Giấu tin trong ảnh màu dựa trên lược đồ XNOR

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:3

Thêm vào BST

Báo xấu

10
lượt xem 1
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài viết Giấu tin trong ảnh màu dựa trên lược đồ XNOR đề xuất ra một cách phân rã thông tin mật XNOR mới để giấu tin trong ảnh màu. Sử dụng kết hợp cơ chế mới này cùng với cơ chế XOR sẽ giúp tạo ra một phương pháp giấu tin có độ khó và tính bền vững cao hơn trong tương lai.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Giấu tin trong ảnh màu dựa trên lược đồ XNOR

Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2017. ISBN: 978-604-82-2274-1 GIẤU TIN TRONG ẢNH MÀU DỰA TRÊN LƯỢC ĐỒ XNOR Nguyễn Thị Hồng Hiệp Trường Đại học Thủy lợi, email: nthhiep@tlu.edu.vn 1. GIỚI THIỆU thực hiện gián tiếp thông qua việc mã hóa các cặp bit dưới dạng các nucletit A, T, G và C Cùng với sự phát triển của các công nghệ trong chuỗi DNA trên cơ sở khai thác tính an toàn và bảo mật thông tin, hiện nay có rất chất tính chất bổ xung của các cặp axit nhiều kỹ thuật giấu tin khác nhau. Các (A,T),(C,G) tương tự 0 với 1. Bảng chân lý phương pháp giấu tin trong ảnh thường khai DNA-XOR cho mỗi nucleotit liệt kê tất cả thác các bit ít ý nghĩa nhất của các điểm ảnh các cách phân rã nucleotit đó thành 3 nhằm ít làm đổi nội dung của ảnh. [1,2] thực nucleotit thành phần sao cho khi XOR chúng hiện giấu tin trong ảnh màu bằng cách phân lại với nhau thu được chính nó (xem Bảng 1). rã tin mật thành 3 thành phần để giấu vào 3 Ví dụ: khi cần giấu cặp bit 00, phương pháp kênh màu sao cho khi XOR chúng lại với đầu tiên sẽ tra bảng chân lý XOR của 00, còn nhau thu được chính nội dung tin mật đó rồi. phương pháp thứ hai sẽ phải kiểm tra xem 00 Bài báo này sẽ đề xuất ra một cách phân rã biểu diễn A, T, G hay C trong quy tắc mã hóa tin mật ngược lại. Theo đó, 3 thành phần DNA đang được sử dụng (có 8 cách mã hóa phân rã khi XOR lại với nhau sẽ không thu DNA) để xác định bảng chân lý DNA-XOR được các bit tin mật gốc mà thu được giá trị cần tra cứu. nghịch đảo của chúng. Bảng 1. Bảng chân lý phân rã DNA-XOR 2. GIẤU TIN DỰA TRÊN LƯỢC ĐỒ CHIA cho A và XOR cho 00 SẺ BÍ MẬT XOR VÀ DNA-XOR Phân rã Phân rã XOR Các phương pháp giấu tin trong ảnh màu DNA-XOR cho A cho 00 dựa trên lược đồ chia sẻ bí mật XOR và A A A 00 01 00 DNA-XOR gồm các bước sau: A G G 00 00 01 Bước 1: Biểu diễn tin mật dưới dạng nhị A C C 00 10 11 phân rồi tách thành từng cặp bít xy. Mỗi cặp A T T 00 11 10 bit mật sẽ được giấu vào 1 pixel của ảnh màu. G A G 01 00 00 Bước 2: Phân rã cặp bit xy cần giấu thành G G A 01 01 01 3 thành phần xryr, xgyg, xbyb sao cho G C T 01 10 10 xryr  xgyg  xbyb = xy G T C 01 11 