TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ
NỘI
VIỆN CÔNG NGHỆ THÔNG TIN VÀ TRUYỀN
THÔNG

BÀI TẬP
LỚN
AN NINH MẠNG
Đề
tài:
STEGANOGRAPHY
Nhóm sinh viên thực hiện:
Nguyễn Khánh Hưng 20081279
Nguyễn Lê Hoài Nam 20081819
Lê Đình Cường 20080370
Giáo viên hướng dẫn: Lê Đức Anh
HÀ NỘI 11-2011
MỤC LỤC
Lời nói đầu 4
I. TỔNG QUAN VỀ STEGANOGRAPHY 5
1. Steganography là gì ? 5
2. Phân biệt Steganography và Cryptography 5
3. Dữ liệu được ẩn ở đâu ? 6
4. Ưu và nhược điểm của Steganography 7
II. CÁC PHƯƠNG PHÁP CƠ BẢN TRONG STEGANOGRAPHY 8
1. Các phương pháp cơ bản
8 a. LSB – (Least
Significant Bit) 8 b. Injection
(phép nội xạ) 8
2. Steganography trong “hình ảnh”
9 a. LSB – (Least

Sinh viên thực hiện: Nguyễn Khánh
Hưng
Nguyễn Lê Hoài
200812
79
200818
Khóa :
53
Khóa:
Lớp: TTM-
K53
Lớp: TTM-
4
III. STEGANALYSIS 12
a. Xem tập tin 12
b. Nghe tập tin
13
2. Phân loại
13
IV. ỨNG DỤNG CỦA STEGANOGRAPHY 13
1. Lĩnh vực anh ninh mạng và che dấu thông tin 13
2. Watemarking (làm hình mờ)
14 a.Giới thiệu 14
b. Các trình ứng dụng của Watermarking 15
VI. KẾT LUẬN 23
TÀI LIỆU THAM KHẢO 24
PHIẾU GIAO NHIỆM VỤ BÀI TẬP LỚN 25
Lời nói đầu
Sự phát triển mạnh mẽ của Internet cùng với cuộc cách mạng thông tin số đã
đem lại những bước tiến vượt bậc trong xã hội, vai trò của nó cũng đã vượt ra

dụng từ thời La Mã cổ đại. Năm 1499, xuất bản Trithemius Steganographia, một
trong những cuốn sách đầu tiên về che giấu thông tin. Trong thế chiến II của Đức
sử dụng microdots để ẩn lớn Số tiền của dữ liệu trên các tài liệu in, giả mạo như
là dấu chấm của dấu chấm câu. Ngày nay che giấu thông tin là một phần của
Internet. Được sử dụng để truyền dữ liệu cũng như về việc che giấu các thông tin
trong các hình ảnh và âm nhạc (được gọi là kỹ thuật số watermarking).
2. Phân biệt Steganography và Cryptography
Cryptography (hay Crypto) – mật mã học : là ngành học nghiên cứu về những
cách chuyển đổi thông tin từ dạng “có thể hiểu được” thành dạng “không thể
hiểu được” và ngược lại. Cryptography giúp đảm bảo : tính bí mật, toàn vẹn, xác
thực và tính không chối bỏ cho thông tin.
Ta cần phân biệt Cryptography và Steganography vì rất dễ nhầm lẫn giữa hai
khái niệm này. Điểm khác nhau căn bản nhất giữa hai khái niệm này là :
Cryptography là việc giấu nội dung của thông tin, trong khi Steganography là
việc giấu sự tồn tại của thông tin đó. Ta có thể kết hợp hai phương pháp này,
bằng cách mã hóa một tin nhắn sau đó giấu nó trong một tập tin để truyền.
3. Dữ liệu được ẩn ở đâu ?
Không giống như một tệp tin bạn tạo ra mà bạn đang có khả năng thông báo
thư bí ẩn ở đây và nó có thể làm thay đổi các tệp tin đồ họa hoặc âm thanh mà
không làm mất khả năng tổng thể cho người xem. Với âm thanh, người ta có thể
sử dụng những bit của tập tin mà tai người không nghe được. Với tập tin đồ họa,
người ta có thể loại bỏ các bit dư thừa của màu sắc từ hình ảnh mà vẫn tạo ra
một hình ảnh trông không thay đổi đối với mắt người, và rất khó có thể phân biệt
với bản gốc.
Steganography giấu dữ liệu của mình trong những mẩu nhỏ. Một chương trình
Steganography sử dụng thuật toán để nhúng dữ liệu trong một hình ảnh hoặc file
âm thanh. Chương trình cho phép sử dụng mật khẩu để lấy lại thông tin. Một số
chương trình bao gồm mật mã và che dấu thông tin các công cụ để bảo mật
thông tin ẩn tránh bị phát hiện.
Chất lượng hình ảnh hoặc âm thanh, dữ liệu dự phòng nhiều hơn sẽ có đó là

