Tiểu luận môn Truyền thông đa phương tiện: Tìm hiểu về kỹ thuật Watermarking trong truyền thông đa phương tiện

TR

ƯỜ

NG Đ I H C BÁCH KHOA HÀ N I Ộ

Ạ Ọ

VI N ĐÀO T O SAU Đ I H C

Ạ Ọ

Ạ

Ệ



BÁO CÁO Đ TÀI TI U LU N

Ậ

Ề

Ể

NG TI N

MÔN H C: TRUY N THÔNG ĐA PH Ề

Ọ

ƯƠ

Ệ

Đ tài: ề

“Tìm hi u v

ể ề k thu t Watermarking trong truy n thông đa ph

ề

ậ

ỹ

ươ

ng ti n” ệ

Gi ng viên:

PGS.TS. Nguy n Hoàng Lan – Vi n CNTT&TT

ả

ễ

ệ

H c viên:

Nguy n Văn Tánh

ọ

ễ

MSHV:

CB110416

11BMTTT.KH

L p: ớ

Ngành:

K thu t máy tính và truy n thông

ề

ậ

ỹ

Hà N i, 05/2012

ộ

L I M Đ U Ờ Ở Ầ

t th c mà m ng máy tính đem l Ngày nay, bên c nhạ những ích l iợ to l nớ , thi ế ự ạ ạ i,

chúng ta cũng đang đ i đ u v i nh ng th thách liên quan đ n các v n đ truy n thông ố ầ ữ ử ế ề ề ấ ớ

b o m t và đ c bi ặ ả ậ ệ t là v n đ phân ph i các tài li u đa ph ố ề ệ ấ ươ ả ng ti n sao cho b o đ m ệ ả

m o các tác ph m s hóa quy n s h u trí tu . Tình tr ng sao chép b t h p pháp, gi ạ ề ở ữ ấ ợ ệ ả ạ ẩ ố

gây búc xúc không ch riêng các tác gi mà còn cho c nh ng ng ỉ ả ữ ả ườ ậ i làm pháp lu t.

Những hành vi xâm phạm b nả quy nề nh ư gi ả mạo, ăn c p ắ tác phẩm, s ử d nụ g 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 ệ d ữ li u ệ truy n ề thống như mã hoá,

sử d nụ g khóa đều không đem l iạ hi uệ quả cao trong tình hình hi nệ nay. Các loại

, n h s , v i d e o truy nề t hông đa phương tiện n h ư â m t h a n h s ố ả ố là n h n g ữ dạng

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

, g i là c uứ cánh. Watermarking là m t k thu t m i cho phép nhúng thông tin tác gi ậ ộ ỹ ớ ả ọ

m t Watermark, vào các tài li u s hóa sao cho ch t l ệ ố ấ ượ ộ ng tr c quan c a tài li u không ủ ự ệ

b nh h ị ả ưở ng và khi c n có th dò l ầ ể i đ ạ ượ ả c Watermark đã nhúng nh m xác nh n b n ằ ậ

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 v ộ ố ấ ế ổ ứ ể ế ề ậ ề

Watermarking và các ng d ng c a nó trong công ngh truy n thông đa ph ứ ụ ủ ệ ề ươ ệ ng ti n,

đ ng th i tìm hi u và phân tích s b v m t s k thu t Watermarking trong môi ơ ộ ề ộ ố ỹ ể ậ ồ ờ

tr ng nh màu k thu t s . ườ ậ ố ả ỹ

Bài ti u lu n đ c trình bày thành ể ậ ượ 4 ph n:ầ

Ph n 1: ầ T ng quan v Watermarking ề ổ

Ph n 2: Các mô hình Watermarking, các thu t toán và phân lo i ạ ầ ậ

Ph n 3: Watermarking trong môi tr ng nh màu ầ ườ ả

Ph n 4: Đ an toàn Watermarking và t n công Watermark ầ ấ ộ

Do th i gian th c hi n và ki n th c b n thân còn nh u h n ch ứ ả ự ệ ế ề ạ ờ ắ ế nên ch c ch n ắ

không tránh kh i nh ng sai l m, thi u sót, kính mong nh n đ ữ ế ầ ậ ỏ ượ ự ế c s đóng góp ý ki n,

ể 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 u ổ ủ ử ệ ể ầ ạ ồ ồ ổ

lu n hoàn ch nh h n, thi ỉ ậ ơ ế t th c h n. ự ơ

Xin chân thành c m n. ả ơ

H c viên ọ Nguy n Văn Tánh ễ

M C L C

Ụ

CH

NG 1.

