Nghiên cứu kỹ thuật giấu tin bằng thủy vân số

- Khái niệm và phân loại thủy vân .
- Thủy vân số trên ảnh.
- Phân loại thủy vân .
- Các ứng dụng của thủy vân.
- Những tấn công trên hệ thủy vân.
- Kỹ thuật thủy vân.
- Sơ đồ của hệ thủy vân .
- Các yêu cầu cơ bản của hệ thủy vân.
- Các kỹ thuật kiểm định thủy vân.
- Kỹ thuật thủy vân dựa trên phép biến đổi Cosin rời rạc.
- Quá trình nhúng thủy vân.
- Thuật toán nhúng thủy vân WM.
- Quá trình trích thủy vân.
- Kỹ thuật thủy vân của Chris Shoemarker.
- Quá trình nhúng thủy vân .
- Quá trình tách thủy vân.
- Kỹ thuật thủy vân sử dụng phép biến đổi sóng nhỏ .
- Kỹ thuật thủy vân của Raval Mehul va Rege Priti.
- Kỹ thuật thủy vân của Peining Tao và Ahmet M.
- Thủy vân trong audio.
- Thủy vân trong video.
- Thủy vân trong text .
- Mục đích của luận văn Mục đích của luận văn là nghiên cứu hệ thống lý thuyết liên quan đến việc giấu tin thông thường và giấu tin sử dụng thủy vân số.
- Luận văn sẽ tập trung nghiên cứu về thủy vân và ứng dụng của thủy vân trong ảnh, các tính chất và yêu cầu của một hệ thủy vân, các kỹ thuật bổ trợ cho thủy vân, các thuật toán sử dụng trong quá trình nhúng thủy vân.
- Trên cơ sở nghiên cứu lý thuyết đó, tác giả sẽ triển khai cài đặt chưng trình ứng dụng nhúng thủy vân trên ảnh tĩnh.
- Các hệ thống thủy vân trên các dữ liệu media khac nhau đòi hỏi phải có -4-thuật toán khác nhau và rất phức tạp.
- Trong luận văn này tập trung nghiên cứu kỹ thuật giấu tin bằng thủy vân trên ảnh tĩnh, cụ thể là ảnh bitmap, một kiểu định dạng phổ biến trên các máy tính và trên hệ thống mạng máy tính.
- Ngoài ra luận văn cũng trình bày một cách sơ lược về các phương pháp thủy vân trong audio, video, text.
- Đề tài trình bày lý thuyết về kỹ thuật giấu tin sử dụng thủy vân số cụ thể đi sâu chi tiết các phương pháp giấu tin, các thuật toán thủy vân trên các môi trường dữ liệu khác nhau.
- Trong chương này cũng trình bày các yêu cầu cơ bản của thủy vân và các kỹ thuật kiểm định thủy vân.
- Chương hai trình bày một số kỹ thuật bổ trợ cho thủy vân và một số kỹ thuật giấu tin.
- Chương ba trình bày các kỹ thuật giấu tin sử dụng thủy vân số, cụ thể trình bày các thuật toán áp dụng trong quá trình nhúng gỡ thủy vân từ đó đánh giá mức độ bền vững của thủy vân qua các tấn công.
- Chương bốn xây dựng chương trình giấu tin bằng thủy vân số trên ảnh tĩnh từ đó đưa ra một số kết quả thực nghiệm.
- Phân loại các kỹ thuật giấu tin Như vậy, có thể chia lĩnh vực giấu tin thành hai hướng lớn, đó là thủy vân số và giấu tin mật.
- Thủy vân bền vững quan tâm nhiều đến việc nhúng những mẩu tin đòi hỏi độ bền vững cao của thông tin được giấu trước các biến đổi thông thường trên dữ liệu chứa.
- Thủy vân dễ vỡ yêu cầu thông tin giấu sẽ bị sai lệch nếu có bất kỳ sự thay đổi -7-nào trên dữ liệu chứa.
- Giấu thông tin Thủy vân ẩn Giấu tin mật Thủy vân số Thủy vân bền vữngThủy vân dễ vỡ Thủy vân ẩn Thủy vân hiện Thủy vân hiện -8-Một câu chuyện khác về thời Hy Lạp cổ đại cũng do Herodotus ghi lại.
- Khái niệm và phân loại thủy vân 1.4.1.
- Thủy vân số trên ảnh Như đã giới thiệu trong các phần trước, tính năng an toàn và bảo mật thông tin của kỹ thuật giấu tin được thể hiện ở hai khía cạnh.