cần thiết, hoặc không quan trọng lắm. Những phần này của tập tin có thể được
thay thế bằng thông tin ẩn mà không làm thay đổi tập tin nhiều hoặc làm hư hại
nó. Điều này cho phép một người giấu thông tin vào tập tin và đảm bảo rằng
không ai có thể phát hiện ra sự thay đổi trong tập tin. Phương pháp LSB này làm
hoạt động tốt nhất trong các tập tin tranh ảnh (Picture) có độ phân giải cao, sử
dụng nhiều màu sắc khác nhau, và với tập tin âm thanh (Audio) có nhiều âm
thanh khác nhau và tỷ lệ bit cao. Phương pháp LSB thường không làm tăng kích
thước tập tin, nhưng tuỳ thuộc vào kích thước của các thông tin được ẩn bên
trong tập tin, tập tin có thể bị biến dạng đáng kể.
b. Injection (phép nội xạ)
Injection là một phương pháp khá đơn giản, nó chỉ là việc tiêm trực tiếp thông
tin bí mật vào tập tin chứa. Vấn đề chính của phương pháp này là nó có thể làm
tăng đáng kể kích thước của file chứa đó.
Sau đây ta sẽ tìm hiểu cụ thể các phương pháp được sử dụng để ẩn thông tin
trong các file hình ảnh, âm thanh, video và document.
2. Steganography trong “hình ảnh”
a. LSB – (Least Significant Bit)
Phương pháp này thường được sử dụng khi ẩn thông tin trong files ảnh.
Thông tin cần được che dấu sẽ được thay thế bằng mỗi bit có trọng số thấp nhất
(Least Significant Bit) của mỗi pixel trong bức ảnh. LSB hoạt động tốt nhất
trong file ảnh có độ phân giải cao như ảnh 24 Bit. Lý do vì đây là loại ảnh lớn
nhất và thường có chất lượng tốt nhất. Khi ảnh ở độ phân giải cao và chất lượng
tốt, nó dễ dàng che giấu thông tin bên trong. Ví dụ :
Mẫu 8 bit ban đầu : 0 1 0 1 1 1 1 0
Sau khi giấu bit 1: 0 1 0 1 1 1 1 1
b. Masking and Filtering
Bằng cách lọc độ chói của những vùng riêng biệt trên bức ảnh để che dấu dữ
liệu. Thay đổi này không gây ra khác biệt rõ ràng nào trên bức ảnh. Với phương
pháp này sử dụng định dạng ảnh là JEPG là tốt nhất.
c. Algorithms and Transformations

