Luận văn thạc sĩ về phương pháp bảo vệ bản quyền tài liệu số hóa tại VNU UET

Luận văn thạc sĩ VNU UET nghiên cứu phương pháp bảo vệ bản quyền tài liệu số hóa, góp phần nâng cao an ninh thông tin và bảo vệ tài sản trí tuệ.

• Tác giả: Lê Thụy
• Trường học: Đại học Quốc gia Hà Nội
• Chuyên ngành: Khoa học máy tính
• Đề tài: Nghiên cứu phương pháp bảo vệ bản quyền tài liệu số hóa
• Loại tài liệu: Luận văn
• Năm xuất bản: 2008
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• MỞ ĐẦU
• 1. CHƯƠNG 1: CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN
• 1.1. Phân loại các hệ mã hóa
• 1.2. Một số hệ mã hóa cụ thể
• 1.3. Một số tính chất cơ bản của hàm băm
• 1.4. Cấu trúc cơ bản của các thuật toán băm mật mã
• 1.5. Phân loại chữ ký điện tử
• 1.6. Một số sơ đồ chữ ký cụ thể
• 1.7. THỦY VÂN SỐ
• 1.7.1. Khái niệm giấu tin
• 1.7.2. Khái niệm Thủy vân số
• 1.7.3. Phân loại thủy vân số
• 1.7.4. Thủy vân số trong dữ liệu đa phương tiện
• 1.8. VẤN ĐỀ BẢO VỆ BẢN QUYỀN TÀI LIỆU SỐ
• 2. CHƯƠNG 2: CẤU TRÚC MỘT SỐ TỆP DỮ LIỆU PHỔ BIẾN TRÊN INTERNET
• 2.1. ÂM THANH VÀ MỘT SỐ CẤU TRÚC FILE ÂM THANH
• 2.1.1. Các đặc tính của âm thanh
• 2.1.2. Số hóa tín hiệu âm thanh tương tự
• 2.1.3. Mô số cấu trúc file âm thanh số
• 2.2. ẢNH SỐ VÀ CÁC CẤU TRÚC FILE ẢNH
• 2.2.1. Màu sắc và các mô hình màu
• 2.2.1.1. Mô hình màu RGB
• 2.2.1.2. Mô hình màu CMY
• 2.2.1.3. Mô hình màu HSV
• 2.2.2. Một số loại ảnh
• 3. CHƯƠNG 3: MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP BẢO VỆ BẢN QUYỀN TÀI LIỆU SỐ
• 3.1. PHƯƠNG PHÁP BẢO MẬT
• 3.2. PHƯƠNG PHÁP XÁC THỰC
• 3.2.1. Xác thực đồng nhất (toàn vẹn dữ liệu)
• 3.2.2. Xác thực thực thể
• 3.3. PHƯƠNG PHÁP CHỐNG CHỐI BỎ
• 3.3.1. Sơ đồ chữ ký chống chối cãi có “trọng tài”
• 3.3.2. Sơ đồ chữ ký chống chối cãi Chaum-van Antverpen
• 3.4. PHƯƠNG PHÁP KẾT HỢP CHỮ KÝ SỐ VÀ CHỨNG CHỈ SỐ
• 3.4.1. Mô hình xác thực bản quyền sử dụng chứng chỉ số
• 3.4.2. Sự chứng nhận và kiểm tra chữ ký
• 3.5. PHƯƠNG PHÁP THỦY VÂN SỐ
• 3.5.1. Kỹ thuật thủy vân LSB ứng dụng chống xuyên tạc ảnh
• 3.5.1.1. Kỹ thuật LSB (Least Signification Bits)
• 3.5.1.2. Thuật toán nhúng thủy vân bằng kỹ thuật LSB
• 3.5.2. Kỹ thuật thủy vân bền vững trên miền tần số
• 3.5.2.1. Biến đổi Cosin rời rạc – DCT
• 3.5.2.2. Thuật toán nhúng thủy vân
• 4. CHƯƠNG 4: THỬ NGHIỆM CHƯƠNG TRÌNH
• 4.1. MỘT SỐ GIAO DIỆN CỦA CHƯƠNG TRÌNH
• 4.2. MỘT SỐ ĐOẠN MÃ NGUỒN QUAN TRỌNG
• DANH MỤC HÌNH VẼ

Tóm tắt

I. Tổng quan về nghiên cứu phương pháp bảo vệ bản quyền tài liệu số hóa tại VNU UET

Nghiên cứu phương pháp bảo vệ bản quyền tài liệu số hóa tại VNU UET là một chủ đề quan trọng trong bối cảnh phát triển công nghệ thông tin hiện nay. Việc số hóa tài liệu mang lại nhiều lợi ích, nhưng cũng đặt ra nhiều thách thức về quyền sở hữu trí tuệ. Bài viết này sẽ trình bày tổng quan về các phương pháp bảo vệ bản quyền tài liệu số hóa, từ đó giúp nâng cao nhận thức và ứng dụng thực tiễn tại VNU UET.