11 trong đó: là ký hiệu phép toán XOR: 0  0 = 0; C A C 10 01 10 C C A 10 10 01 1  1 = 0; 0  1 = 1; 1  0 = 1; Phương pháp sử dụng lược đồ XOR đưa ra C G T 10 00 11 bảng chân lý trực tiếp cho 4 trường hợp của C T G 10 11 00 00, 01, 10 và 11 của xy trong đó liệt kê mọi T A T 11 00 10 khả năng phân rã xy thành bộ 3 sao cho khi T T A 11 10 00 XOR chúng lại với nhau thu chính nó. Ngược T G C 11 01 11 lại, phương pháp sử dụng lược đồ XOR-DNA T C G 11 11 01 147
Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2017. ISBN: 978-604-82-2274-1 Bước 3: Với pixel của ảnh mang dùng để 2. Bộ (uv, uv ,xy) chứa 2 thành phần là giấu cặp bit mật xy, tách lấy 2 bit cuối urvr, nghịch đảo của nhau, thành phần còn lại là ugvg, ubvb của các kênh màu R, G, B. Các giá xy, vì: trị này sẽ giúp quyết định lựa chọn cách phân uv  uv  xy = 11  xy = xy rã cho xy ở bước 4. Bước 4: Tính sai số bình phương trung 3.  uv, uv , xy  vì: bình MSE (Mean Square Error) của tất cả các uv  uv  xy  01  xy  xy cách phân rã so với giá trị gốc của điểm ảnh. Bộ phân rã có MSE nhỏ nhất sẽ được chọn. 4.  uv, uv, xy  vì: MSE = |xryr–urvr|2 |xgyg–ugvg|2 |xbyb–ubvb|2 uv  uv  xy  10  xy  xy Sau khi đã chọn được một bộ ba phân rã (xryr, xgyg, xbyb) cho xy, ta sẽ thế chúng lần Trong đó các trường hợp 3 và 4 đều có thể lượt vào 2 bít cuối của 3 kênh màu R,G,B của quy về ở dạng 1 và 2. Điều này được chứng ảnh mang. Tiêu chí MSE nhỏ nhất nhằm tối minh bằng Bảng 2. Giá trị của 1 cặp bit uv có thiểu hóa sự thay đổi nội dung của ảnh màu. thể là xy, xy , xy hoặc xy. Trong Bảng 2, Quy trình tách tin như sau: với mỗi pixel những bộ trùng với dạng 1 được bôi màu của ảnh đã được giấu tin, ta tách lấy 2 bit xanh còn trùng với dạng 2 bôi màu vàng. cuối của cả 3 kênh màu R,G,B rồi XOR Bảng 2. Các dạng phân rã cho cặp bit xy chúng lại với nhau. Kết quả thu được sẽ là 1 cặp bít của tin mật. Ghép tất cả các cặp bit Bộ dạng 3 Bộ dạng 4 uv mật này lại sẽ thu được tin mật đã giấu.  uv, uv , xy   uv, uv, xy  3. CƠ CHẾ PHÂN RÃ XNOR xy  xy, xy , xy   xy, xy, xy  Cả 2 phương pháp giấu tin trình bày ở phần trên đều đi phân rã cặp bit mật theo nguyên x  xy, xy, xy   xy, xy, xy  tắc khi XOR 3 thành phần phân rã lại với nhau thì thu được chính nó. Cơ chế phân rã mới xy  xy, xy, xy   xy, xy, xy  XNOR thực hiện ngược lại. Một cặp bit mật xy sẽ được phân rã thành xryr, xgyg, xbyb sao xy  xy, xy, xy   xy, xy , xy  cho khi XOR chúng lại với nhau thu được nghịch đảo của nó: Từ đó, ta sẽ xây dựng được bảng chân lý xryr  xgyg  xbyb = xy phân rã XNOR cho 4 trường hợp 00, 01, 10, trong đó là phép đảo cho từng bít. 11 của xy (xem Bảng 3, trong đó X là ký hiệu Ta nhận thấy phép toán XOR khi thực hiện rút gọn của