TR NG Đ I H C BÁCH KHOA HÀ N IƯỜ Ạ Ọ Ộ
VI N ĐÀO T O SAU Đ I H CỆ Ạ Ạ Ọ

BÁO CÁO Đ TÀI TI U LU N Ề Ể Ậ
MÔN H C: TRUY N THÔNG ĐA PH NG TI NỌ Ề ƯƠ Ệ
Đ tài:ề
“Tìm hi u v ể ề k thu t Watermarking trong truy n thông đa ph ng ti n”ỹ ậ ề ươ ệ
Gi ng viên: ảPGS.TS. Nguy n Hoàng Lan – Vi n CNTT&TTễ ệ
H c viên: ọNguy n Văn Tánhễ
MSHV: CB110416
L p: ớ11BMTTT.KH
Ngành: K thu t máy tính và truy n thôngỹ ậ ề
Hà N i, 05/2012ộ
L I M Đ UỜ Ở Ầ
Ngày nay, bên c nhạ những ích l iợ to l nớ,
thi t th c mà m ng máy tính đem l i,ế ự ạ ạ
chúng ta cũng đang đ i đ u v i nh ng th thách liên quan đ n các v n đ truy n thôngố ầ ớ ữ ử ế ấ ề ề
b o m t và đ c bi t là v n đ phân ph i các tài li u đa ph ng ti n sao cho b o đ mả ậ ặ ệ ấ ề ố ệ ươ ệ ả ả
quy n s h u trí tu . Tình tr ng sao chép b t h p pháp, gi m o các tác ph m s hóaề ở ữ ệ ạ ấ ợ ả ạ ẩ ố
gây búc xúc không ch riêng các tác gi mà còn cho c nh ng ng i làm pháp lu t.ỉ ả ả ữ ườ ậ
Những hành vi xâm phạm b nả quy nề
nh ư
gi ả mạo, ăn c p ắ tác phẩm, s ử d nụg các
tác
ph m ẩ
không có bản quyền,… đang trở nên phổ bi nế và
ngày
càng tinh vi.
Tuy nhiên v i ớ các phương pháp b o ả v ệd ữ
li u ệ
truy n ề thống như mã hoá,
sử d nụg khóa đều
không
đem l iạ hi uệ quả cao trong tình hình hi nệ nay. Các loại
truy nề t hông đa phương tiện như âm t h a n h s , n h s , v i d e o ố ả ố là n h ng ữdạng
dữ li uệ r tấ khó bảo v . ệ Trong bối c nh ả đó, k ỹ
thu t ậ
Watermarking ra đ iờ như m tộ
c uứ
cánh. Watermarking là m t k thu t m i cho phép nhúng thông tin tác gi , g i làộ ỹ ậ ớ ả ọ
m t Watermark, vào các tài li u s hóa sao cho ch t l ng tr c quan c a tài li u khôngộ ệ ố ấ ượ ự ủ ệ
b nh h ng và khi c n có th dò l i đ c Watermark đã nhúng nh m xác nh n b nị ả ưở ầ ể ạ ượ ằ ậ ả
quy n.ề
Bài ti u lu n ti n hành nghiên c u m t s v n đ lý thuy t t ng quan vể ậ ế ứ ộ ố ấ ề ế ổ ề
Watermarking và các ng d ng c a nó trong công ngh truy n thông đa ph ng ti n,ứ ụ ủ ệ ề ươ ệ
đ ng th i tìm hi u và phân tích s b v m t s k thu t Watermarking trong môiồ ờ ể ơ ộ ề ộ ố ỹ ậ
tr ng nh màu k thu t s . ườ ả ỹ ậ ố
Bài ti u lu n đ c trình bày thành ể ậ ượ 4 ph n:ầ
Ph n 1: ầT ng quan v Watermarkingổ ề
Ph n 2: Các mô hình Watermarking, các thu t toán và phân lo iầ ậ ạ
Ph n 3: Watermarking trong môi tr ng nh màuầ ườ ả
Ph n 4: Đ an toàn Watermarking và t n công Watermarkầ ộ ấ
Do th i gian th c hi n và ki n th c b n thân còn nh u h n chờ ự ệ ế ứ ả ề ạ ế nên ch c ch nắ ắ
không tránh kh i nh ng sai l m, thi u sót, kính mong nh n đ c s đóng góp ý ki n,ỏ ữ ầ ế ậ ượ ự ế
b sung, s a đ i c a quý th y cô giáo, các b n đ ng nghi p, đ ng môn đ bài ti uổ ử ổ ủ ầ ạ ồ ệ ồ ể ể
lu n hoàn ch nh h n, thi t th c h n.ậ ỉ ơ ế ự ơ
Xin chân thành c m n.ả ơ
