Tiểu Luận Lỗ hổng trong các thuật toán giấu tin của ảnh số

bài gồm 1 bản word và 1 sile thuyêt trình

1. Khái niệm lỗ hổng
Các lỗ hổng bảo mật là những điểm yếu trên hệ thống hoặc ẩn chứa trong một dịch vụ mà dựa vào đó kẻ tấn công có thể xâm nhập trái phép để thực hiện các hành động phá hoại hoặc chiếm đoạt tài nguyên bất hợp pháp.
2. Tổng quan về giấu tin trong miền không gian ảnh số
Miền không gian ảnh là miền dữ liệu ảnh gốc, tác động lên miền không gian ảnh chính là tác động lên các điểm ảnh, thay đổi giá trị trực tiếp của điểm ảnh. Đây là hướng tiếp cận tự nhiên bởi vì khi nói đến việc giấu tin trong ảnh người ta thường nghĩ ngay đến việc thay đổi giá trị các điểm ảnh nguồn, một phương pháp phổ biến của hướng tiếp cận này là phương pháp tác động đến bit ít quan trọng của mỗi điểm ảnh. Các phương pháp như nhúng vào các bit có trọng số thấp (Least Significant Bit), phương pháp Wu-Lee, CPT Những phương pháp này lấy từng bit của thông điệp mật rồi rải nó lên ảnh mang, làm thay đổi giá trị các điểm ảnh tại các điểm có giấu tin.
Tuy nhiên, phương pháp này cũng có nhiều hạn chế, chẳng hạn như không đảm bảo được tính bền vững của thông tin giấu đối với các thao tác biến đổi như quay ảnh hoặc nén ảnh Jpeg. Điều này là dễ hiểu vì các thao tác nói trên cũng loại bỏ hoặc làm sai lệch các bit ít quan trọng nhất của mỗi điểm ảnh.
3. Đặc trưng của kỹ thuật giấu tin trong ảnh số
Giấu tin trong ảnh chiếm tỉ trọng lớn trong các ứng dụng giấu tin, vì vậy mà các nghiên cứu cũng tập trung vào các lĩnh vực giấu tin trong ảnh. Các phương tiện chứa khác nhau thì cũng sẽ có các kỹ thuật giấu khác nhau. Đối tượng ảnh là một đối tượng dữ liệu tĩnh có nghĩa là dữ liệu tri giác không biến đổi theo thời gian. Dữ liệu ảnh có nhiều định dạng, mỗi định dạng có những tính chất khác nhau nên các kỹ thuật giấu tin trong ảnh thường chú ý những đặc trưng và các tính chất cơ bản sau đây:

3.1. Kỹ thuật giấu tin dựa vào đặc điểm hệ thống thị giác người
Giấu tin trong ảnh ít nhiều cũng gây ra những thay đổi trên dữ liệu ảnh gốc. Dữ liệu ảnh được quan sát bằng hệ thống thị giác của con người nên các kỹ thuật giấu tin phải đảm bảo một yêu cầu cơ bản là những thay đổi trên ảnh phải rất nhỏ, sao cho bằng mắt thường khó nhận ra được sự thay đổi đó vì có như thế thì mới đảm bảo được độ an toàn cho thông tin giấu. Rất nhiều các kỹ thuật đã lợi dụng các tính chất của hệ thống thị giác để giấu tin chẳng hạn như mắt người cảm nhận về sự biến đổi về độ chói kém hơn sự biến đổi về màu hay cảm nhận của mắt về màu xanh da trời là kém nhất trong ba màu cơ bản.
3.2. Giấu thông tin trong ảnh nhưng không thay đổi kích thước ảnh
Các thuật toán thực hiện việc giấu thông tin sẽ được thực hiện trên dữ liệu ảnh. Dữ liệu ảnh bao gồm cả phần header, bảng màu (có thể có) và giá trị của các điểm ảnh. Khi giấu thông tin, các phương pháp giấu đều biến đổi các giá trị trong phần dữ liệu ảnh chứ không thực hiện việc thêm vào hay bớt đi dữ liệu ảnh. Do vậy mà kích thước ảnh trước hay sau khi giấu thông tin là như nhau.
3.3. Đảm bảo chất lượng ảnh sau khi giấu tin
Đây là một yêu cầu quan trọng đối với giấu tin trong ảnh. Sau khi giấu tin bên trong, ảnh phải đảm bảo được yêu cầu không được biến đổi quá nhiều dẫn đến dễ dàng phát hiện sự khác biệt giữa ảnh gốc và ảnh có chứa tin. Yêu cầu này dường như khá đơn giản đối với ảnh màu hoặc ảnh xám bởi mỗi một điểm ảnh được biểu diễn bởi nhiều bit và khi ta thay đổi một giá trị nhỏ nào đó thì chất lượng ảnh thay đổi không đáng kể, thông tin giấu khó bị phát hiện, nhưng với ảnh đen trắng thì việc giấu thông tin phức tạp hơn nhiều, vì đối với ảnh đen trắng mỗi một điểm ảnh chỉ có thể nhận một trong hai giá trị đen hoặc trắng. Vì vậy, trong các kỹ thuật giấu tin khi chúng ta thực hiện thao tác biến đổi điểm ảnh từ đen sang trắng hoặc ngược lại nếu không khéo sẽ rất dễ bị lộ vị trí điểm ảnh đã biến đổi. Do đó, với ảnh đen trắng tập trung vào việc làm thế nào để thông tin giấu khó bị phát hiện nhưng với ảnh màu hay ảnh xám thì lại chú trọng đến khả năng giấu của thuật toán.
3.4. Thông tin mật sẽ bị sai lệch nếu có biến đổi trên ảnh
Vì phương pháp giấu tin trong ảnh dựa trên việc điều chỉnh các giá trị của các bit theo một quy tắc nào đó và khi giải mã sẽ theo các giá trị đó để tìm được thông tin đã giấu. Vì vậy, nếu một phép biến đổi nào đó trên ảnh làm thay đổi giá trị của các bit thì thông tin giấu bị sai lệch. Nhờ đặc điểm này mà giấu thông tin trong ảnh có tác dụng nhận thức và phát hiện xuyên tạc thông tin.
4. Kỹ thuật giấu tin trong miền không gianÝ tưởng cơ bản của thuật toán giấu tin này là chia một ảnh thành các khối nhỏ và với mỗi khối nhỏ đó sẽ được giấu không quá 1 bít thông tin. Thuật toán này dùng cho cả ảnh màu, ảnh xám và ảnh đen trắng nhưng để dễ trình bày thuật toán chúng ta sẽ sử dụng ảnh đen trắng.
4.1. Thuật toán giấu tin đơn giản trong ảnh đen trắng
Input:
· File ảnh Bitmap đen trắng F
· Khoá K (để giấu và trích tin)
· File thông tin cần giấu P
Output:
· File ảnh đã giấu tin F’
Method:
a) Tiền xử lí:
· Chuyển file thông tin cần giấu P sang dạng nhị phân.
· Đọc header của ảnh (phần chứa thông tin ảnh) để lấy thông tin ảnh. Sau đó đọc toàn bộ dữ liệu ảnh vào một mảng hai chiều A để sử dụng cho việc giấu tin.