- Tương ứng -15-với hai khía cạnh đó có hai khuynh hướng kỹ thuật rõ ràng đó là giấu tin mật và thủy vân số.
- Thủy vân trên ảnh số là kỹ thuật nhúng một lượng thông tin số vào một bức ảnh và thông tin nhúng được gắn liền với bức ảnh chứa.
- Trong kỹ thuật thủy vân số, thông tin nhúng được gọi là thủy vân.
- Thủy vân có thể là một chuỗi các kĩ tự, hay một hình ảnh, logo nào đó.
- Có thể chia các kỹ thuật thủy vân theo nhóm như trong hình 1.1.
- Các kỹ thuật thủy vân có tính chất này được sử dụng trong các ứng dụng nhận thực thông tin và phát hiện xuyên tạc thông tin.
- Rất dễ hiểu vì sao những ứng dụng này cần đến kỹ thuật thủy vân dễ vỡ.
- Khi cần kiểm tra lại ảnh ta sử dụng hệ thống đọc thủy vân.
- Ngược lại với kỹ thuật thủy vân dễ vỡ là kỹ thuật thủy vân bền vững.
- Các kỹ thuật thủy vân bền vững thường được sử dụng trong các ứng dụng bảo vệ bản quyền.
- Trong những ứng dụng đó, thủy vân đóng vai trò là thông tin sở hữu của người chủ hợp pháp.
- Thủy vân được nhúng trong sản phẩm như một hình thức dán tem bản quyền.
- Thủy vân bền vững lại được chia thành hai loại là thủy vân ẩn và thủy vân hiện.
- Đối với thủy vân hiện, thông tin bản quyền hiển thị ngay trên sản phẩm.
- Còn đối với thủy vân ẩn thì cũng giống như giấu tin, yêu cầu tính ẩn cao, bằng mắt thường không thể nhìn thấy thủy vân.
- Trong vấn đề bảo vệ bản quyền, thủy vân ẩn mang tính bất ngờ hơn trong việc phát hiện sản phẩm bị đánh cắp.
- Các ứng dụng của thủy vân Ứng dụng bảo vệ bản quyền tác giả.
- Đây là ứng dụng cơ bản nhất của kỹ thuật thủy vân số.
- Một thông tin nào đó mang ý nghĩa quyền sở hữu tác giả (thường gọi là thủy vân – watermark) sẽ được nhúng vào trong các sản phẩm.
- Yêu cầu kỹ thuật đối với ứng dụng này là thủy vân phải tồn tại bền vững cùng với sản phẩm.
- Muốn gỡ bỏ thủy vân mà không được phép của người chủ sở hữu thì chỉ có cách là phá hủy sản phẩm.
- Yêu cầu chung đối với ứng dụng này là khả năng giấu thông tin cao và thủy vân không cần bền vững.
- Giấu vân tay hay dán nhãn Thủy vân trong những ứng dụng này được sử dụng để nhận diện người gửi hay người nhận của một thông tin nào đó.
- Kiểm soát sao chép Các thủy vân trong những trường hợp này được sử dụng để kiểm soát sao chép đối với các thông tin.
- Các thiết bị phát hiện ra thủy vân thường được gắn sẵn vào trong các hệ thống đọc/ghi.
- Các ứng dụng loại này cũng yêu cầu thủy vân phải được bảo đảm an toàn và cũng sử dụng phương pháp phát hiện thủy vân đã giấu mà không cần thông tin gốc.
- Thủy vân nhiều lần.
- Kỹ thuật thủy vân 1.5.1.
- Sơ đồ của hệ thủy vân Một mô hình hệ thống thủy vân tổng quát được xem xét theo hai quá trình: Quá trình nhúng thủy vân - Một bức ảnh gốc cần được bảo vệ I.
- Tùy theo mục đích bảo vệ người ta chọn thủy vân có thể là dạng văn bản, chuỗi bit hoặc một bức ảnh gọi chung là thông tin thủy vân W.
- -19-- Có thể sử dụng một hệ thống khóa K làm khóa cho quá trình nhúng và tách thủy vân.
- Mô hình quá trình nhúng thủy vân được thể hiện qua hình 1.4.
- Quá trình tách thủy vân từ ảnh chứa I*w (I*w có thể trùng với Iw) được tiến hành như sau.
- Sử dụng ảnh chứa thủy vân I*w, hệ thống khóa K đã sử dụng trong quá trình nhúng thủy vân.
