Khoa CNTT - ÐH KHTN TP.HCM
Khoa CNTT - ÐH KHTN TP.HCM
-i-
MỤC LỤC
LỜI MỞ ĐẦU..................................................................................................... 1
CHƯƠNG 1 : MỞ ĐẦU..................................................................................... 3
1.1 Lý do chọn đề tài:................................................................................. 4
1.2 Mục đích nghiên cứu:........................................................................... 5
1.3 Đối tượng nghiên cứu:.......................................................................... 5
1.4 Phạm vi nghiên cứu:............................................................................. 6
CHƯƠNG 2 : TỔNG QUAN............................................................................. 7
2.1 Giới thiệu:............................................................................................. 8
2.2 Mô tả hệ thống ẩn dữ liệu:.................................................................. 11
2.3 Phân loại các kỹ thuật ẩn dữ liệu:....................................................... 13
2.4 Các ứng dụng của ẩn dữ liệu: ............................................................. 15
2.5 Các hướng nghiên cứu về ẩn dữ liệu: ................................................. 16
2.5.1 Trên văn bản:.................................................................................. 16
2.5.2 Trên ảnh tĩnh: ................................................................................. 16
CHƯƠNG 3 : LÝ THUYẾT VỀ ẨN DỮ LIỆU ............................................. 18
3.1 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình ẩn dữ liệu: ................................. 19
3.1.1 Sự thay đổi trên đối tượng chứa là tối thiểu: .................................. 19
3.1.2 Mức độ tránh các thao tác biến đổi trên đối tượng chứa:................ 19
3.1.3 Số lượng dữliệu nhúng: ................................................................. 20
3.1.4 Sự khó phát hiện bởi tri giác của con người-sự vô hình: .............. 21
Khoa CNTT - ÐH KHTN TP.HCM
Khoa CNTT - ÐH KHTN TP.HCM
-ii-
3.1.5 Không thể giải mã dữ liệu nhúng từ đối tượng chứa–Tính bảo mật:
........................................................................................................ 22
3.2 Các mức độ ảnh hưởng của các yếu tố trong các ứng dụng của ẩn dữ
liệu: ............................................................................................................ 22
3.3 Các kỹ thuật ẩn dữ liệu trên văn bản: ................................................. 23
3.3.1 Các kỹ thuật của Brassil: ................................................................ 23
3.3.1.1 Nhúng dữliệu bằng cách dịch chuyển dòng:.......................... 24
3.3.1.2 Nhúng dữliệu bằng cách dịch chuyển từ:............................... 25
3.3.1.3 Nhúng dữliệu đặc trưng:........................................................ 26
3.3.2 Các kỹ thuật của Bender:................................................................ 26
3.3.2.1 Phương pháp khoảng trắng mở(open space methods): .......... 27
3.3.2.2 Phương pháp cú pháp (syntactic methods): ............................ 29
3.3.2.3 Phương pháp ngữnghĩa (semantic methods):......................... 30
3.4 Các kỹ thuật ẩn dữ liệu trên ảnh tĩnh:................................................. 30
3.4.1 Các hướng tiếp cận của các kỹ thuật ẩn dữ liệu trên ảnh tĩnh:........ 31
3.4.1.1 Hướng tiếp cận chèn vào bit LSB:.......................................... 31
3.4.1.2 Phương pháp ngụy trang và lọc: ............................................. 32
3.4.1.3 Các thuật toán và phép biến đổi:............................................. 33
3.4.2 Các kỹ thuật ẩn dữ liệu trên ảnh tĩnh:............................................. 33
3.4.2.1 Ẩn dữliệu với tỉlệbit thấp:.................................................... 34
3.4.2.2 Mã hóa với dữliệu bit cao – Mã hóa affine:........................... 39
3.5 Các kỹ thuật ẩn dữ liệu trên mô hình ba chiều: .................................. 53
3.5.1 Lý thuyết của ẩn dữ liệu trên mô hình ba chiều:............................. 53
3.5.1.1 Các yêu cầu củaẩn dữliệu trong mô hình ba chiều: .............. 53
Khoa CNTT - ÐH KHTN TP.HCM
Khoa CNTT - ÐH KHTN TP.HCM
-iii-
3.5.1.2 Mục đích củaẩn dữliệu: ........................................................ 55
3.5.1.3 Các đối tượng nhúng trong mô hình ba chiều:........................ 55
3.5.1.4 Sựsắp xếp các đối tượng nhúng:............................................ 57
3.5.2 Các kỹ thuật ẩn dữ liệu:.................................................................. 59
3.5.2.1 Thuật giải dựa trên sựbiến đổi các đối tượng hình học:......... 59
3.5.2.2 Thuật giải dựa trên sựthay đổi hình dạng lưới tam giác: ....... 68
CHƯƠNG 4 : CÁC THỬ NGHIỆM TRÊN STEGANOGRAPHY ............. 72
4.1 Giới thiệu:........................................................................................... 73
4.2 Lịch sử phát triển:............................................................................... 74