T NG QUAN V WATERMARKING

ƯƠ

Ổ

Ề

Watermarking là m t trong nh ng k thu t gi u d li u hi n đ i. Nó đ ỹ ữ ệ ữ ệ ậ ấ ạ ộ ượ c đ nh ị

nghĩa nh là quá trình chèn thông tin vào d li u đa ph ng ti n nh ng b o đ m không ữ ệ ư ươ ư ệ ả ả

c, nghĩa là ch làm thay đ i nh d li u g c. Thông th ng ng i ta ch đ c m th đ ả ụ ượ ỏ ữ ệ ổ ố ỉ 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 (mã ữ ệ ố ứ ấ ộ ậ ế ố ọ

c nhúng vào d li u s s c p - g i là d li u bao ph (ví d đánh d u b n quy n) - đ ả ề ấ ượ ữ ệ ố ơ ấ ữ ệ ủ ọ ụ

nh văn b n, hình nh, video và audio s ,...). D li u sau quá trình nhúng đ ữ ệ ư ả ả ố ượ c g i là d ọ ữ

li u nhúng. Tanaka (1990), Caronni và Tirkel (1993) l n l ầ ượ ư ầ t đ a ra nh ng n b n đ u ữ ệ ả ấ

tiên v Watermarking nh ng ch a nh n đ c s quan tâm đúng m c. Mãi đ n năm ư ư ề ậ ượ ự ứ ế

1995, ch đ này m i b t đ u đ c quan tâm và k t ớ ắ ầ ủ ề ượ ể ừ ể đó, Watermarking s đã phát tri n ố

ng nghiên c u và ph ng pháp th c hi n khác nhau. r t nhanh v i nhi u h ớ ấ ề ướ ứ ươ ự ệ

Watermarking đ ượ ứ ở ữ c ng d ng trong nhi u lĩnh v c nh b o v quy n s h u, ự ư ả ụ ề ệ ề

đi u khi n vi c sao chép, xác nh n gi y t ấ ờ ể ệ ề ậ ứ , hay truy n đ t thông tin khác, … trong đó ng ề ạ

c a các d li u s d ng ph bi n c a nó là cung c p b ng ch ng v b n quy n tác gi ụ ổ ế ề ả ứ ủ ề ấ ằ 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 nhúng ằ ụ ứ ề ả

c n ph i b n v ng tr ầ ề ữ ả ướ c các thao tác nh m lo i b chúng. ằ ạ ỏ

a) S đ nhúng Watermark b) S đ khôi ph c Watermark ơ ồ ơ ồ ụ

T t c các ph ng pháp ấ ả ươ ộ ệ ố Watermarking đ u có chung các kh i sau: m t h th ng ề ố

ữ ệ nhúng Watermark và m t h th ng khôi ph c Watermark. Ngõ vào là Watermark, d li u ụ ộ ệ ố

c n nhúng và mã cá nhân hay công c ng. Watermark có th ầ ể ở ấ ư ữ ố b t kì d ng nào nh ch s , ạ ộ

ng tính b o m t, nghĩa là văn b n hay hình nh. Khoá có th đ ả ể ượ ả c dùng đ tang c ể ườ ậ ả

ngăn ch n nh ng k không có b n quy n khôi ph c hay phá h y Watermark. ề ữ ụ ủ ẻ ặ ả

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 d ệ ố ự ế ế ợ ề ấ ậ ộ ữ

li u đã đ ệ ượ ữ ệ c Watermark. Quá trình khôi ph c Watermark t ng quát. Các ngõ vào là d li u ụ ổ

đã Watermark, khoá và d li u g c (có th có ho c không tuỳ thu c vào ph ng pháp). ữ ệ ể ặ ộ ố ươ