xy). Những bộ ba không bôi màu trên các cặp bit có đặc điểm như sau: có dạng chứa 2 thành phần bằng nhau, thành 00  xy = xy xy  xy = 00 phần thứ 3 là nghịch đảo của X. Những bộ 11  xy = xy  xy = 11 bôi màu vàng có dạng chứa 2 thành phần là nghịch đảo của nhau còn thành phần thứ 3 là Để tách 1 cặp bít xy thành 3 thành phần X (in đậm). sao cho khi XOR chúng lại với nhau thu Các bước của quá trình giấu tin thực hiện được xy , có tất cả 4 trường hợp sau: giống như trong [1,2]. Khi cần giấu cặp bit 1. Bộ (uv,uv, xy ) chứa 2 thành phần trùng mật X thì ta sẽ tra cứu bảng chân lý phân rã nhau, thành phần còn lại là nghịch đảo của XNOR cho X và tính toán giá trị sai số MSE xy, vì: để lựa chọn ra cách phân rã có MSE nhỏ uv  uv  xy = 00  xy = xy nhất, ít làm thay đổi nội của ảnh mang nhất. 148
Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2017. ISBN: 978-604-82-2274-1 Bảng 3. Bảng chân lý phân rã XNOR Khi cần tách tin, với mỗi pixel, ta sẽ tách lấy 2 bit cuối của các kênh màu R, G, B rồi Phân rã 00 Phân rã 01 XOR chúng lại với nhau và lấy nghịch đảo sẽ X1 X2 X3 X1 X2 X3 thu được một cặp bit mật. Ghép các cặp bit 00 00 11 00 00 10 mật này lại sẽ thu được tin mật đã giấu. 00 11 00 00 10 00 Về mặt lý thuyết, phương pháp mới chỉ làm thay đổi kết quả phân rã của cặp bit mật 00 01 10 00 01 11 nên sẽ không làm thay đổi hiệu quả và các 00 10 01 00 11 01 tính chất của phương pháp giấu tin (độ trong 01 11 01 01 01 10 suốt, độ tin cậy, độ bền vững với tấn công, 01 01 11 01 10 01 dung lượng giấu tin…). 01 00 10 01 00 11 4. KẾT LUẬN 01 10 00 01 10 00 Trong bài báo này, tác giả đã đề xuất ra 10 10 11 10 00 00 một cách phân rã thông tin mật XNOR mới 10 11 10 10 01 01 để giấu tin trong ảnh màu. Sử dụng kết hợp 10 01 00 10 10 10 cơ chế mới này cùng với cơ chế XOR sẽ giúp tạo ra một phương pháp giấu tin có độ khó và 10 00 01 10 11 11 tính bền vững cao hơn trong tương lai. 11 00 00 11 10 11 11 01 01 11 11 10 5. TÀI LIỆU THAM KHẢO 11 10 10 11 01 00 [1] Türker Tuncer, Engin Avci. A reversible data hiding algorithm based on probabilistic 11 11 11 11 00 01 DNA-XOR secret sharing scheme for color Phân rã 10 Phân rã 11 images. Displays, Vol. 41 (2016), pp. 1-8. X1 X2 X3 X1 X2 X3 [2] Nguyen Thi Hong Hiep. (2017). Tổng quát hóa giải thuật giấu tin trong ảnh màu dựa 00 00 01 00 00 00 trên lược đồ chia sẻ bí mật DNA- 00 01 00 00 01 01 XOR,https://drive.google.com/open?id=0B 00 11 10 00 10 10 4lg8YRDRsQtS0RDR3BOejBKVmc. 00 10 11 00 11 11 01 00 00 01 00 01 01 01 01 01 01 00 01 10 10 01 10 11 01 11 11 01 11 10 10 01 10 10 00 10 10 10 01 10 10 00 10 00 11 10 01 11 10 11 00 10 11 01 11 11 01 11 11 00 11 01 11 11 00 11 11 00 10 11 01 10 11 10 00 11 10 01 149