh. Một số ứng dụng giấu tin trong ảnh. Một số đặc điểm của việc giấu tin trong ảnh. Sự khác nhau giấu tin trong ảnh màu và ảnh đen trắng.
Các phương pháp bảo vệ thông tin. Phương pháp bảo vệ thông thường. Phương pháp bảo vệ vật lý. Phương pháp bảo vệ dùng phần mềm.
Đánh giá độ an toàn bảo mật thông tin. An toàn phần mềm. Sự phát triển công nghệ và các ảnh hưởng. Các định dạng ảnh thường dùng.
Định dạng ảnh. Định dạng ảnh. Định dạng ảnh. Định dạng ảnh.
Phương pháp đánh giá. Các kỹ thuật giấu tin trong ảnh. Kỹ thuật Injection. Kỹ thuật Substitution.
Kỹ thuật Generation. Kỹ thuật giấu tin trong ảnh sử dụng LSB. Các khái niệm cơ bản. Thuật toán LSB.
Thuật toán CPT. Ứng dụng thuật toán trong ảnh màu .PHÂN TÍCH VÀ THIẾT KẾ HỆ THỐNG. Môi trường làm việc. Thuật toán đề xuất.
Loại ảnh được sử dụng vào giấu tin và phương pháp thực hiên:. Tổ chức và hiện thực chương trình. Thiết kế bộ mã hóa và giải mã cho dữ liệu giấu. Thiết kế chương trình giấu tin vào ảnh và tách tin từ ảnh .HIỆN THỰC HỆ THỐNG.
Giao diện chính của chương trình. Các chức năng chính của chương trình. Chức năng giấu tin. Chức năng tách tin.
Kết quả thực nghiệm. Kết quả đạt được. Ưu và nhược điểm. Hướng mở rộng và phát triển trong tương lai .51 TÀI LIỆU THAM KHẢO.
2 DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT LSB least significant bits Các bit có trọng số thấp PSNR peak signal-to-noise ratio Tỉ số tín hiệu cực đại trên nhiễu MSE mean squared error Sai số trung bình GIF Graphics Interchange Định dạng ảnh đồ họa GIF Format BMP BitMap ảnh không nén bitmap JPEG Joint Photographic Expert Ảnh nén JPEG Group CPT Yu-Yuan Chen, Hsiang- Thuật toán giấu tin trong ảnh Kuang Pan, Yu-Chee Tseng nhị phân Wu-Lee M.LEE Một thuật toán giấu tin trong ảnh nhị phân Audio Các định dạng file âm thanh Video Các định dạng file phim Image Các định dạng file hình ảnh Steganography Giấu thông tin trong ảnh DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Hình 2. Một ảnh thẻ chứng minh đã được giấu tin sử dụng trong công tác nhận dạng Hình 2. Ảnh màu sau khi giấu tin rất khó phát hiện sự thay đổi Hình 2. Ảnh đen trắng sau khi giấu cùng một lượng thông tin như ảnh màu nhưng chất lượng kém hơn (rất nhiều chấm đen lạ).4: Thuật toán LSB Hình 2.5: So sánh ảnh thuật toán LSB Hình 2.6: So sánh hình thay đổi kênh màu xanh Hình 2.7: Thuật toán LSB trong ảnh màu Hình 3.1: Sơ đồ gửi tin Hình 3.2: Sơ đồ người nhận tin Hình 3.3: Sơ đồ giấu thông tin Hình 3.4: Sơ đồ giải mã tin Hình 4.1: Giao diện chính chương trình Hình 4.2: Chức năng mã hóa Hình 4.3: Chức năng giấu file dạng text Hình 4.4: Chức năng giấu file hình ảnh Hình 4.5: Giao diện mở file hình ảnh Hình 4.6: Chức năng giấu file âm thanh Hình 4.7: Màn hình mở file âm thanh Hình 4.8: Chức năng giấu file dạng Video Hình 4.9: Màn hình mở file Video Hình 4.10: Giao diện chức năng giải mã Hình 4.11: Giao diện giải mã thông tin dạng text Trang.12: Giao diện giải mã thông tin dạng hình ảnh Hình 4.13: Giao diện giải mã thông tin dạng âm thanh Hình 4.14: Giao diện giải mã thông tin dạng Video Hình 4.15: Giao diện chức năng lưu tin đã giấu Hình 4.16: Ảnh trước và sau khi giấu tin Hình 4.17: Thuộc tính của ảnh trước và sau khi giấu DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU Bảng 2.1: Bảng so sánh ảnh màu và ảnh đen trắng Bảng 2.2: Cấu trúc định dạng ảnh BMP Bảng 4.1: Giấu tin dạng text Bảng 4.2: Thống kê giấu tin dạng imge Bảng 4.3: Thống kê giấu tin dạng audio Bảng 4.4: Thống kê giấu tin dạng Video DANH MỤC CÁC BIỂU ĐỒ Biểu đồ 4.1: So sánh chỉ số PSNR sau khi giấu tin dạng Text giải thuật LSB và giải thuật đã đề xuất Biểu đồ 4.2: So sánh chỉ số PSNR sau khi giấu tin dạng Image giải thuật LSB và giải thuật đã đề xuất Biểu đồ 4.3: So sánh chỉ số PSNR sau khi giấu tin dạng Audio giải thuật LSB và giải thuật đã đề xuất Biểu đồ 4.4: So sánh chỉ số PSNR sau khi giấu tin dạng Video giải thuật LSB và giải thuật đã đề xuất Trang.