Ngõ ra ho c là Watermark khôi ph c đ ng nào đó ch ra m i t ng quan ụ ượ ặ c ho c đ i l ặ ạ ượ ố ươ ỉ

gi a nó và Watermark cho tr ngõ vào. ữ c ướ ở

1.1 L ch s Watermarking

ử

ị

Ngh thu t làm gi y đã đ c phát minh Trung Qu c cách đây trên m t ngàn năm ệ ậ ấ ượ ở ố ộ

nh ng mãi đ n kh ư ế ầ o ngả năm 1282, các công ngh ệ Watermark trên gi y m i xu t hi n đ u ệ ấ ấ ớ

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 s ướ ộ ố ị ứ ấ ấ ẫ ỏ ơ ẽ

m ng và trong su t h n nh ng v trí dây m ng. Các Watermark gi y nguyên th y giúp ố ơ ở ỏ ữ ủ ấ ỏ ị

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 và ậ ưở ế ỉ ứ ể ả ấ ả ơ ỉ ở

M , Watermark trên gi y đã đem l i ích thi ấ ỹ ạ i nh ng l ữ ợ ế ệ t th c trong vi c xác đ nh nhãn hi u ự ệ ị

th ươ ng m i, ghi nh n ngày s n xu t, ch ng làm ti n gi ả ề ạ ậ ấ ố ả ồ . Thu t ng Watermark b t ngu n ữ ậ ắ

c vi t ừ ộ m t lo i m c vô hình đ ự ạ ượ ế t lên gi y và ch hi n th khi nhúng gi y đó vào n ị ỉ ể ấ ấ ướ c.

Thu t ng digital Watermarking đ ữ ậ ượ ộ c c ng đ ng th gi ồ ế ớ ậ i ch p nh n r ng rãi vào đ u th p ậ ộ ấ ầ

niên 1990. Kho ng năm 1995, s quan tâm đ n Watermarking b t đ u phát tri n nhanh. ế ắ ầ ự ể ả

ộ Năm 1996, h i th o v che d u thông l n đ u tiên đ a Watermarking vào ph n trình n i ầ ư ề ả ấ ầ ầ ộ

dung chính. Đ n năm 1999, SPIE đã t ch c h i ngh đ c bi ế ổ ị ặ ứ ộ ệ t v B o m t và ả ề ậ

Watermarking trên các n i dung đa ph ộ ươ ệ . ng ti n

Cũng trong kho ng th i gian này, m t s t ờ ộ ố ổ ả ậ ch c đã quan tâm đ n k thu t ứ ế ỹ

ệ ố Watermarking v i nh ng m c đ khác nhau. Ch ng h n CPTWG th nghi m h th ng ữ ứ ử ệ ẳ ạ ớ ộ

Watermarking b o v phim trên DVD. SDMI s d ng Watermarking trong vi c b o v các ệ ả ử ụ ệ ệ ả

đo n nh c. Hai d án khác đ ự ạ ạ ượ c liên minh châu Âu ng h , VIVA và Talisman đã th ộ ủ ử

nghi m s d ng Watermarking đ theo dõi phát sóng. Vào cu i th p niên 1990, m t s ử ụ ộ ố ể ệ ậ ố

công ty đ a Watermarking vào th ng tr ng, ch ng h n các nhà phân ph i nh c trên ư ươ ườ ẳ ạ ạ ố

internet s d ng Liqid Audio áp d ng ử ụ ụ công ngh c a Verance Corporation. Trong lĩnh ệ ủ

v c Watermarking nh, Photoshop đã tích h p m t b nhúng và b dò Watermark tên là ợ ự ộ ộ ả ộ

Digimarc.

Ngày nay, các công ty chuyên kinh doanh các h th ng Watermarking đã tăng đáng ệ ố

i đây là m t s ví d v các công ty và s n ph m trong lĩnh v c Watermarking: k , d ể ướ ộ ố ụ ề ự ả ẩ

Các hệ thống Watermarking âm thanh

Blue Spike, Inc. ậ Công nghệ Watermarking c aủ Giovanni, Blue Spike có thể đư cợ dùng để nh n dang, xác nh n ậ và ki mể tra các tài li uệ âm thanh.

Verance Corporation - đ sát nh p t cượ ậ Inc. ở ữ ừ ARIS (Cambridge, Mass) và Solana ệ ế Musicode® và ằ Verance Corporation Technologies, Technology Development Corporation - s h u công ngh Watermarking đã có b ng sáng ch Electronic DNA®.