1.1. Khái niệm về bản quyền tài liệu số hóa

Bản quyền tài liệu số hóa đề cập đến quyền sở hữu trí tuệ đối với các tài liệu đã được chuyển đổi sang định dạng số. Điều này bao gồm các quyền liên quan đến việc sao chép, phân phối và sử dụng tài liệu. Việc hiểu rõ khái niệm này là cần thiết để áp dụng các phương pháp bảo vệ hiệu quả.

1.2. Tầm quan trọng của việc bảo vệ bản quyền tài liệu số hóa

Bảo vệ bản quyền tài liệu số hóa không chỉ giúp bảo vệ quyền lợi của tác giả mà còn đảm bảo tính toàn vẹn và chất lượng của tài liệu. Điều này đặc biệt quan trọng trong môi trường học thuật, nơi mà việc sao chép và phân phối tài liệu diễn ra thường xuyên.

II. Các thách thức trong việc bảo vệ bản quyền tài liệu số hóa tại VNU UET

Việc bảo vệ bản quyền tài liệu số hóa tại VNU UET đối mặt với nhiều thách thức. Những thách thức này không chỉ đến từ công nghệ mà còn từ nhận thức của người dùng. Bài viết sẽ phân tích các vấn đề chính mà VNU UET đang gặp phải trong việc bảo vệ bản quyền tài liệu số hóa.

2.1. Vấn đề sao chép và phân phối trái phép

Sự phát triển của công nghệ số đã tạo điều kiện thuận lợi cho việc sao chép và phân phối tài liệu trái phép. Điều này gây khó khăn cho việc kiểm soát và bảo vệ bản quyền tài liệu số hóa tại VNU UET.

2.2. Nhận thức của người dùng về bản quyền

Nhiều người dùng vẫn chưa nhận thức đầy đủ về tầm quan trọng của việc bảo vệ bản quyền tài liệu số hóa. Điều này dẫn đến việc vi phạm bản quyền diễn ra phổ biến hơn, ảnh hưởng đến quyền lợi của tác giả và tổ chức.

III. Phương pháp bảo vệ bản quyền tài liệu số hóa hiệu quả tại VNU UET

Để bảo vệ bản quyền tài liệu số hóa, VNU UET cần áp dụng các phương pháp bảo vệ hiệu quả. Bài viết sẽ trình bày một số phương pháp chính được sử dụng để bảo vệ bản quyền tài liệu số hóa.

3.1. Sử dụng công nghệ mã hóa

Công nghệ mã hóa là một trong những phương pháp hiệu quả nhất để bảo vệ bản quyền tài liệu số hóa. Việc mã hóa tài liệu giúp ngăn chặn việc sao chép và truy cập trái phép, đảm bảo an toàn cho tài liệu.

3.2. Áp dụng thủy vân số

Thủy vân số là một kỹ thuật cho phép nhúng thông tin bản quyền vào tài liệu số mà không làm ảnh hưởng đến chất lượng của tài liệu. Kỹ thuật này giúp xác định nguồn gốc và quyền sở hữu của tài liệu.

3.3. Xây dựng chính sách bảo vệ bản quyền

Việc xây dựng chính sách bảo vệ bản quyền rõ ràng và cụ thể là rất cần thiết. Chính sách này cần được truyền đạt đến tất cả các thành viên trong tổ chức để nâng cao nhận thức và tuân thủ.

IV. Ứng dụng thực tiễn của các phương pháp bảo vệ bản quyền tại VNU UET

Các phương pháp bảo vệ bản quyền tài liệu số hóa đã được áp dụng tại VNU UET và mang lại nhiều kết quả tích cực. Bài viết sẽ trình bày một số ứng dụng thực tiễn của các phương pháp này.

4.1. Kết quả từ việc áp dụng công nghệ mã hóa

Việc áp dụng công nghệ mã hóa đã giúp VNU UET bảo vệ tài liệu số hóa hiệu quả hơn. Các tài liệu quan trọng được mã hóa, giảm thiểu rủi ro bị sao chép trái phép.

4.2. Thủy vân số trong tài liệu học thuật

Thủy vân số đã được sử dụng để bảo vệ các tài liệu học thuật tại VNU UET. Điều này không chỉ giúp xác định quyền sở hữu mà còn nâng cao giá trị của tài liệu.

V. Kết luận và tương lai của bảo vệ bản quyền tài liệu số hóa tại VNU UET

Bảo vệ bản quyền tài liệu số hóa tại VNU UET là một vấn đề cần được quan tâm và đầu tư. Bài viết sẽ đưa ra một số kết luận và dự đoán về tương lai của việc bảo vệ bản quyền tài liệu số hóa.

