ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ - ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN
MẬT MÃ VÀ AN TOÀN THÔNG TIN
HÀM BĂM ẢNH SỐ
Học viên thực hiện : Lê Nghĩa Bình
HÀ NỘI 05– 2014
1
Nội dung
1. Tổng quan về Đại diện tài liệu và Hàm băm
Một số vấn đề với chữ ký số
Vấn đề 1: Ký số thực hiện trên từng bit tài liệu nên độ dài của chữ ký số ít nhất cũng bằng độ
dài của tài liệu. Một số chữ ký trên bản tin có kích thước gấp đôi bản tin gốc.
Trong khi đó trên thực tế, ta cần phải ký vào các bản tin có kích thước rất lớn từ vài chục
MegaByte. Như vậy phải tốn nhiều bộ nhớ để lưu trữ “chữ ký ”, mặt khác tốn nhiều thời gian
để truyền chữ ký trên mạng.
Vấn đề 2: Với một sơ đồ chữ ký “an toàn”, thì tốc độ ký lại chậm vì chúng dùng nhiều phép
tính số học phức tạp như số mũ modulo.
Vấn đề 3: Thực tế có thể xảy ra trường hợp: với nhiều bản tin đầu vào khác nhau, sử dụng hệ
mã hóa hay sơ đồ ký giống nhau, nhưng lại cho ra bản mã hay chữ ký giống nhau(đó là ánh xạ
nhiều một), như hình dưới. Điều này sẽ dẫn đến phức tạp cho việc xác thực thông tin.
Câu hỏi được đặt ra là giải quyết các vấn đề nêu trên như thế nào?
Thay vì phải ký trên tài liệu dài, người ta thường dùng “hàm băm” để tạo đại diện cho tài liệu,
sau đó mới “ký số” lên “đại diện” này.
Các đại diện có thể dưới dạng văn bản, hình ảnh, âm thanh và kích thước của chúng tùy ý(vài
KB đến vài chục MB), qua các thuật toán băm: như MD4, MD5, SHA, các đại diện tương ứng
của chúng có kích thước cố định, ví dụ MD: 128 bit, SHA là 160 bit.
“Đại diện” của tài liệu chính là giá trị của “hàm băm” trên tài liệu, nó còn được gọi là “tóm
lược” hay “bản thu gọn” của tài liệu.
Với mỗi tài liệu (đầu vào), qua hàm băm chỉ có thể tính ra được một “đại diện”- giá trị băm
tương ứng - duy nhất. “Đại diện” của tài liệu được xem là đặc thù của tài liệu, giống như dấu
vân tay của mỗi người.

3. Hàm băm dùng để bảo mật một số tài liệu đặc biệt ví dụ như bảo vệ mật khẩu,
bảo vệ khóa mật mã,
2.4 Một số hàm băm phổ biến
1. MD(MD4,MD5)
2. SHA
2. Hàm băm ảnh số
Ảnh số ngày ngày nay ngày càng phổ biến và phát triển một cách nhanh chóng với sự
phát triển bùng nổ của các thiết bị và ứng dụng về ảnh số. Cùng với sự tiện dụng của ảnh
số thì việc giả mạo và sao chép nội dung của ảnh số cũng rất dễ dàng. Để bảo vệ bản
quyền của ảnh nhiều kỹ thuật hiệu quả và tự động cần thiết được sử dụng để nhận biết
và xác nhận nội dung của ảnh số. Để xác nhận và kiểm tra tính toàn vẹn nội dung của
3
ảnh. Trong một thời gian dài thì công cụ thường được sử dụng để bảo vệ bản quyền của
ảnh là Thủy vân ảnh, Băm ảnh nổi lên như một công cụ hiệu quả cho việc tạo đại diện
của ảnh và tự động nhận biết ảnh có phải là giả mạo hoặc là bản sao chép của ảnh.
Như một sự lựa chọn như Thủy vân ảnh, băm ảnh có thể được áp dụng cho nhiều ứng
dụng trước đây được sử dụng bởi Thủy Vân ảnh như bảo vệ bản quyền của ảnh, xác thực
ảnh. Ngoài ra băm ảnh còn được sử dụng trong việc tạo chỉ mục và tìm kiếm ảnh số.
Không giống Thủy Vân ảnh số, Băm ảnh không yêu cầu sự thay đổi nội dung ảnh bởi
việc thêm và các mã thủy vân vào ảnh. Băm ảnh số là một chuỗi ngắn các bit được ánh
xạ từ ảnh bởi các hàm băm ảnh.
3.1 Các phương pháp và các bước băm ảnh số
3.2 Các phương pháp băm ảnh số
1. Typically based on statistics, relations
2. Low-level image features
3. Non-negative matrix factorizations
3.3 Các bước băm ảnh số
Feature Extraction
4
Lấy ra những nét đặc trưng nhất của ảnh. Nhiều công nghệ được sử dụng cho băm ảnh

2. Content Based Image Hashing Using Companding and Gray Code (Lei
6
Yang, Qian Chen, Jun Tian, Dapeng Wu).
3. Robust Image Hash function using Higher Order Spectra – Brenden
Chong Chen.
7