Giới thiệu đề tài Ngày nay, với sự ra đời và phát triển của mạng Internet. Mọi người đều có thể kết nối vào Internet, tìm kiếm thông tin một cách dễ dàng thông qua nhà cung cấp dịch vụ mạng. Sự phát triển nhanh chóng của khoa học kỹ thuật trên nhiều lĩnh vực đặc biệt là trong lĩnh vực đa phương tiện (multimedia) làm cho sự sản xuất, quản lý và phân phối các sản phẩm này: hình ảnh, âm thanh… rất dễ dàng. Cùng với sự phổ biến rộng rãi các mạng internet tốc độ cao, làm cho quá trình phân phối chúng trở nên rất nhanh chóng, dễ dàng, đem lại những thuận lợi to lớn thông qua hệ thống thương mại điện tử.
Với môi trường mở và tiện nghi như thế, các hệ thống mạng hiện đại trở thành phương tiện phân phối tài liệu một cách nhanh chóng và kinh tế. Tuy nhiên, việc phân phối một cách phổ biến các tài nguyên trên mạng hiện nay luôn gặp phải vấn nạn sao chép và sử dụng không hợp pháp như: Xâm phạm bản quyền, truy cập trái phép, xuyên tạc, giả mạo thông tin…Đi đôi với sự phát triển của công nghệ máy tính thì tình trạng sử dụng bất hợp pháp các sản phẩm số (tệp tin tài liệu, chương trình, âm thanh và hình ảnh.) ngày càng tăng, do các tệp tin số có thể sao chép dễ dàng giữa các máy tính. Dẫn đến tình trạng vi phạm bản quyền số đang xảy ra hàng ngày, hàng giờ trên khắp thế giới. Nhằm bảo vệ các sản phẩm số không bị sử dụng trái phép, song song với việc kêu gọi ý thức tự giác thực thi luật bản quyền, các công ty công nghệ lớn trên thế giới đã và đang thực hiện các giải pháp kỹ thuật kiểm soát bản quyền số.
Một trong những vấn đề được đặt ra là làm sao bảo vệ quyền sở hữu đối với các sản phẩm đa phương tiện này. Đứng trước tình hình đó vấn đề về bảo mật thông tin hiện nay luôn nhận được sự quan tâm đặc biệt trong nhiều lĩnh vực. Thực ra từ trước khi có sự xuất hiện của máy tính, an toàn thông tin đã là đòi hỏi từ rất lâu, có thể cách đây hàng nghìn năm đã phát triển dưới dạng các mật mã học. Từ cách thức bảo mật đơn giản sử dụng chỉ bút và giấy đôi khi là có sự hỗ trợ của cơ khí và vật mang tin có thể là con người, hoặc một vật nào đó có ý nghĩa.
Ngày này có sự hỗ trợ của máy tính thông minh thì việc bảo mật cho thông tin đã có sự khác biệt hoàn toàn và sự phát triển theo hướng hoàn toàn mới. Hiện nay các thông tin thường được lưu giữ dưới dạng số, và với môi trường mạng như hiện nay thì việc các thông tin bị đánh cắp và sửa đổi có thể xảy ra bất cứ lúc nào.