LOGO
1/37
Nghiên cứu một số thuật toán giấu tin
và giải pháp tăng cường hiệu quả của việc
giấu tin trong ảnh
Giáo viên hướng dẫn:
Khoa CNTT
Khoa CNTT
2/37
Nội dung
Đặt vấn đề
1
Những khái niệm cơ bản
2
Tổng quan một số phương pháp giấu
tin trong ảnh số
3
Một số phương pháp giấu tin theo
khối dữ liệu môi trường
4
Đề mô chương trình
6
Kết quả đạt được và hướng phát triển
5
3/37
1. Đặt vấn đề

Yêu cầu bảo mật các ứng dụng ngày càng cao.

Giấu tin(information hiding)- giải pháp đầy triển vọng.


3. Những khái niệm cơ bản (1/6)

Giấu tin: Là kỹ thuật nhúng một lượng thông tin số nào đó vào
trong một đối tượng dữ liệu số khác.

Phân loại: Theo Fabien A. P. Petitcolas đề xuất năm 1999:

Đồ án tập trung giải quyết một số vấn đề về giấu tin mật.
6/37
3. Những khái niệm cơ bản (2/6)

Các thành phần của bài toán giấu tin:

Tin mật(M): Thông tin được giấu và cần được bảo vệ;

Môi trường giấu tin(C): Là môi trường chứa tin mật;

Khoá bí mật(K): Là khoá tham gia vào quá trình nhúng
tin để tăng tính bảo mật.

Môi trường đã được giấu tin(C’): Là môi trường sau
khi đã giấu tin.
7/37
3. Những khái niệm cơ bản (3/6)

Mô hình tổng quát:

Quá trình giấu tin:
Ánh xạ E: C + M + K


Các lĩnh vực khác: như y học, quân sự, khoa học…
9/37
3. Những khái niệm cơ bản (5/6)

Steganography:

Steganography cơ sở (Pure Steganography).

Steganography cơ sở là một bộ gồm <C, M, D, E>;

|C| ≥ |M|,

E : C × M → C,

D : C → M ,

D(E(c,m)) = m với mọi m
∈
M và c ∈ C,
10/37
3. Những khái niệm cơ bản (6/6)

Steganography nâng cao.

Steganography với khóa bí mật.
•
Steganography với khóa bí mật là một bộ gồm <C, M, K, DK,
EK>,
•
|C| ≥ |M|,

(3/4)

Giấu Stego-key:

Ưu điểm: bảo mật hơn.

Hạn chế: không bền
đối với các phép biến đổi.
14/37
4. Một số pp giấu tin trong ảnh số (4/4)

Giấu luân phiên: luân phiên giấu các bit thông tin

Ưu điểm: Dung lượng giấu đạt khá lớn, ảnh ít bị thay đổi.

Hạn chế: Không phụ thuộc vào ảnh, không bền với các phép biến đổi.

Giấu ngẫu nhiên: Dùng một hàm sinh số ngẫu nhiên xác
định vị trí giấu các byte ảnh.

Ưu điểm: Dung lượng giấu đạt khá, ảnh ít bị thay đổi, dùng hàm sinh
số ngẫu nhiên nên tính bảo mật được tăng lên.

Hạn chế : Không phụ thuộc vào ảnh, không bền với các phép biến đổi.
15/37
5. Một số pp giấu tin theo khối dữ liệu môi trường

Nhận xét:

Các phương pháp giấu tin thông thường ở trên:

điểm ảnh trong khối lệch nhau không quá một giá trị 2α).

Kiểm tra số lượng khối thoả mãn, không đủ chọn môi trường khác.

Mỗi khối giấu một bit thông tin.

Vị trí giấu bit trong khối: trên tất cả các điểm ảnh của khối hoặc
chọn một vài điểm thích hợp.
17/37
a. Giấu tin theo khối dữ liệu môi trường (2/8)

Quá trình giấu tin: Chọn ảnh môi trường. Tin mật → chuỗi bit.

Quét mặt phẳng màu Red, chọn kích thước khối là nxn.

Tìm các khối nxn “khá đồng nhất” về mức xám, theo α.

Thực hiện giấu tin vào các khối với yêu cầu:
•
Mỗi khối giấu một bit của tin mật,
•
Giấu vào tất cả các điểm ảnh trên khối hoặc chọn một vài
điểm thích hợp,
•
Bit cần giấu được thay thế vào bit LSB của các điểm ảnh
được chọn trên.

Thực hiện giấu lần lượt vào các khối tìm được đến khi hết
thông tin cần giấu.
18/37


Đặt pmax = MAX {pi}, pmin = MIN {pi} với i = 1, 2, , 9.
pmax - pmin ≤ 2α (1)
* nếu pi chẵn:

Giấu bit 1: pi tăng 1 đơn vị, pi trở thành lẻ; Giấu bit 0: pi giữ nguyên.
* nếu pi lẻ:

Giấu bit 1: pi giữ nguyên; Giấu bit 0: pi giảm 1 đơn vị, pi trở thành lẻ,

Xét các trường hợp sau:

Trường hợp 1: pmax và pmin cùng tính chất chẵn (hoặc lẻ).
pmax - pmin không đổi sau khi giấu.

Trường hợp 2: pmax và pmin khác tính chất chẵn lẻ.
Đặt d = pmax - pmin ≤ 2α, suy ra d lẻ. Mà 2α là chẵn:
d ≤ 2α – 1.
Khi giấu bit 0 hay bit 1 thì d = pmax - pmin tăng tối đa 1 đơn vị,
d
s
≤ d + 1 ≤ 2α – 1+1= 2α
21/37
a. Giấu tin theo khối dữ liệu môi trường (6/8)
1. pmax = 91 và pmin = 87, độ lệch α = 2.
pmax - pmin = 4 = 2α.
2. pmax = 90 và pmin = 86, pmax - pmin = 4 = 2α.
Vẫn thoả mãn là khối “khá đồng nhất”.
3. pmax = 91 và pmin = 87, pmax - pmin = 4 = 2α.
Vẫn thoả mãn là khối “khá đồng nhất”.



=
∑
=
9
1
9
1
i
i
pp
9
)(
2
9
1
i
i
pp
d
−
=
∑
=
24/37
b. Giấu tin dựa vào đặc điểm của khối dữ liệu môi trường
1. Cơ sở và ý tưởng.
- Xét ảnh MxN, chia thành
các khối 8x8,