4.3 Các phần mềm ứng dụng:................................................................... 77
4.3.1 Hide and Seek:................................................................................ 78
4.3.2 StegoDos: ....................................................................................... 79
4.3.3 White Noise Storm: ........................................................................ 79
4.3.4 S-Tools: .......................................................................................... 79
4.3.5 Jpeg-Jsteg v4: ................................................................................. 79
4.4 Lý do đề tài chọn ứng dụng Steganography là các thử nghiệm trên các
kỹ thuật ẩn dữ liệu:........................................................................................ 79
4.5 Steganography trên ảnh tĩnh:.............................................................. 80
4.5.1 Phát biểu bài toán: .......................................................................... 80
4.5.2 Phương án giải quyết:..................................................................... 81
4.6 Steganography trên mô hình ba chiều: ............................................... 82
4.6.1 Phương pháp áp dụng thuật giải TSQ:............................................ 82
4.6.1.1 Phát biểu bài toán: .................................................................. 83
Khoa CNTT - ÐH KHTN TP.HCM
Khoa CNTT - ÐH KHTN TP.HCM
-iv-
4.6.1.2 Phương án giải quyết:............................................................. 83
4.6.2 Phương pháp áp dụng thuật giải TVR: ........................................... 91
4.6.2.1 Phát biểu bài toán: .................................................................. 91
4.6.2.2 Phương án giải quyết:............................................................. 91
4.7 Hướng dẫn sử dụng chương trình:...................................................... 94
CHƯƠNG 5 : KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN101
5.1 Kết quả thực nghiệm: ....................................................................... 102
5.1.1 Kết quả thực nghiệm trên ảnh tĩnh: .............................................. 102
5.1.2 Kết quả thực nghiệm trên mô hình ba chiều:................................ 107
5.2 Các khó khăn khi thực hiện luận văn:............................................... 113
5.3 Hướng phát triển: ............................................................................. 113
5.3.1 Hướng phát triển trên ảnh tĩnh:..................................................... 113
5.3.2 Hướng phát triển trên mô hình ba chiều:...................................... 113
TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................. 115
Khoa CNTT - ÐH KHTN TP.HCM
Khoa CNTT - ÐH KHTN TP.HCM
-v-
DANH SÁCH CÁC HÌNH
Hình 1. Quá trình nhúng dữliệu......................................................................... 11
Hình 2. Quá trình rút trích dữliệu...................................................................... 12
Hình 3. Quá trình nhúng và rút trích dữ liệu ...................................................... 12
Hình 4. Sơđồ phân cấp các kỹ thuật ẩn dữ liệu ................................................. 13
Hình 5. Biểu đồ liên hệ giữa số lượng dữ liệu nhúng và tính bền vững ............. 21
Hình 6. Phương pháp khoảng trắng mở khai thác các khoảng trắng sau mỗi dòng.
Hình (a) là đoạn văn bản trước khi nhúng, hình (b) là đoạn văn bản sau khi
nhúng.................................................................................................................. 28
Hình 7. Đoạn văn bản chứa dữ liệu nhúng sử dụng các khoảng trắng sau mỗi từ.
........................................................................................................................... 29
Hình 8. Các cặp từ đồng nghĩa. .......................................................................... 30
Hình 9. Vòng lặp đơn trong thuật giải Patchwork.............................................. 35
Hình 10. Hình dáng các mảnh............................................................................ 37
Hình 11. Sự sắp xếp các mảnh ........................................................................... 38
Hình 12. Một ví dụ về phương pháp mã hóa kết cấu khối.................................. 38
Hình 13. Nhúng 3 bit vào ảnh 6 x 6 ................................................................... 44
Hình 14. Ảnh F, ma trận khóa K và ma trận trọng lượng W. ............................. 50
Hình 15. Ảnh F sau khi thực hiện toán tử XOR và ảnh chứa bị thay đổi dữ liệu51
Hình 16. Các phương pháp sắp xếp các đối tượng nhúng. (a) sắp xếp toàn cục,
(b) sắp xếp cụcbộ, (c) sắp xếp theo chỉ số......................................................... 58
Hình 17. Các đặc trưng đồng dạng trong tam giác ............................................. 60
Hình 18. Cấu trúc một MEP............................................................................... 62
Hình 19. Lưới tam giác và các MEP với dữ liệu nhúng là "data hiding"............ 63