- Việc tách thủy vân được thực hiện theo một thuật toán đã xác định.
- Kết quả là thông tin thủy vân W* tách được từ I*w.
- -20-- Thủy vân tách cần được so sánh với thủy vân gốc W để đưa ra những kết luận.
- Mô hình quá trình tách thủy vân trong hệ thống thủy vân được trình bày trong hình 1.5.
- Sơ đồ quá trình tách và kiểm định thủy vân Theo mô sơ đồ của hệ thống nhúng và tách thủy vân, ta có một số nhận xét sau.
- Chuỗi thủy vân được nhúng trong ảnh có thể là dãy các bit nhị phân.
- Các phương pháp thủy vân thực hiện giấu từng bit của chuỗi thủy vân vào từng khối nhỏ trong ảnh.
- Các yêu cầu cơ bản của hệ thủy vân Hệ thủy vân số trên ảnh cũng là một hệ giấu tin nên cũng có một số đặc điểm và tính chất giống giấu tin trong ảnh.
- Thủy vân trên ảnh tác động lên dữ liệu ảnh nhưng không làm thay đổi kích thước ảnh.
- Khi tách thủy vân có thể cần ảnh gốc hoặc không cần.
- Ngược lại, hệ thống thủy vân dễ vỡ yêu cầu thông tin thủy vân sẽ bị thay đổi (vỡ) nếu có bất cứ thay đổi nào trên ảnh chứa thủy vân.
- Thủy vân ẩn, thủy vân hiện Không giống như giấu tin mật với yêu cầu bắt buộc là thông điệp giấu phải ẩn bên trong ảnh sao cho mắt thường không phát hiện được sự tồn tại của thông tin giấu thì kỹ thuật vân số lại có hai loại là thủy vân ẩn và thủy vân hiện.
- Nghĩa là có loại thủy vân cho phép nhìn thấy được thông tin đem nhúng vào, có loại không nhìn thấy.
- Tính chất bền vững Đây chính là tính chất quan trọng nhất của một hệ thủy vân.
- Ngoài chuỗi ký tự người ta còn sử dụng thủy vân là ảnh để nhúng, khi đó ta sẽ có ảnh trong ảnh.
- Khi đó những dữ liệu của thủy vân nằm trong vùng này sẽ bị mất đi hoặc bị biến đổi sai lệch hoàn toàn.
- Các kỹ thuật kiểm định thủy vân Hệ thống thủy vân theo hai hướng, thủy vân dễ vỡ và thủy vân bền vững.
- Trong thủy vân bền vững kỹ thuật thủy vân ẩn có nhiều hướng ứng dụng.
- tính bền vững của thủy vân trước các tấn công thông thường lên ảnh chứa.
- Chất lượng ảnh gốc và ảnh chứa thủy vân Trong giấu tin nói chung, và trong hệ thống thủy vân ẩn nói riêng, một yêu cầu cao được đặt ra là ảnh sau khi nhúng thông tin có sự sai khác so với ảnh gốc càng ít càng tốt.
- Trong đó MSE=∑∑==′−×minjjiIjiInm là bình phương độ lệch giữa ảnh gốc I và ảnh chứa thủy vân I’.
- Hoặc ngay cả trong trường hợp thủy vân là những thông tin mang ý nghĩa nhận biết được thì cũng phải có kỹ thuật để kiểm định định lượng sự đúng sai của thủy vân.
- Có nhiều kỹ thuật để kiểm định định lượng thủy vân.
- Một số kỹ thuật thủy vân áp dụng với trường hợp thủy vân là một ảnh đa cấp xám.
- Trong trường hợp này, sử dụng hệ số đồng dạng SF ( similarity factor) để đánh giá tỷ lệ đồng dạng giữa thủy vân gốc W và thủy vân tách được W*.
- Tổng kết chương 1 Chương một trình bày tổng quan về kỹ thuật giấu tin bằng thủy vân số, các khái niệm cơ bản về giấu tin, tìm hiểu kiến trúc của mô hình giấu tin, các phương tiện để giấu thông tin, các ứng dụng của việc giấu tin.
- Tiếp theo tìm hiểu khái niệm thủy vân, mô hình nhúng thủy vân, môi trường phát triển thủy vân, các ứng dụng của thủy vân và các kỹ thuật kiểm định thủy vân

Xem thử không khả dụng, vui lòng xem tại trang nguồn
hoặc xem Tóm tắt