H c viên ọ
Nguy n Văn Tánhễ
2
M C L CỤ Ụ
3
CH NG 1.ƯƠ T NG QUAN V WATERMARKINGỔ Ề
Watermarking là m t trong nh ng k thu t gi u d li u hi n đ i. Nó đ c đ nhộ ữ ỹ ậ ấ ữ ệ ệ ạ ượ ị
nghĩa nh là quá trình chèn thông tin vào d li u đa ph ng ti n nh ng b o đ m khôngư ữ ệ ươ ệ ư ả ả
c m th đ c, nghĩa là ch làm thay đ i nh d li u g c. Thông th ng ng i ta ch đả ụ ượ ỉ ổ ỏ ữ ệ ố ườ ườ ỉ ề
c pậ đ n Watermarking s . Đó là m t t p các d li u s th c p - g i là Watermark (mãế ố ộ ậ ữ ệ ố ứ ấ ọ
đánh d u b n quy n) - đ c nhúng vào d li u s s c p - g i là d li u bao ph (ví dấ ả ề ượ ữ ệ ố ơ ấ ọ ữ ệ ủ ụ
nh văn b n, hình nh, video và audio s ,...). D li u sau quá trình nhúng đ c g i là dư ả ả ố ữ ệ ượ ọ ữ
li u nhúng. Tanaka (1990), Caronni và Tirkel (1993) l n l t đ a ra nh ng n b n đ uệ ầ ượ ư ữ ấ ả ầ
tiên v Watermarking nh ng ch a nh n đ c s quan tâm đúng m c. Mãi đ n nămề ư ư ậ ượ ự ứ ế
1995, ch đ này m i b t đ u đ c quan tâm và k t đó, Watermarking s đã phát tri nủ ề ớ ắ ầ ượ ể ừ ố ể
r t nhanh v i nhi u h ng nghiên c u và ph ng pháp th c hi n khác nhau.ấ ớ ề ướ ứ ươ ự ệ
Watermarking đ c ng d ng trong nhi u lĩnh v c nh b o v quy n s h u,ượ ứ ụ ề ự ư ả ệ ề ở ữ
đi u khi n vi c sao chép, xác nh n gi y t , hay truy n đ t thông tin khác, … trong đó ngề ể ệ ậ ấ ờ ề ạ ứ
d ng ph bi n c a nó là cung c p b ng ch ng v b n quy n tác gi c a các d li u sụ ổ ế ủ ấ ằ ứ ề ả ề ả ủ ữ ệ ố
b ng cách nhúng các thông tin b n quy n. Rõ ràng trong ng d ng này, thông tin nhúngằ ả ề ứ ụ
c n ph i b n v ng tr c các thao tác nh m lo i b chúng.ầ ả ề ữ ướ ằ ạ ỏ
a) S đ nhúng Watermarkơ ồ b) S đ khôi ph c Watermarkơ ồ ụ
T t c các ph ng pháp ấ ả ươ Watermarking đ u có chung các kh i sau: m t h th ngề ố ộ ệ ố
nhúng Watermark và m t h th ng khôi ph c Watermark. Ngõ vào là Watermark, d li uộ ệ ố ụ ữ ệ
c n nhúng và mã cá nhân hay công c ng. Watermark có th b t kì d ng nào nh ch s ,ầ ộ ể ở ấ ạ ư ữ ố
văn b n hay hình nh. Khoá có th đ c dùng đ tang c ng tính b o m t, nghĩa làả ả ể ượ ể ườ ả ậ
ngăn ch n nh ng k không có b n quy n khôi ph c hay phá h y Watermark.ặ ữ ẻ ả ề ụ ủ
Các h th ng th c t dùng ít nh t là m t khoá, th m chí k t h p nhi u khoá. Ngõ ra là dệ ố ự ế ấ ộ ậ ế ợ ề ữ
li u đã đ c Watermark. Quá trình khôi ph c Watermark t ng quát. Các ngõ vào là d li uệ ượ ụ ổ ữ ệ
đã Watermark, khoá và d li u g c (có th có ho c không tuỳ thu c vào ph ng pháp).ữ ệ ố ể ặ ộ ươ
Ngõ ra ho c là Watermark khôi ph c đ c ho c đ i l ng nào đó ch ra m i t ng quanặ ụ ượ ặ ạ ượ ỉ ố ươ
gi a nó và Watermark cho tr c ngõ vào.ữ ướ ở
1.1 L ch s Watermarkingị ử
4
Ngh thu t làm gi y đã đ c phát minh Trung Qu c cách đây trên m t ngàn nămệ ậ ấ ượ ở ố ộ