5.1. Tầm quan trọng của việc nâng cao nhận thức

Nâng cao nhận thức về bảo vệ bản quyền là rất cần thiết. Các chương trình đào tạo và hội thảo cần được tổ chức thường xuyên để giáo dục người dùng về tầm quan trọng của bản quyền.

5.2. Xu hướng phát triển công nghệ bảo vệ bản quyền

Công nghệ bảo vệ bản quyền sẽ tiếp tục phát triển và cải tiến. VNU UET cần theo kịp xu hướng này để đảm bảo an toàn cho tài liệu số hóa.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Sự bùng nổ của mạng Internet và công nghệ số hóa đã tạo ra bước ngoặt mang tính cách mạng trong phân phối sản phẩm tri thức, nhưng đồng thời làm gia tăng nguy cơ xâm phạm bản quyền với hàng triệu tài nguyên số bị sao chép trái phép mỗi ngày. Đặc thù của dữ liệu số hóa là khả năng nhân bản hoàn hảo đạt độ chính xác 100% so với bản gốc và kích thước tệp có thể lên tới 4GB mà không làm suy hao chất lượng. Thực trạng này đặt ra thách thức nghiêm trọng cho các tác giả, nhà phát hành và các tổ chức nghiên cứu trong việc bảo vệ quyền sở hữu trí tuệ. Luận văn thạc sĩ chuyên ngành Khoa học máy tính tại Trường Đại học Công nghệ – Đại học Quốc gia Hà Nội thực hiện năm 2008 tập trung giải quyết bài toán bảo vệ bản quyền tài nguyên số thông qua nghiên cứu chuyên sâu các cơ chế mật mã học, chữ ký điện tử và kỹ thuật thủy vân số đa phương tiện. Mục tiêu cốt lõi của đề tài là xây dựng mô hình bảo vệ bản quyền toàn diện cho các nhóm dữ liệu chủ đạo trên mạng Internet gồm âm thanh, hình ảnh và tài liệu số. Nghiên cứu xác lập phạm vi ứng dụng trên các định dạng phổ biến như âm thanh WAV tần số lấy mẫu 44.100 Hz, tệp MIDI 16 kênh và các định dạng ảnh Bitmap, JPEG, GIF với độ sâu màu lên đến 24-bit. Kết quả nghiên cứu mang lại ý nghĩa thực tiễn lớn, cung cấp giải pháp xác thực tính toàn vẹn đạt độ chính xác trên 98%, đồng thời ngăn chặn hiệu quả các hành vi xuyên tạc, sao chép trái phép và chối bỏ nguồn gốc tác phẩm trên không gian mạng.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu xây dựng trên nền tảng lý thuyết mật mã học hiện đại và lý thuyết xử lý tín hiệu số. Khung lý thuyết trọng tâm bao gồm hệ mã hóa khóa công khai RSA dựa trên bài toán phân tích thừa số nguyên tố lớn, thuật toán mã hóa ElGamal và chuẩn chữ ký số DSS (Digital Signature Standard) được chuẩn hóa từ năm 1994 với các tham số nguyên tố quy mô lớn nhằm đảm bảo an toàn tính toán tuyệt đối. Bên cạnh đó, lý thuyết hàm băm mật mã một chiều với các đặc tính kháng tiền ảnh và kháng xung đột kết hợp mã kiểm tra độ dư vòng CRC sử dụng đa thức sinh bậc 16 đóng vai trò kiểm soát tính toàn vẹn dữ liệu. Trong lĩnh vực thủy vân số, đề tài vận dụng sâu sắc mô hình hệ thống thị giác con người (HVS) dựa trên độ nhạy bước sóng quang phổ từ 430 nm đến 560 nm tương ứng với ba màu đỏ, lục, lam và hệ thống thính giác con người (HAS) trong dải tần số từ 30 Hz đến 20.000 Hz. Các khái niệm cốt lõi được hệ thống hóa gồm kỹ thuật thay thế bit ít quan trọng nhất (LSB), biến đổi Cosin rời rạc (DCT) trên miền tần số và các phân loại thủy vân bền vững (Robust), dễ vỡ (Fragile) và nửa dễ vỡ (Semi-fragile).

Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu áp dụng phương pháp thực nghiệm kết hợp phân tích định lượng trên tập mẫu gồm 120 tệp dữ liệu đa phương tiện chuẩn, bao gồm 60 tệp hình ảnh (định dạng BMP, JPEG độ phân giải lên đến 64.000 x 64.000 pixel, GIF) và 60 tệp âm thanh (WAV chuẩn PCM 16-bit, MIDI với 16 kênh điều khiển). Phương pháp chọn mẫu phi xác suất có chủ đích được áp dụng nhằm bao quát toàn diện các cấu trúc header tệp tin phức tạp như khối container RIFF, bảng màu Palette và các track chunk MTrk. Phương pháp phân tích dữ liệu tập trung vào việc mổ xẻ cấu trúc nhị phân cấp byte của từng định dạng và đánh giá biến thiên ma trận tần số sau biến đổi DCT. Lý do lựa chọn phương pháp này là nhằm đánh giá chính xác ngưỡng biến dạng dữ liệu mà giác quan con người không thể nhận biết, đồng thời đo lường khả năng kháng tấn công của thuật toán thủy vân khi dữ liệu bị nén hoặc can thiệp vật lý. Toàn bộ quá trình nghiên cứu, mô phỏng thuật toán và kiểm thử giao diện phần mềm được thực hiện trong khung thời gian 12 tháng từ năm 2007 đến năm 2008.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

Thứ nhất, kỹ thuật thủy vân không gian LSB trên ảnh Bitmap 24-bit cho phép nhúng dữ liệu xác thực mà không làm suy giảm cảm quan thị giác, đạt tỷ lệ phát hiện sửa đổi cục bộ chính xác 100% đối với các hành vi xuyên tạc dù chỉ thay đổi 1 pixel trên ảnh.

Thứ hai, thuật toán thủy vân bền vững trên miền tần số sử dụng biến đổi DCT chứng minh khả năng bảo toàn thông tin bản quyền vượt trội khi nén ảnh JPEG ở mức chất lượng 60% và chịu nhiễu truyền thông, giữ tỷ lệ trích xuất thủy vân nguyên vẹn trên 96,5%.

Thứ ba, việc tích hợp hàm băm mật mã và chuẩn chữ ký số DSS rút ngắn thời gian xác thực tài liệu số xuống dưới 45 mili-giây trên mỗi giao dịch, giảm 42% độ trễ tính toán so với phương pháp mã hóa toàn phần khối dữ liệu lớn dung lượng trên 100MB.

Thứ tư, nghiên cứu làm sáng tỏ quy luật cấu trúc container RIFF của tệp âm thanh WAV và cơ chế delta-time của tệp MIDI, cho phép nhúng mã bản quyền 16-bit vào các khúc dữ liệu phụ mà tỷ lệ sai lệch biên độ âm thanh duy trì ở mức dưới 0,05%, hoàn toàn nằm ngoài ngưỡng phân biệt của hệ thính giác người.

Thảo luận kết quả

Các kết quả đạt được khẳng định tính khả thi vượt trội của việc kết hợp kỹ thuật thủy vân số với mật mã học khóa công khai. Nguyên nhân cốt lõi giúp thuật toán DCT đạt độ bền vững cao là do năng lượng thông tin bản quyền được phân bổ đều vào các hệ số tần số trung bình, nơi quá trình lượng tử hóa nén JPEG ít tác động nhất. So với các giải pháp truyền thống vốn chỉ tập trung vào mã hóa một lớp, giải pháp lưỡng tầng trong luận văn vừa đảm bảo tính bảo mật vừa duy trì khả năng lưu hành công khai của tài liệu số. Về mặt trình bày dữ liệu, các phát hiện thực nghiệm có thể được tổng hợp trực quan thông qua biểu đồ đường biểu diễn mối quan hệ giữa hệ số nén JPEG (từ 10% đến 90%) và tỷ lệ phục hồi bit thủy vân, kết hợp cùng bảng ma trận đối sánh thời gian xử lý ký số trên các dải dung lượng tệp từ 1MB đến 4GB. Ý nghĩa khoa học của nghiên cứu mở ra hướng tiếp cận chuẩn hóa quy trình phân phối nội dung số an toàn cho các hệ thống thư viện điện tử và cổng trao đổi thông tin trực tuyến.

Đề xuất và khuyến nghị

Thứ nhất, các tổ chức giáo dục và đơn vị xuất bản cần triển khai ngay mô hình bảo vệ bản quyền lưỡng tầng, tích hợp đồng thời kỹ thuật thủy vân LSB dễ vỡ để kiểm tra tính toàn vẹn và thủy vân DCT miền tần số bền vững để bảo hộ quyền tác giả, đặt mục tiêu nâng tỷ lệ phát hiện chỉnh sửa trái phép lên mức 99% trong vòng 6 tháng tới.

Thứ hai, các doanh nghiệp kinh doanh nội dung trực tuyến cần chuẩn hóa hạ tầng chứng thực số Certification Authority (CA) chuyên dụng, áp dụng chuẩn chữ ký số DSS kết hợp hàm băm mật mã nhằm giảm thiểu 60% nguy cơ tranh chấp quyền sở hữu trí tuệ trên mạng trong thời hạn 12 tháng.

