Nghiên cứu một số kỹ thuật phát hiện ảnh giấu tin

Link tải luận văn miễn phí cho ae Kết nối
Luận văn TS. Hệ thống thông tin -- Trường Đại học Công nghệ. Đại học Quốc gia Hà Nội, 2012
Chương 1: Giới thiệu tổng quan về giấu tin trong ảnh, phát hiện ảnh có giấu tin và các nghiên cứu liện quan. Ngoài ra, chương này còn nêu ra phương pháp đánh giá các kỹ thuật phát hiện ảnh có giấu tin theo chuẩn đánh giá độ chính xác (Precision), độ bao phủ (Recall), độ trung bình điều hòa (F-measure) và nguồn dữ liệu ảnh sử dụng để thử nghiệm. Chương 2: Trình bày một số kỹ thuật phát hiện mù cho ảnh có giấu tin trên LSB gồm các kỹ thuật phát hiện: “độ lệch chuẩn”, “12”, “tỉ lệ xám” và phát hiện bằng phương pháp ước lượng thông tin giấu trong sử dụng lý thuyết “trùng khớp”. Từ đó đưa ra kết quả so sánh giữa các kỹ thuật đề xuất và một số phương pháp phát hiện mù khác: 2 với n bậc tự do của A. Westfeld , LLRT (Logarithm Likelihood Ratio Test) của K. Sullivan và kỹ thuật ước lượng: RS (Regular /Singular) của Jessica Fridrich và cộng sự , DI của T. Zhang và X. Ping cho thấy kết quả tương đương và hiệu quả hơn ở một số trường hợp. Chương 3: Đề xuất bốn kỹ thuật phát hiện có ràng buộc cho ảnh có giấu tin sử dụng một số kỹ thuật giấu tin đã biết: DIH (Difference Image Histogram), HKC (Kỹ thuật giấu tin của ba tác giả J. Hwang, J. Kim và J.Choi), IWH và RVH (Reversible Vertical Horizontal Technique)
PHẦN MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của luận án
“Giấu thông tin” (Steganography1) là kỹ thuật liên lạc mật dựa trên hình
thức giấu thông tin quan trọng vào đối tượng khác. Từ thời kỳ cổ đại người ta đã sử
dụng phương pháp này để liên lạc mật cho nhau. Một ví dụ cổ điển hình về giấu tin
[76] (485-525 trước công nguyên) là câu chuyện của một người tên là Histaiæus
muốn gửi thông tin quan trọng về “Kế hoạch ủng hộ cuộc nổi dậy chống lại đức vua
Ba tư Xerxes” cho nhà nhiếp chính thành phố Miletus bằng cách xăm thông tin lên
da đầu người nô lệ tin cậy của mình, cho đến khi tóc mọc dài trở lại ông ta cử người
nô lệ đó đến gặp nhà nhiếp chính. Hay một phát minh khác của Pliny T. Elder (23-
79 sau công nguyên) về mực “không màu” chính là sữa động vật, khi mực này viết
trên giấy để khô khó phát hiện ra, và chỉ khi giấy đó được hơ nóng các vết mực sẽ
chuyển sang nâu. Vào thời kỳ phục hưng, năm 1518 Johannes Trithemius viết cuốn
sách về mã hóa “Polygraphia”. Trong cuốn sách này người ta thấy xuất hiện đầu
tiên thuật ngữ “Steganographia”, đây là một từ ghép bắt nguồn từ ngôn ngữ Hy lạp
steganos nghĩa là bao bọc “cover” và graphia nghĩa là bản viết “writing” [27].
Trải qua nhiều thời kỳ biến động của xã hội loài người, ngày nay khi mà kỹ
thuật số bùng nổ, con người cũng “số hoá” lĩnh vực giấu tin phục vụ cho cuộc sống
hiện đại. Do tính ưu việt của các kỹ thuật giấu tin là “vô hình” nên nó trở thành
công cụ hữu ích cho một số tổ chức trao đổi thông tin quan trọng trong môi trường
truyền thông công cộng. Vì vậy giấu tin mật phát triển một cách nhanh chóng và
ngày càng tinh sảo hơn với một lượng lớn công trình giấu tin được công bố thường
niên (chưa kể đến số kỹ thuật giấu không công bố công khai) như thống kê trong
biểu đồ hình 1 giai đoạn từ năm 1992 đến 2007 của Jessica Fridrich [32].