Các h th ng Watermarking trên nh ệ ố ả

Signum M tộ công ty Anh phát tri nể hệ th ngố Watermarking ống 'SureSign' dùng cho b o v b n qu y n ề và h thệ ệ ả ả

Technologies 'VeriData' dùng để xác thự tính toàn v n c a ẹ ủ các ảnh số.

Digimarc

bằng sáng chế của Digimarc cho phép cượ nhúng trong các tài liệu có giá ư ấ tờ tài chính, thị th c,ự giúp ngăn ch nặ giả Các công ngh cóệ dữ li uệ kĩ thu tậ số đ trị nh gi y m o,ạ tr mộ và sử d ngụ không được phép khác.

Các hệ thống Watermarking trên phim

Alpha Tec. Ltd. - AudioMark ộ ề ế ế ể Alpha Tec. Ltd. là m t công ty Hy L p phát tri n ạ AudioMark, gói ph n m m thi t k cho vi c nhúng các ầ ệ Watermark vào tài li u âm thanh và phim ệ

MediaSec Cung c pấ công cụ SysCoP (System for Copyright Protection) đ nhúng nhãn hi u tác quy n vào nh và phim (MPEG ) ề ể ệ ả Technologies

B ng - 1: Các công ty và s n ph m trong lĩnh v c Watermarking ẩ ự ả ả

1.2 Các tiêu chí c n có c a m t thu t toán Watermarking m nh m

ủ

ộ

ầ

ạ

ậ

ẽ

Tùy thu c vào t ng ng d ng, k thu t Watermarking có nh ng đòi h i khác nhau. ứ ữ ừ ụ ậ ỏ ộ ỹ

Tuy nhiên có m t s yêu c u chung mà mà h u h t các ng d ng th c t ph i đ t đ c. ộ ố ự ế ứ ụ ế ầ ầ ả ạ ượ

1.2.1 Tính b o m t ậ ả

ể ự Gi ng nh trong lĩnh v c mã hóa, tính hi u qu c a m t thu t toán không th d a ệ ả ủ ư ự ậ ố ộ

vào gi đ nh là các k t n công không bi t cách mà Watermark đ c nhúng vào tài li u đa ả ị ẻ ấ ế ượ ệ

ph ng ti n. Tuy nhiên, gi đ nh đó l ươ ệ ả ị i đ ạ ượ ả c dùng đ đánh giá đ an toàn c a các s n ộ ủ ể

ng m i s d ng Watermarking có giá tr trên th tr ph m th ẩ ươ ạ ử ụ ị ườ ị ộ ứ ng. Vì v y v i m t ng ậ ớ

c cách làm vi c c a b nhúng và b dò, vi c làm cho d ng Watermarking, m t khi bi ụ ộ t đ ế ượ ệ ủ ộ ệ ộ

Watermark không đ c đ c th ng r t d dàng. H n n a m t s k thu t s d ng d ọ ượ ườ ậ ử ụ ộ ố ỹ ấ ễ ữ ơ ữ

li u g c trong quy trình dò và th ng thì các gi ệ ố ườ ả ự i pháp lo i này không kh thi trong th c ạ ả

.ế t

1.2.2 Tính vô hình

Nh ng nhà nghiên c u g n đây đã c nhúng nh ng Watermark b ng cách sao cho nó ứ ầ ữ ữ ằ ố

không th đ ể ượ ẳ c nh n ra. Tuy nhiên yêu c u này mâu thu n v i các yêu c u khác ch ng ậ ầ ẫ ầ ớ

c gi m o đ c bi t là các h n s c ch u đ ng và đ an toàn ch ng s b n v ng ch ng đ ạ ứ ự ề ự ữ ộ ố ố ị ượ ả ạ ặ ệ

ấ ủ thu t toán nén có m t thông tin. Vì m c đích này chúng ta ph i kh o sát các tính ch t c a ụ ậ ấ ả ả