Cả hai phương pháp LSB và Parity đều có những hạn chế. Do tai
người khá nhạy nên những thay đổi trên dữ liệu chứa sẽ sinh nhiễu và
người nghe rất dễ nhận ra. Một điểm nữa là hai phương pháp này không
bền vững và thông tin sẽ bị mất sau khi thực hiện việc lấy mẫu lại. Một
trong những cách khắc phục là thực hiện việc giấu nhiều lần. Tuy nhiên
cách này cũng có hạn chế là nó làm tăng thời gian xử
lý.
c. Mã hóa Phase (Phase
Coding)
Phương pháp mã hóa pha giải quyết được các hạn chế do sinh ra nhiễu
của hai phương pháp giấu dữ liệu trên. Phương pháp mã hóa pha dựa
vào tính chất là các thành phần của pha không gây ảnh hưởng đến hệ thống
thính giác của con người như nhiễu. Việc giấu tin được thực hiện bằng
cách điều chỉnh pha trong phổ pha của dữ liệu số.
d. Kỹ thuật trải phổ
Thông thường các file audio được truyền qua các kênh truyền
thông, các kênh truyền thông này sẽ tập trung dữ liệu audio trong vùng hẹp
của phổ tần số để duy trì năng lượng và tiết kiệm băng thông. Các kỹ thuật
trải phổ cố
gắng trải thông tin mật vào trong phổ tần số của dữ liệu audio càng
nhiều càng tốt. Nó cũng tương tự như kỹ thuật LSB là trải ngẫu nhiên thông
tin giấu trên toàn bộ file audio. Ưu điểm của phương pháp trải phổ là nó
bền vững trước một số tấn công. Tuy nhiên nó cũng có hạn chế là sinh nhiễu
và dễ nhận ra. Hai phương pháp trải phổ sử dụng trong giấu tin audio là
DSSS (Direct Sequency Spread Spectrum) và FHSS (Frenquency Hopped
Spread
Spectrum).
e. Kỹ thuật giấu dựa vào tiếng vang
(Echo)
Kỹ thuật giấu dựa vào tiếng vang thực hiện giấu tin bằng cách thêm

biến đổi hàm cosin rời rạc. DCT hoạt động bằng cách thay đổi một chút đối với
mỗi ảnh trong video, do vậy nó không gây chú ý đối với mắt người. Cụ thể hơn,
DCT thay đổi giá trị của những phần nhất định của tấm ảnh, nó thường thay đổi
chúng. Khi chỉ 1 phần nhỏ thông tin bị che giấu trong video, nói chung không
gây chú ý chút nào. Tuy nhiên, nhiều thông tin hơn bị che giấu có thể gây sự
chú ý.
5. Steganography trong Document
Có thể sử dụng phương pháp Steganography trong tài liệu bằng cách đơn giản
là thêm khoảng trắng và tab cho đến cuối dòng tài liệu. Loại steganography này
là vô cùng hiệu quả bởi vì việc sử dụng khoảng trắng và tab sẽ không thể bị mắt
thường phát hiện, ít nhất là đối với tất cả các trình biên tập văn bản/tài liệu.
III. STEGANALYSIS
1. Các phương pháp
Steganalysis là kỹ thuật dùng để phát hiện Steganography. Có nhiều phương
pháp để kiểm tra sự tồn tại của thông tin được ẩn trong các tập tin, như các
phương pháp dưới đây.
a. Xem tập tin
Xem tập tin và so sánh nó với một bản sao khác được tìm thấy trên Internet
(File tranh ảnh). Thường có nhiều bản sao của hình ảnh trên Internet, vì vậy bạn
có thể dễ dàng tìm kiếm nhiều bản sao và thử so sánh các tập tin đáng nghi
với chúng.
Ví dụ, nếu bạn tải về một tập tin JPEG, tập tin nghi ngờ của bạn cũng là JPEG
và hai tập tin trông giống nhau hoàn hoàn ngoại trừ một tập tin lớn hơn tập tin
kia. Điều đó rất có thể là trường hợp tập tin nghi ngờ của bạn có chứa thông tin
được giấu bên trong.
b. Nghe tập tin
Điều này tương tự phương pháp được sử dụng để cố gắng phát hiện
steganography trong các tập tin tranh ảnh ở trên. Nếu bạn đang cố gắng phát hiện
thông tin ẩn bên trong một tập tin âm thanh MP3, bạn sẽ cần phải tìm một tập tin
âm thanh so sánh với nó và cả hai phải sử dụng cùng dạng nén (MP3) . Phương