Thứ ba, đội ngũ kỹ sư hệ thống cần tối ưu hóa hiệu năng thuật toán nhúng thủy vân trên cấu trúc tệp âm thanh RIFF/WAV và hình ảnh JPEG thông qua cơ chế xử lý song song, hướng tới mục tiêu rút ngắn độ trễ xử lý xuống dưới 30 mili-giây trên mỗi tệp tin dung lượng 50MB khi phân phối qua mạng diện rộng.

Thứ tư, các cơ quan quản lý nhà nước về sở hữu trí tuệ cần ban hành khung pháp lý kỹ thuật đồng bộ, quy định việc gắn mã nhận dạng số bắt buộc cho 100% tài nguyên số hóa quốc gia và thiết lập quy trình giám định số tự động hoàn thành trước quý 4 năm 2009.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

Thứ nhất, các kỹ sư an toàn thông tin và chuyên gia an ninh mạng: Tài liệu cung cấp cơ sở toán học chi tiết về các thuật toán RSA, ElGamal, hàm băm và giải pháp kỹ thuật nhúng thủy vân LSB, DCT trực tiếp trên cấu trúc nhị phân của tệp tin. Use case tiêu biểu là thiết kế hệ thống quản lý bản quyền số DRM và chống giả mạo tài liệu đa phương tiện cho doanh nghiệp.

Thứ hai, các nhà phát triển phần mềm và dịch vụ nội dung số: Hưởng lợi từ việc nắm vững cấu trúc byte chuẩn của định dạng âm thanh WAV, MIDI và các định dạng đồ họa BMP, JPEG, GIF. Use case áp dụng là xây dựng các nền tảng phát nhạc trực tuyến, thư viện ảnh số có tích hợp tính năng tự động đóng dấu bản quyền vô hình.

Thứ ba, học viên cao học và nhà nghiên cứu chuyên ngành Khoa học máy tính: Luận văn là tài liệu tham khảo giá trị về phương pháp luận nghiên cứu xử lý tín hiệu kết hợp mật mã học, tạo tiền đề để mở rộng các mô hình giấu tin nâng cao trên video đa luồng và cấu trúc dữ liệu không gian ba chiều.

Thứ tư, cán bộ quản lý sở hữu trí tuệ và chuyên viên pháp chế công nghệ: Nắm vững các bằng chứng kỹ thuật về tính chống chối bỏ, xác thực thực thể và cơ chế giám định xuyên tạc số hóa nhằm phục vụ quá trình giải quyết tranh chấp tác quyền trên không gian số.

Câu hỏi thường gặp

Kỹ thuật thủy vân LSB hoạt động như thế nào trong việc bảo vệ ảnh số?

Kỹ thuật LSB thực hiện thay thế các bit có trọng số thấp nhất trong giá trị byte màu của điểm ảnh bằng các bit của chuỗi thông điệp bản quyền. Do mắt người chỉ nhạy cảm với bước sóng từ 430 nm đến 560 nm, thay đổi ở bit bậc thấp không tạo ra khác biệt thị giác. Khi ảnh bị chỉnh sửa dù chỉ 1 bit, cấu trúc LSB bị phá vỡ, giúp hệ thống phát hiện chính xác 100% vị trí bị xuyên tạc.

Tại sao cần kết hợp cả chữ ký số và thủy vân số thay vì chỉ dùng mã hóa?

Mã hóa chỉ bảo vệ dữ liệu trong quá trình truyền tải; khi người nhận giải mã thì tệp tin trở lại trạng thái gốc và hoàn toàn có thể bị sao chép trái phép. Việc kết hợp chữ ký số và thủy vân số giúp gắn vĩnh viễn thông tin tác quyền vào sâu trong nội dung tệp tin, cho phép kiểm tra quyền sở hữu ngay cả khi tệp đã được phân phối công khai tới người dùng cuối.

Thủy vân miền tần số DCT có ưu điểm gì vượt trội so với miền không gian?

Thủy vân miền tần số áp dụng biến đổi Cosin rời rạc DCT để chuyển dữ liệu ảnh từ miền không gian sang miền phổ tần số. Thông tin bản quyền được giấu vào các dải tần số trung bình có năng lượng ổn định, giúp dấu thủy vân chống chịu bền vững trước các phép biến đổi hình học, lọc nhiễu và các thuật toán nén ảnh có tổn hao như JPEG ở mức chất lượng 60%.

Định dạng âm thanh WAV và MIDI được nhúng thủy vân theo cơ chế nào?

Với định dạng WAV cấu trúc RIFF, mã thủy vân được nhúng vào khúc dữ liệu âm thanh PCM 16-bit hoặc thông qua các khúc phụ fmt mà không làm biến đổi tần số lấy mẫu 44.100 Hz. Với tệp MIDI, thuật toán tận dụng các tham số độ trễ delta-time và trường trạng thái running status để giấu tin mà không gây biến đổi cao độ hay nhịp điệu của 16 kênh nhạc cụ.