Giấu tin có một ưu điểm mà mật mã học (Cryptography) còn hạn chế đó là
có thể “bảo vệ được bản quyền số, hay khi giữa các đối tượng liên lạc mật với nhau
trên các kênh thông tin công cộng mà ít bị nghi ngờ”. Lý do vì bản quyền số đã mã
hóa sau khi được giải mã thì khó có thể giữ được bản quyền, hay thông tin mật cần
trao đổi giữa các bên, sau khi được mã hóa sẽ làm cho người khác biết rõ là các bên
có trao đổi thông tin mật nào đó cho nhau. Giấu tin trong dữ liệu đa phương tiện
chính là những “bổ khuyết” cho các vấn đề trên của mật mã học.
Hình 1. Kỹ thuật giấu tin công bố trong giai đoạn 1992 – 2007[32]
Về nguyên lý, giấu tin trong dữ liệu video, dữ liệu âm thanh hay trong dữ
liệu ảnh số không khác gì nhiều. Tuy nhiên, do giấu tin trong ảnh dễ thực hiện hơn,
giấu được nhiều thông tin hơn, và ảnh là đối tượng được sử dụng khá phổ biến trên
Internet hiện nay, nên kỹ thuật giấu tin trong ảnh chiếm tỉ lệ nhiều nhất trong các
loại dữ liệu đa phương tiện (hình 2).
Hình 2. Tỉ lệ phương tiện được lựa chọn để giấu tin năm 2008 [32]
Vậy giấu tin trong ảnh là gì ? Tại sao nó lại phát triển nhanh và sôi động như
vậy ? Theo [18, 27], giấu thông tin là kỹ thuật “nhúng” một lượng thông tin vào dữ
liệu ảnh số sao cho đảm bảo các yêu cầu sau:
1/. Không thể phát hiện (undetectability) thông tin giấu trong ảnh gốc bằng
cảm nhận của con người.
2/. Không thể phân biệt được (undistinguishable) đâu là ảnh gốcvà đâu là ảnh
có giấu tin bằng cảm nhận của con người.
3/. Lượng thông tin giấu lớn nhất có thể (steganographyic capacity) trong
gốc sao cho không vi phạm yêu cầu 1/ và yêu cầu 2/ nêu trên. Ngoài ra, việc giấu
thông tin trong ảnh còn đem lại khả năng tiết kiệm bộ nhớ và thời gian truyền tin
đáng kể. Ví dụ: Giả sử một ảnh xám 8 – bit có kích cỡ 4×6 cm tương ứng với
630×945 pixel (tương đương 595350 pixel). Nếu mỗi pixel giấu được một bit thông
tin, thì 595350 pixel có thể giấu lượng thông tin lấp đầy 19 trang giấy A4 (trung
bình mỗi trang A4 chứa được 75 ký tự × 50 dòng).
Thông tin có thể được giấu trên miền không gian hay trên các hệ số biến đổi
của ảnh như biến đổi tần số cosine rời rạc, wavelet rời rạc, fourier rời rạc hay biến
đổi sai phân (difference image).
Kỹ thuật giấu tin trong ảnh đa số là phương pháp giấu trên bit có ít ý nghĩa
nhất LSB (Least Significant Bit) của điểm ảnh hay của các hệ số biến đổi, vì thay
đổi trên bit LSB ít ảnh hưởng đến chất lượng ảnh theo khả năng cảm nhận của con
người [16, 17, 19, 50, 51, 53 - 55, 65, 67, 69, 75, 77, 91, 100]. Ngoài ra còn có một
số phương pháp giấu khác theo cách thức có sự thay đổi nhỏ trên ảnh như phương
pháp giấu theo hình thức chèn nhiễu – kỹ thuật giấu tin SS (Spread Spectrum) [3, 4,
26, 60], phương pháp giấu tin theo hình thức điều chỉnh hệ số lượng tử QIM
(Quantization Index Modulation) [5, 23, 42, 65, 79], hay một số kỹ thuật giấu đặc
biệt khác: MBNS [101], RCM [25], RVH [45],…
Giống như trong Mật mã học, Thám mã (Cryptanalysis) là kỹ thuật đối lập
nhưng song song tồn tại và phát triển cùng với sự phát triển của kỹ thuật Mật mã,
nhằm giải mã các “bản mã” thu nhận được để hiểu rõ nội dung ban đầu của bản mã,

Xem link download tại Blog Kết nối!
Music ♫

Copyright: Tài liệu đại học ©