nh ng mãi đ n khư ế o ngả năm 1282, các công ngh ệWatermark trên gi y m i xu t hi n đ uấ ớ ấ ệ ầ
tiên d i hình th c m t s v trí khuôn gi y là các m u dây m ng h n, khi đó gi y sướ ứ ộ ố ị ấ ẫ ỏ ơ ấ ẽ
m ng và trong su t h n nh ng v trí dây m ng. Các Watermark gi y nguyên th y giúpỏ ố ơ ở ữ ị ỏ ấ ủ
xác nh n x ng s n xu t hay đ n gi n ch là đ trang trí. Vào th k th 18, châu Âu vàậ ưở ả ấ ơ ả ỉ ể ế ỉ ứ ở
M , Watermark trên gi y đã đem l i nh ng l i ích thi t th c trong vi c xác đ nh nhãn hi uỹ ấ ạ ữ ợ ế ự ệ ị ệ
th ng m i, ghi nh n ngày s n xu t, ch ng làm ti n gi . Thu t ng Watermark b t ngu nươ ạ ậ ả ấ ố ề ả ậ ữ ắ ồ
t m t lo i m c vô hình đ c vi t lên gi y và ch hi n th khi nhúng gi y đó vào n c.ừ ộ ạ ự ượ ế ấ ỉ ể ị ấ ướ
Thu t ng digital Watermarking đ c c ng đ ng th gi i ch p nh n r ng rãi vào đ u th pậ ữ ượ ộ ồ ế ớ ấ ậ ộ ầ ậ
niên 1990. Kho ng năm 1995, s quan tâm đ n Watermarking b t đ u phát tri n nhanh.ả ự ế ắ ầ ể
Năm 1996, h i th o v che d u thông l n đ u tiên đ a Watermarking vào ph n trình n iộ ả ề ấ ầ ầ ư ầ ộ
dung chính. Đ n năm 1999, SPIE đã t ch c h i ngh đ c bi t v B o m t vàế ổ ứ ộ ị ặ ệ ề ả ậ
Watermarking trên các n i dung đa ph ng ti nộ ươ ệ .
Cũng trong kho ng th i gian này, m t s t ch c đã quan tâm đ n k thu tả ờ ộ ố ổ ứ ế ỹ ậ
Watermarking v i nh ng m c đ khác nhau. Ch ng h n CPTWG th nghi m h th ngớ ữ ứ ộ ẳ ạ ử ệ ệ ố
Watermarking b o v phim trên DVD. SDMI s d ng Watermarking trong vi c b o v cácả ệ ử ụ ệ ả ệ
đo n nh c. Hai d án khác đ c liên minh châu Âu ng h , VIVA và Talisman đã thạ ạ ự ượ ủ ộ ử
nghi m s d ng Watermarking đ theo dõi phát sóng. Vào cu i th p niên 1990, m t sệ ử ụ ể ố ậ ộ ố
công ty đ a Watermarking vào th ng tr ng, ch ng h n các nhà phân ph i nh c trênư ươ ườ ẳ ạ ố ạ
internet s d ng Liqid Audio áp d ngử ụ ụ công ngh c a Verance Corporation. Trong lĩnhệ ủ
v c Watermarking nh, Photoshop đã tích h p m t b nhúng và b dò Watermark tên làự ả ợ ộ ộ ộ
Digimarc.
Ngày nay, các công ty chuyên kinh doanh các h th ng Watermarking đã tăng đángệ ố
k , d i đây là m t s ví d v các công ty và s n ph m trong lĩnh v c Watermarking:ể ướ ộ ố ụ ề ả ẩ ự
Các hệ thống Watermarking âm thanh
Blue Spike, Inc. Công nghệ Watermarking c aủ Giovanni,
Blue
Spike có
thể đưcợ dùng để nh n dang, xácậ nh n ậ
và
ki mể tra các tài
li uệ âm thanh.
Verance Corporation Verance Corporation - đ cượ sát nh p tậ ừ ARIS
Technologies, Inc. (Cambridge, Mass) và
Solana
Technology Development Corporation - s h u công nghở ữ ệ
Watermarking đã có b ng sáng chằ ế
Musicode®
và
Electronic DNA®.
Các h th ng Watermarking trên nhệ ố ả
Signum M tộ công ty Anh phát tri nể hệ
th
ngố Watermarking
'SureSign' dùng cho b o v b n quả ệ ả y n ềvà h thệ ống
5