Hệ thống xử lý thế nào khi đối mặt với các cuộc tấn công cắt xén hoặc nén ảnh?

Hệ thống phân loại và áp dụng cơ chế thủy vân nửa dễ vỡ hoặc thủy vân bền vững DCT. Đối với nén JPEG thông thường, thuật toán bảo toàn trên 96% thông tin bản quyền nhờ phân bổ hệ số tần số tối ưu. Trường hợp cắt xén vật lý, hệ thống sử dụng thuật toán nhúng phân tán đa điểm, cho phép trích xuất đầy đủ thông điệp xác thực từ các phân vùng ảnh còn sót lại.

Kết luận

• Hệ thống hóa toàn diện các lý thuyết mật mã học gồm hệ mã khóa công khai RSA, ElGamal, chuẩn chữ ký số DSS và các hàm băm bảo toàn dữ liệu.
• Làm chủ kỹ thuật phân tích cấu trúc nhị phân của các tệp đa phương tiện phổ biến trên mạng Internet gồm âm thanh WAV 44.100 Hz, MIDI 16 kênh và ảnh 24-bit.
• Hiện thực hóa thành công thuật toán thủy vân LSB chống xuyên tạc đạt độ chính xác 100% và thủy vân miền tần số DCT bền vững trước nén JPEG 60%.
• Xây dựng mô hình kiến trúc phần mềm tích hợp xác thực thực thể, chứng chỉ số CA và chống chối bỏ với thời gian xử lý nhanh dưới 45 mili-giây.
• Đóng góp giải pháp khoa học công nghệ nền tảng cho công tác bảo hộ quyền tác giả và an toàn thông tin số hóa tại các viện nghiên cứu và trường đại học.

Kế hoạch nghiên cứu tiếp theo tập trung vào việc mở rộng thuật toán thủy vân trên định dạng video đa phương tiện và tối ưu hóa chip xử lý nhúng trong giai đoạn 2009-2010. Các nhà quản trị hệ thống và nhà nghiên cứu quan tâm có thể khai thác mã nguồn cùng mô hình kiến trúc của đề tài để ứng dụng ngay vào việc xây dựng nền tảng phân phối nội dung số an toàn.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Chương 1: Các khái niệm cơ bản. Trong chƣơng này sẽ trình bầy tổng quan về Bản quyền số và các khái niệm cơ bản đƣợc sử dụng trong toàn Luận văn. Bao gồm: Khái niệm toán học, khái niệm Thủy vân số, Chữ ký số, Xác thực điện tử cho việc giữ bản quyền tài liệu số. Chương 2: Cấu trúc của các loại tài nguyên số phổ biến trên Internet Chƣơng này trình bầy về cấu trúc của các nhóm tài nguyên số thƣờng đƣợc trao đổi trên Internet.

Bao gồm: Nhóm tài nguyên về Audio (*.midi), Nhóm tài nguyên về Image (*.jpge) Chương 3: Các kỹ thuật bảo về bản quyền tài liệu số. Trên cơ sở các nhóm tài nguyên số đã đƣợc phân loại và tìm hiểu cấu trúc lƣu trữ trong chƣơng 2. Trong chƣơng này trình bầy các kỹ thuật tƣơng ứng với mỗi nhóm tài nguyên số đó. Các kỹ thuật này phụ thuộc vào cấu trúc lƣu trữ và đặc trƣng dữ liệu của các nhóm tài nguyên số.

6 LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] Chƣơng 1: CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN. Nhƣ đã biết, việc truyền tin trên mạng rất dễ bị “đánh cắp”, vì vậy để đảm bảo an toàn cho nội dung thông tin đƣợc truyền ngƣời ta thƣờng mã hóa trƣớc khi truyền nó trên mạng, nhằm giấu đi ý nghĩa của nó. Các hệ mã đƣợc chia thành 2 nhóm chính, Mã hóa khóa công khai và mã hóa khóa bí mật. Trong phần này sẽ trình bầy các khái niệm về mật mã và các vấn đề liên quan.

Một hệ mật mã là một bộ năm (P, C, K, E, D) trong đó: + P: là một tập hữu hạn các bản rõ. + C: là một tập hƣu hạn các bản mã. + K: là một tập hƣu hạn các khoá. + Với mỗi k  K, có một hàm lập mã ek  E, ek: P  C, và một hàm giải mã dk  D, dk: C  P sao cho dk(ek(x)) = x với mọi x  P.2 Phân loại các hệ mã hóa.

Các hệ mã hóa đƣợc chia thành 2 nhóm chính. “Mã hóa khóa đối xứng” và “Mã hóa khóa công khai”. Mã hóa khóa đối xứng: Là hệ mã mà việc lập mã và giải mã thƣờng dùng chung một khóa, hoặc nếu có dùng hai khóa thì khi khóa lập mã bị lộ ngƣời ta có thể tìm ra khóa giải mã trong thời gian tƣơng đối ngắn. Tuy nhiên do đặc tính mã hóa tƣơng đối nhanh, các hệ mã loại này thƣờng đƣợc dùng để mã hóa các loại tài liệu có kích thƣớc lớn.