HVS và HAS trong quy trình dò Watermark. Các thu t toán nén đ ậ ượ c dùng hi n nay cho ệ

phép đ t đ c m c tiêu đó, tuy nhiên đi u này s không kh thi trong t ng lai là do th ạ ượ ụ ề ẽ ả ươ ế

i quan sát đã qua h c a thu t toán nén ti p theo có th thay đ i, c n ph i cho các ng ệ ủ ế ể ậ ầ ả ổ ườ

hu n luy n (ng c yêu c u so sánh phiên b n c a tài li u g c và tài li u đ ệ ấ i đ ườ ượ ủ ệ ệ ầ ả ố ượ ấ c n

c Watermark. Dĩ nhiên đây không ph i là khó khăn trong th c t vì ng d u) th y đ ấ ấ ượ ự ế ả ườ i

dùng thông th ườ ng không có kh năng so sánh đó. ả

1.2.3 Tính vô hình đ i v i th ng kê ố ớ ố

Watermark không th dò đ c b ng ph ng pháp th ng kê b i m t ng i không ể ượ ằ ươ ố ở ộ ưở

đ c phép. Ví d nhi u tác ph m k thu t s đã đ c nhúng cùng m t Watermark sao cho ượ ậ ố ụ ề ẩ ỹ ượ ộ

khi th c hi n t n công d a trên th ng kê thì không tài nào trích đ c Watermark. M t gi ệ ấ ự ự ố ượ ộ ả i

pháp kh thi là s d ng Watermark ph thu c n i dung . ộ ộ ử ụ ụ ả

1.2.4 T l bit ỉ ệ

Tùy thu c vào ng d ng, thu t toán Watermark có th cho phép m t s l ng bit ộ ố ượ ứ ụ ể ậ ộ

c đ nh nghĩa tr c. Không t n t i các quy t c chung, tuy nhiên đ i v i nh thì c n n đ ầ ẩ ượ ị ướ ồ ạ ố ớ ả ắ

i thi u 300 - 400 bit. Trong b t kỳ tr ng h p nào thì nhà thi t k h th ng ph i nh t ố ể ấ ườ ợ ế ế ệ ố ả ớ

t nh t là không nên gi ng bit đ c nhúng vào d li u. r ng t ằ ố ấ i h n s l ớ ạ ố ượ ượ ữ ệ

1.2.5 Quá trình dò đáng tin c yậ

Th m chí khi không có các t n công cũng nh các bi n d ng tín hi u, kh năng ư ế ệ ậ ấ ạ ả

không dò đ c Watermark đã nhúng ho c dò sai Watermark ph i r t nh . Thông th ượ ả ấ ặ ỏ ườ ng

các thu t toán d a trên th ng kê d dàng th a đ c các yêu này. Tuy nhiên m t kh năng ỏ ượ ự ễ ậ ố ả ộ

nh v y ph i đ c đ a lên hàng đ u n u ng d ng Watermarking liên quan đ n lu t pháp ư ậ ả ượ ư ế ứ ụ ế ầ ậ

vì có nh vây m i t o s tin c y ch c ch n trong các phán quy t cu i cùng. ớ ạ ự ư ế ậ ắ ắ ố

1.2.6 Tính b n v ng ề ữ

Vi c s d ng các tín hi u âm nh c, hình nh và phim d i d ng k thu t s thông ệ ử ụ ệ ạ ả ướ ạ ậ ố ỹ

th ng có liên quan t ườ ớ i nhi u ki u bi n d ng, ch ng h n nh nén có m t thông tin, hay ạ ư ề ể ế ạ ẳ ấ

trong tr ng h p nh là các phép l c, đ nh l i kích th c, c i ti n đ t ườ ợ ả ọ ị ạ ướ ả ế ộ ươ ng ph n, phép ả

quay, v.v. Đ Watermarking h u ích, Watermark ph i dò đ ữ ể ả ượ ạ c ngay khi c các bi n d ng ế ả

c tính m nh m ch ng đ x y ra. Quan đi m chung đ đ t đ ể ả ể ạ ượ ẽ ố ạ ượ ệ c các bi n d ng tính hi u ạ ế

là đ t Watermark vào các ph n quan tr ng c a tín hi u ử ệ . Đi u này ph thu c vào cách x lý ủ ụ ề ặ ầ ọ ộ

c a các thu t toán nén có m t thông tin (b qua các ph n d li u không quan tr ng mà ỏ ủ ữ ệ ậ ấ ầ ọ

không làm nh h ng đ n ch t l ng c a d li u đ ả ưở ấ ượ ế ữ ệ ủ ượ ộ c nén. Đi u này d n đ n m t ề ế ẫ

