Luận Văn Một số thuật toán giấu tin và phát hiện ảnh có giấu tin

GIỚI THIỆU

Công nghệ thông tin và đặc biệt là sự phát triển của hệ thống mạng máy tính đã tạo nên môi trường mở và là phương tiện trao đổi, phân phối tài liệu một cách tiện lợi, nhanh chóng. Tuy nhiên cũng đặt ra một vấn đề về bảo vệ tài liệu, ngăn chặn việc đánh cắp và sao chép tài liệu một cách bất hợp pháp. Vấn đề an toàn và bảo mật thông tin hiện nay luôn nhận được sự quan tâm đặc biệt của nhiều nhà nghiên cứu trong nhiều lĩnh vực. Một giải pháp đang được sử dụng và tỏ ra hiệu quả cho việc đảm bảo an toàn thông tin là giấu tin vào đối tượng khác. Đối tượng được áp dụng để chứa tin phổ biến nhất là ảnh. Giải pháp giấu tin được đưa ra nhằm hai mục tiêu chính đó là bảo mật cho thông tin được đem giấu (giấu tin mật) và bảo mật cho chính đối tượng được dùng để chứa tin (thủy vân số).
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.
Thủy vân trên ảnh số (watermarking) là kỹ thuật nhúng một lượng thông tin số vào một bức ảnh số sao cho người không được phép, khó có thể lấy được thông tin ra khỏi ảnh mà không phá hủy chính ảnh gốc. Trong kỹ thuật thủy vân số thì thông tin nhúng được gọi là thủy vân. Thủy vân có thể là một chuỗi các ký tự hay một hình ảnh nào đó.
Tuy nhiên kỹ thuật giấu tin làm nảy sinh một nguy cơ khác là lợi dụng việc giấu tin để thực hiện hành vi bất hợp pháp như truyền kế hoạch tấn công khủng bố, những sản phẩm văn hóa không lành mạnh, Từ đó đặt ra vấn đề làm thế nào để phát hiện ảnh có giấu tin hay không, thông tin chứa trong đó là gì. Hiện nay có một số phương pháp giấu tin và phát hiện tin đang được nghiên cứu rộng rãi. Đồ án của em nhằm tìm hiểu về một số thuật toán giấu tin và phát hiện ảnh có giấu tin.







MỤC LỤC

​ LỜI CẢM ƠN 1
MỤC LỤC 2
GIỚI THIỆU 4
DANH SÁCH CÁC TỪ VIẾT TẮT 5
Chương 1. CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN 6
1.1 KHÁI NIỆM MÃ HÓA 6
1.2 KHÁI NIỆM GIẤU TIN 7
1.2.1 Khái niệm 7
1.2.2 So sánh giữa giấu tin và mã hóa. 7
1.3 PHÂN LOẠI CÁC KỸ THUẬT GIẤU TIN 8
1.4 MÔ HÌNH KỸ THUẬT GIẤU TIN 10
1.5 MỘT SỐ ỨNG DỤNG 11
1.6 TÍNH CHẤT, ĐẶC TRƯNG CỦA GIẤU TIN TRONG ẢNH 12
1.6.1 Phương tiện chứa có dữ liệu tri giác tĩnh. 12
1.6.2 Giấu tin phụ thuộc ảnh. 12
1.6.3 Giấu tin lợi dụng khả năng thị giác của con người 12
1.6.4 Giấu tin không làm thay đổi kích thước ảnh. 12
1.6.5 Đảm bảo chất lượng ảnh sau khi giấu tin. 12
1.7 CÁC ĐỊNH DẠNG ẢNH THÔNG DỤNG 13
1.7.1 Định dạng ảnh: IMG (Image). 13
1.7.2 Định dạng ảnh: PCX (Personal Computer Exchange). 13
1.7.3 Định dạng ảnh: GIF (Graphics Interchanger Format). 13
1.7.4 Định dạng ảnh: BMP (Bitmap). 14
1.7.5 Định dạng ảnh: JPEG (Joint Photographic Expert Group). 15
1.8 CÁC TIÊU CHÍ ĐÁNH GIÁ KỸ THUẬT GIẤU TIN TRONG ẢNH SỐ 16
1.8.1 Tính vô hình. 16
1.8.2 Khả năng giấu thông tin. 16
1.8.3 Chất lượng của ảnh có giấu thông tin. 16
1.8.4 Tính bền vững của thông tin được giấu. 16
1.8.5 Thuật toán và độ phức tạp tính toán. 16
1.9 CÁC HƯỚNG TIẾP CẬN CỦA GIẤU TIN TRONG ẢNH 17
1.9.1 Tiếp cận trên miền không gian của ảnh. 17
1.9.2 Tiếp cận trên miền tần số của ảnh. 17
Chương 2. MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP GIẤU TIN TRONG ẢNH 18
2.1 GIẤU TIN BẰNG THAY THẾ BIT CÓ TRỌNG SỐ THẤP NHẤT. 18
2.1.1 Phương pháp giấu tin. 19
2.1.2 Phương pháp tách tin. 20
2.1.3 Phân tích thuật toán. 22
2.2 GIẤU TIN TRÊN MIỀN BIẾN ĐỔI DCT. 23
2.2.1 Biến đổi DCT thuận và nghịch. 23
2.2.2 Đặc điểm của phép biến đổi DCT trên ảnh hai chiều. 24
2.2.3 Kỹ thuật thủy vân sử dụng phép biến đổi DCT 25
2.2.3.1 Quá trình nhúng thủy vân. 25
2.2.3.2 Quá trình tách thủy vân. 29
2.2.3.3 Phân tích thuật toán. 31
Chương 3. MỘT SỐ KỸ THUẬT PHÁT HIỆN ẢNH GIẤU TIN 32
3.1 KHÁI NIỆM PHÂN TÍCH TIN ẨN GIẤU 32
3.2 PHÂN LOẠI PHƯƠNG PHÁP PHÁT HIỆN ẢNH GIẤU TIN 33
3.3 MỘT SỐ KỸ THUẬT PHÁT HIỆN ẢNH GIẤU TIN 34
3.3.1 Kỹ thuật phân tích cặp giá trị điểm ảnh. 34
3.3.1.1 Thuật toán PoV3. 35
3.3.1.2 Phân tích thuật toán. 36
3.3.2 Kỹ thuật phân tích đối ngẫu. 37
3.3.2.1 Khái niệm cơ bản trong kỹ thuật đối ngẫu. 37
3.3.2.2 Thuật toán RS. 39
KẾT LUẬN 41
TÀI LIỆU THAM KHẢO 42