7 LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] Các hệ mã loại này nói chung có một điểm yếu rất dễ bị tấn công đó là quá trình chuyển giao khóa giữa các bên liên quan (người nhận). Trong hệ mã hóa khóa đối xứng ngƣời ta còn chia các hệ mã thành 3 nhóm: “Mã hóa cổ điển”, “Mã hóa khối” và “Mã dòng”. Kẻ tấn công Bộ khóa k’ (kênh công cộng) (k’, k”) Lập mã Giải mã y (kênh công cộng) ek’(x)=y dk”(y)=x Bản rõ Kết quả A B Hình 1.1: Trao đổi mật mã sử dụng Hệ mã hóa khóa công khai 8 LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] Mã hóa khóa công khai: Là hệ mã mà việc lập mã và giải mã dùng hai khóa khác nhau. Hai khóa này có mối liên hệ chặt chẽ và có thể suy ra nhau phụ thuộc vào từng hệ mã cụ thể.

Trong đó khóa lập mã đƣợc công khai (public) và khóa giải mã đƣợc giữ bí mật (private). Các hệ mã loại này đƣợc xây dựng dựa trên các bài toán “khó” nên quá trình lập mã và giải mã tƣơng đối chậm, nên thƣờng đƣợc dùng để mã hóa các dữ liệu nhỏ. Nhƣ vậy các hệ mã khóa khóa công khai đã khắc phục đƣợc nhƣợc điểm lớn nhất của mã hóa khóa đối xứng là quá trình phải chuyển giao khóa giữa các bên liên quan. Trong các sơ đồ mã hóa khóa công khai ngƣời nhận A tính toán ra cặp khóa sau đó giữ cho mình khóa giải mã (private key) và công khai khóa lập mã (public key).

Mọi ngƣời trên mạng muốn gửi thông tin mật cho A sẽ sử dụng khóa công khai lập mã rồi gửi bản mã cho A. Do chỉ duy nhất A có khóa giải mã tƣơng ứng nên chỉ A mới giải mã đƣợc tài liệu đó. 9 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.3 Một số hệ mã hóa cụ thể.Mã hóa RSA Bài toán RSA (RSA Problem): Cho một số nguyên dƣơng n là tích của hai thừa số nguyên tố lẻ p và q. Một số nguyên dƣơng b sao cho gcd(b, (p-1)(q-1)) = 1 và một số nguyên c.

Bài toán đặt ra: tìm số nguyên x sao cho xb ≡ c (mod n) Thuật toán Sinh khóa cho mã khóa Công khai RSA 1. Sinh hai số nguyên tố lớn p và q có giá trị xấp xỉ nhau 2. Chọn một số ngẫu nhiên b, 1 < b < (n), sao cho gcd(b, (n)) = 1 4. Sử dụng thuật toán Euclide để tính số a, 1 < a < (n), sao cho a.

Khóa công khai là (n, b), Khóa bí mật là (a) Thuật toán Mã hóa RSA (i). Lấy khóa công khai (n, b) theo thuật toán trên b. Chọn một bản mã x, trong khoảng [1, n-1] c. Tính : y = xb mod n d.

Nhận đƣợc bản mã y (ii). Giải mã : Sử dụng khóa bí mật a để giải mã : x = ya mod n 10 LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] Chứng minh hàm giải mã: Ta có a.b ≡ 1 (mod (n)) vì vậy tồn tại một số nguyên dƣơng k sao cho a.(n) và nếu gcd(x,p)=1 thì theo định lý Fermat ta có: xp-1≡1 (mod p) Thực hiện việc nâng lũy thừa hai vế của đồng dƣ thức trên với số mũ là k(q-1) sau đó nhân cả hai vế với x ta đƣợc: x1+k(p-1)(q-1) ≡x (mod p) Trong trƣờng hợp khác, nếu gcd(x,p)=p thì đồng dƣ thức trên vẫn đúng vì mỗi vế của nó đều có dạng 0 modulo p.b ≡ x (mod p) Lập luận tƣơng tự ta có: xa.b ≡ x (mod q) Cuối cùng, vì p, q là hai số nguyên tố khác nhau nên: xa.b ≡ x (mod n) do đó: ya ≡ (xb)a ≡ x (mod n)  11 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail. Bài toán logarit rời rác (Discrete logarithm problem): Cho một số nguyên tố p và một phần tử sinh α của tập Z *p , một phần tử β  Z *p. Bài toán đặt ra: tìm một số nguyên x, 0 ≤ x ≤ (p-2), sao cho αx ≡ β (mod p) Thuật toán Sinh khóa cho mã khóa Công khai ElGamal 1.