Watermark đ c n trong các d li u không quan tr ng khó t n t i khi b nén. Trong ượ ẩ ữ ệ ồ ạ ọ ị

tr ườ ể ng h p Watermarking trên nh, s c ch u đ ng v i các x lý hình h c (d ch chuy n, ự ứ ử ả ợ ớ ọ ị ị

i kích th đ nh l ị ạ ướ ư ậ ấ c, quay, xén ) thì v n là m t v n đ m , nh ng thao tác nh v y r t ề ở ộ ấ ữ ẫ

thông th ng và m t gi i quy t đ c tr c khi áp d ng Watermark ườ ộ ả i pháp đ ra c n gi ề ầ ả ế ượ ướ ụ

cho b o v tác quy n nh. ề ả ệ ả

1.2.7 Nhúng nhi u Watermark ề

ả C n ph i cho phép nhúng m t t p h p các Watermark khác nhau trong cùng nh ộ ậ ầ ả ợ

i dùng đ b ng cách sao cho m i Watermark có th dò đ ằ ể ỗ ượ c b i ng ở ườ ượ ấ ặ c c p quy n. Đ c ề

tr ng này thì h u d ng trong các ng d ng d u vân tay, trong đó thu c tính tác quy n đ ữ ụ ư ứ ụ ề ấ ộ ượ c

truy n t ng i s h u tác ph m đ n các tác ph m khác. H n n a chúng ta có th ngăn ề ừ ườ ở ữ ữ ế ể ẩ ẩ ơ

ng i khác th c hi n Watermarking cho m t tác ph m đã đ c đóng d u. Trong m t s ườ ự ệ ẩ ộ ượ ộ ố ấ

tr ng h p vi c s a m t Watermark sau khi nhúng là c n thi ườ ệ ử ầ ợ ộ ế t ch ng h n trong tr ạ ẳ ườ ng

h p c a các đĩa DVD, m t con d u có th đ ợ ể ượ ủ ấ ộ c dùng đ ch s l ể ỉ ố ượ ng các b n sao chép ả

đ c phép. M i l n m t b n sao chép đ c th c hi n con d u s đ ượ ộ ả ỗ ầ ượ ấ ẽ ượ ử ổ ể ả c s a đ i đ gi m ự ệ

s . S ch nh s a có th th c hi n đ ố ự ỉ ể ự ử ệ ượ ặ c b ng cách xoá b d u cũ và nhúng d u m i ho c ỏ ấ ằ ấ ớ

là nhúng m t d u m i ch ng lên d u cũ. Kh năng th hai đ ộ ấ ứ ấ ả ớ ồ ượ c ch n l a nhi u h n b i vì ề ọ ự ơ ở

m t Watermark mà có th xoá đ c thì y u và không ch u đ ng đ c các t n công gi ể ộ ượ ự ế ị ượ ấ ả

m o.ạ

1.2.8 Blind/non-blind, public/private Watermarking

M i quan tâm đ c bi ặ ố ệ t là c ch s d ng đ khôi ph c v t n t ể ụ ế ấ ừ ả ế ử ụ ộ nh. Trong m t ơ

s tr ố ườ ng h p đ phát tri n m t thu t toán m nh m , Watermark đ ậ ể ể ẽ ạ ợ ộ ượ c trích b ng cách so ằ

sánh các phiên b n đã đ c đóng d u v ch a đóng d u. ng pháp ả ượ ấ Trong đó nhi u ph ư ề ấ ả ươ

đ c đ xu t ch u đ ng đ c nhi u k thu t x lý nh và các t n công có th nh m vào ượ ự ề ấ ị ượ ậ ử ề ể ả ấ ằ ỹ

vi c g Watermark hay làm cho nó không th đ c đ c. Tuy nhiên thông th ng trong th ể ọ ượ ệ ỡ ườ ế

gi ớ i th c, s có m t c a nh g c trong quá trình dò không đ ố ặ ủ ả ự ự ượ ậ c b o đ m, do v y thu t ả ả ậ

toán c n nh g c đ h i ph c v t n không thích h p cho nhi u ng d ng th c t . Ngoài ụ ế ấ ề ứ ể ồ ầ ả ự ế ụ ố ợ

ra lo i thu t toán này không th đ c dùng cho vi c ch ng minh quy n s h u hoàn toàn ể ượ ạ ậ ề ở ữ ứ ệ

tr khi th a m t s yêu ộ ố ừ ