Luận Văn Tìm hiểu các kỹ thuật giấu tin trong ảnh, xây dựng ứng dụng tích hợp mật mã vào giấu kín trong ảnh

MỤC LỤC
Trang
DANH MỤC HÌNH VẼ. 3
DANH MỤC CÁC KÝ TỰ VIẾT TẮT. 4
LỜI CẢM ƠN 5
MỞ ĐẦU 6
NỘI DUNG BÁO CÁO 7
CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ AN TOÀN THÔNG TIN. 7
1.1. Một số khái niệm cơ bản 7
1.1.1. Khái niệm thông tin 7
1.1.2. Khái niệm an toàn, bảo mật thông tin 7
1.1.3. Vai trò của an toàn thông tin 8
1.2. Các phương pháp bảo vệ thông tin 8
1.2.1. Phương pháp bảo vệ thông thường 8
1.2.2. Phương pháp bảo vệ vật lý 8
1.2.3. Phương pháp bảo vệ dùng phần mềm. 8
1.3. Đánh giá độ an toàn và bảo vệ thông tin dữ liệu 9
1.3.1. Tổng quan 9
1.3.2. An toàn phần mềm. 9
1.3.3. Ảnh hưởng của sự phát triển công nghệ đến việc bảo vệ thông tin. 9
1.4. Mật mã và ứng dụng của mật mã 10
1.4.1. Khái niệm. 10
1.4.2. Các hệ mật mã cổ điển 10
1.4.3. Các hệ mật mã khóa công khai. 11
1.4.4. Mật mã khối và mã hóa dòng 12
1.4.5. Ứng dụng thực tế của mật mã 12
CHƯƠNG II : TỔNG QUAN VỀ GIẤU TIN TRONG ẢNH. 13
2.1. Giới thiệu chung về giấu thông tin 13
2.2. Vài nét về lịch sử của giấu tin 14
2.3. Các khái niệm về giấu thông tin trong ảnh số 15
2.4. Một số đặc điểm của việc giấu thông tin trên ảnh số 17
2.4.1. Tính vô hình của thông tin 18
2.4.2. Tính bảo mật 18
2.4.3. Tỷ lệ giấu tin 18
2.4.4. Ảnh môi trường đối với quá trình giải mã 18
CHƯƠNG III: CÁC THUẬT TOÁN GIẤU TIN TRONG ẢNH. 22
3.1. Giới thiệu chung 22
3.2. Các đặc trưng của giấu thông tin trong ảnh 23
3.3. Sự khác nhau giữa giấu tin trong ảnh đen trắng với ảnh màu 25
3.4. Các thuật toán giấu tin trong ảnh 27
3.4.1. Giấu tin trong ảnh thứ cấp 27
3.4.1.1. Đặt bài toán 27
3.4.1.2. Các khái niệm cơ bản 28
3.4.1.3. Các kỹ thuật giấu tin trong ảnh thứ cấp 31
3.4.2. Giấu tin trong ảnh màu và ảnh đa cấp xám. 42
3.4.2.1. Ảnh đa cấp xám. 43
3.4.2.2. Ảnh nhỏ hơn hoặc bằng 8 bit màu: 43
3.4.3. Giấu tin trong ảnh hi - color (16 bit màu) 46
3.4.4. Ảnh true color (24 bit màu) 47
3.5. Kết quả thực nghiệm và đánh giá. 47
CHƯƠNG IV: XÂY DỰNG ỨNG DỤNG TÍCH HỢP MẬT MÃ VÀO GIẤU TIN TRONG ẢNH 49
4.1. Môi trường làm việc. 49
4.2. Ngôn ngữ thực hiện thuật toán. 49
4.3. Tổ chức và thực hiện chương trình 49
4.3.1. Thiết kế bộ mã hóa và giải mã. 50
4.3.2. Thiết kế chương trình giấu tin vào ảnh và tách tin từ ảnh. 52
4.3.2.1. Giấu thông tin vào ảnh 52
4.3.2.2. Phép tách ảnh thứ cấp từ ảnh môi trường. 52
4.3.2.3. Giấu tin file dữ liệu vào ảnh thứ cấp: 53
4.3.2.4. Trả ảnh thứ cấp vào ảnh môi trường. 53
4.3.2.5. Lấy thông tin từ ảnh kết quả. 53
4.4. Chương trình ứng dụng tích hợp mật mã vào giấu tin trong ảnh. 54
4.4.1. Giao diện chính của chương trình 54
4.4.2. Các chức năng chính của chương trình 54
KẾT LUẬN 61
TÀI LIỆU THAM KHẢO 63
Các thủ tục chính của chương trình 64
1. Mô đun mã hóa: 64
2. Mô đun giấu tin: 101


DANH MỤC HÌNH VẼ
Trang
Hình 1.1: Hệ thống mã hóa đối xứng. 11
Hình 1.2: Hệ thống mã hóa khóa công khai 11
Hình 3.1. Một ảnh thẻ chứng minh đã được giấu tin sử dụng trong công tác nhận dạng 22
Hình 3.2. Ảnh màu sau khi giấu tin rất khó phát hiện sự thay đổi 26
Hình 3.3. Ảnh đen trắng sau khi giấu cùng một lượng thông tin như ảnh màu nhưng chất lượng kém hơn (rất nhiều chấm đen lạ). 26
Hình 4.1: Mô hình hoạt động của chương trình. 50
Hình 4.2: Mô hình mã hóa dữ liệu. 51
Hình 4.3: Mô hình giải mã dữ liệu. 51
Hình 4.4: Phép giấu thông tin vào ảnh. 52
Hình 4.5: Mô hình tách thông tin từ ảnh kết quả. 53
Hình 4.6: Giao diện chính của chương trình. 54
Hình 4.7: Giao diện chọn file ảnh. 54
Hình 4.8: Giao diện chọn file văn bản cần giấu. 55
Hình 4.9: Giao diện chọn các thuật toán mã hóa. 55
Hình 4.10: Chọn nơi lưu ảnh kết quả. 56
Hình 4.11: Ảnh trước và sau khi giấu tin. 56
Hình 4.12: Thuộc tính không đổi của ảnh trước và sau giấu tin. 57
Hình 4.13: Giao diện khi hoàn tất quá trình giấu tin vào trong ảnh. 57
Hình 4.14: Giao diện đọc thông tin từ ảnh. 58
Hình 4.15: Chương trình đang đọc dữ liệu từ ảnh file. 58
Hình 4.16: Chương trình phát hiện ra thông tin giấu trong bức ảnh. 59
Hình 4.17: Chọn nơi lưu giữ dữ liệu được lấy ra. 59
Hình 4.18: Giao diện khi chương trình hoàn thành. 60


DANH MỤC CÁC KÝ TỰ VIẾT TẮT
C: Cipher text (bản mã)
D: Decryption (giải mã)
E: Encryption (mã hóa)
P: Plaint text (bản rõ)
RC2: R
SHA: Secure Hash Algorithm (thuật toán băm an toàn)
MD2: Message Digest 2
MD4: Message Digest 4
MD5: Message Digest 5
DES: Data Encryption Standard (chuẩn mã hóa dữ liệu)
AES: Advanced Encryption Standard (chuẩn mã hóa tiên tiến)



MỞ ĐẦU
Ngày nay, cùng với sự phát triển mạnh mẽ của ngành khoa học công nghệ thông tin, internet đã trở thành một nhu cầu, phương tiện không thể thiếu đối với mọi người, việc truyền tin qua mạng ngày càng lớn. Tuy nhiên, với lượng thông tin được truyền qua mạng nhiều hơn thì nguy cơ dữ liệu bị truy cập trái phép cũng tăng lên vì vậy vấn đề bảo đảm an toàn và bảo mật thông tin cho dữ liệu truyền trên mạng là rất cần thiết.
Để đảm bảo an toàn và bí mật cho một thông điệp truyền đi người ta thường dùng phương pháp truyền thống là mã hóa thông điệp theo một qui tắc nào đó đã được thỏa thuận trước giữa người gửi và người nhận. Tuy nhiên, phương thức này thường gây sự chú ý của đối phương về tầm quan trọng của thông điệp. Thời gian gần đây đã xuất hiện một cách tiếp cận mới để truyền các thông điệp bí mật, đó là giấu các thông tin quan trọng trong những bức ảnh thông thường. Nhìn bề ngoài các bức ảnh có chứa thông tin cũng không có gì khác với các bức ảnh khác nên hạn chế được tầm kiểm soát của đối phương. Mặt khác, dù các bức ảnh đó bị phát hiện ra là có chứa thông tin trong đó thì với các khóa có độ bảo mật cao thì việc tìm được nội dung của thông tin đó cũng rất khó có thể thực hiện được.
Xét theo khía cạnh tổng quát thì giấu thông tin cũng là một hệ mã mật nhằm bảo đảm tính an toàn thông tin, nhưng phương pháp này ưu điểm là ở chỗ giảm được khả năng phát hiện được sự tồn tại của thông tin trong nguồn mang. Không giống như mã hóa thông tin là chống sự truy cập và sửa chữa một cách trái phép thông tin, mục tiêu của giấu thông tin là làm cho thông tin trộn lẫn với các điểm ảnh. Điều này sẽ đánh lừa được sự phát hiện của các tin tặc và do đó làm giảm khả năng bị giải mã.
Kết hợp các kỹ thuật giấu tin với các kỹ thuật mã hóa ta có thể nâng cao độ an toàn cho việc truyền tin.