đề được đặt ra, đặc biệt trong thời đại hiện nay, khi mà thông tin giữ vai trò quan
trọng hàng đầu và các phương tiện truyền thông hiện đại cho phép chúng ta
chuyển tin rất dễ dàng và cũng rất dễ dàng để mất thông tin. Vậy ta có thể làm
những gì để sử dụng được các tiện ích của công nghệ thông tin và viễn thông đã
mang lại cho thế giới và đồng thời không để đối thủ cạnh tranh cũng như các loại
tội phạm tin học sử dụng chính những công nghệ này để gây hại.
2. Watemarking (làm hình mờ)
a. Giới thiệu
Vào thế kỷ mười tám, hình mờ chìm trên giấy được tạo ra ở châu Âu và Mỹ
đã được sử dụng. Các ký hiệu và sự trang trí đặc biệt được sử dụng để làm nhãn
hiệu hàng hoá, để ghi ngày giấy tờ đó được sản xuất, và cho biết kích thước của
bản gốc. Tại thời điểm này, watermark cũng bắt đầu được sử dụng làm biện pháp
chống làm giả đối với tiền và các loại tài liệu khác. Từ khi watermark ra đời,
những kẻ làm hàng giả cũng bắt đầu phát triển những phương pháp bắt chước
các hình watermark bảo vệ tiền giấy.
Vào năm và Tominaga 1988, Komatsu đã phát minh ra phương pháp digital
watermark (làm hình mờ kỹ thuật số).
b. Các trình ứng dụng của Watermarking
Giám sát phát sóng
Có rất nhiều tổ chức, cá nhân quan tâm đến việc giám sát phát sóng. Ví dụ,
các nhà quảng cáo muốn đảm bảo rằng họ nhận được tất cả khoảng thời gian
phát sóng mà họ mua từ trung tâm phát thanh. Watermarking là một phương
pháp thay thế rõ ràng cho sự mã hóa thông tin nhận diện để giám sát việc phát
sóng tích cực và tiêu cực.
Nhận dạng chủ sở hữu
Nếu chủ sở hữu quyền tác giả muốn phân phối các tác phẩm của họ mà không
bị mất bất kỳ quyền hạn nào, họ phải đưa thông báo bản quyền vào bản sao được
phân phối. Watermark của Digimarc dành cho hình ảnh đã được thiết kế với
trình ứng dụng này theo một nguyên lý chính xác. Việc kết hợp chương trình
máy dò watermark với chương trình xử lý hình ảnh phổ biến là Photoshop của

Khi đối thủ sử dụng một bản ghi không tuân theo quy tắc để thực hiện sao
chép bất hợp pháp đối với một sản phẩm có bản quyền, bản sao đó sẽ có một
hình mờ. Giấy phép cấp bằng sáng chế có thể yêu cầu người sử dụng kiểm tra
hình mờ trong nội dung đang được sử dụng (VEIL video watermark).
Nâng cao cơ sở kế thừa
Eurocontrol, tổ chức bảo vệ đạo hàng hàng không của châu Âu đã xem xét về
khả năng chèn tự động một hình mờ kỹ thuật số vào trong liên lạc thoại của
một phi công hay không. Bằng cách làm hình mờ kỹ thuật số cho tất cả các liên
lạc thoại, nó có thể cung cấp một bộ nhận dạng kỹ thuật số giống như mã số đuôi
máy bay để xác định rõ ràng về các máy bay.
Một vấn đề được đặt ra cho những máy nghe nhạc MP3 là việc cố gắng làm
cho lời bài hát hiển thị đồng bộ với âm nhạc. Một giải pháp, được tiên phong bởi
MarkAny của Hàn Quốc, là nhúng lời bài hát trực tiếp vào tín hiệu âm thanh
bằng cách sử dụng công nghệ watermark. Công nghệ này được gọi là MediaSync
và rất phổ biến ở Hàn Quốc.
V. CHƯƠNG TRÌNH MINH HỌA
Sinh viên thực hiện: Nguyễn Khánh
Hưng
Nguyễn Lê Hoài
200812
79
200818
Khóa :
53
Khóa:
Lớp: TTM-
K53
Lớp: TTM-
2
Chức năng:

Lớp: TTM-
K53
Lớp: TTM-
2
- Trước khi ẩn dữ liệu
- Sau khi ẩn dữ liệu
- Dữ liệu đã ẩn
Sinh viên thực hiện: Nguyễn Khánh
Hưng
Nguyễn Lê Hoài
200812
79
200818
Khóa :
53
Khóa:
Lớp: TTM-
K53
Lớp: TTM-
2