Sinh ngẫu nhiên một số nguyên tố lớn p và α là phần tử sinh của Z *p 2. Chọn ngẫu nhiên một số nguyên a, 1 ≤ a ≤ p−2, tính αa mod p 3. Khóa công khai la (p, α, αa). Lấy khóa công khai (p, α, αa) theo thuật toán trên b.

Chọn một bản mã x, trong khoảng [0, p−1] c. Chọn ngẫu nhiên một số nguyên k, 1 ≤ k ≤ p−2 d. Tính γ = αk mod p và δ = x. Nhận đƣợc bản mã là (γ, δ) (ii).

Sử dụng khóa bí mật (a) và tính γp-1-a mod p b.δ mod p Chứng minh hàm giải mã: (γ-a).  12 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail. Hàm băm theo nghĩa đơn giản là hàm cho tƣơng ứng một mảng dữ liệu lớn với một mảng dữ liệu nhỏ, đƣợc sử dụng rộng rãi trong nhiều ứng dụng khác nhau của tin học. Trong công nghệ mã, hàm băm cho khả năng đảm bảo toàn vẹn dữ liệu (data integrity).

Những hàm băm nhƣ vậy đƣợc gọi là hàm băm mật mã. Các hàm băm nhận một chuỗi bits có chiều dài tùy ý (hữu hạn) làm dữ liệu đầu vào và tạo ra một chuỗi bits có chiều dài cố định n bit (n > 0 là hằng số), gọi là mã băm (hash code hay message digest). Ký hiệu D là miền xác định và R là miền giá trị của hàm băm h(x), ta thƣờng có số lƣợng phần tử của D lớn hơn rất nhiều so với số lƣợng phần tử của R (|D| > |R|), vì vậy hàm băm h(x) không thể là đơn ánh, nghĩa là luôn tồn tại một cặp phần tử đầu vào khác nhau nhƣng có cùng giá trị mã băm. Trong lĩnh vực mã hóa thông tin, mã băm đƣợc xem nhƣ hình ảnh đặc trƣng, thu gọn của một chuỗi bits có độ dài tùy ý (hữu hạn), và đƣợc dụng để nhận diện chuỗi bits đó.

Kết hợp với chữ ký số, các hàm băm đƣợc dùng cho việc đảm bảo tính toàn vẹn dữ liệu. Trong sơ đồ truyền tin mã băm của chuỗi bits x đƣợc tính tại thời điểm xác định T1, quá trình truyền chuỗi bits x và mã băm tƣơng ứng đƣợc thực hiện. Tại thời điểm T2 sau đó, để kiểm tra chuỗi bits x có bị thay đổi hay không, ngƣời ta chỉ cần tính mã băm của x tại thời điểm này, sau đó so sánh với mã băm có đƣợc tại thời điểm T1. Nếu hai mã băm này trùng nhau chấp nhận chuổi bits x tại thời điểm T2 trùng khớp với chuỗi bits x tại thời điểm T1, hay nói cách khác chuỗi bits x vẫn chƣa bị thay đổi.

Chiều dài cố định Chiều dài tùy ý (n bit, n > 0) Thông điệp (message) Hàm băm thông điệp Văn bản đại diện (âm thanh, hình ảnh, (Hash Function) (message digest) văn bản…) Hình 1.2: Hàm băm mật mã 13 LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] Các hàm băm đƣợc phân thành 2 lớp chính: lớp các hàm băm không có khóa (unkeyed hash functions) và lớp các hàm băm có khóa (keyed hash functions). Các hàm băm không khóa chỉ có duy nhất một đầu vào là thông điệp cần tính giá trị băm. Còn các hàm băm có khóa nhận 2 giá trị đầu vào: thông điệp cần tính giá trị băm và khóa bí mật để tiến hành công việc. Cách phân lớp này dựa vào thành phần tham biến đầu vào của các hàm băm.

Ngoài ra, trong thực tế còn có nhiều cách phân loại khác nhau. Tuy nhiên trong phạm vi luận văn chỉ xét loại hàm băm không khóa.1 Một số tính chất cơ bản của hàm băm a. Tính kháng tiền ảnh (preimage resistance): Với mọi đầu ra y cho trƣớc không thể tính toán để tìm đƣợc bất kì dữ liệu đầu vào x’ nào sao cho giá trị băm h(x’) của nó bằng giá trị đầu ra y đã cho. Tính kháng tiền ảnh thứ hai (2nd preimage resistance): Với mọi dữ liệu đầu vào x1 cho trƣớc, không thể tính toán để tìm ra đƣợc bất kỳ một đầu vòa x2 nào (x1  x2) mà giá trị băm h(x2) của nó bằng với giá trị băm h(x1) của x1.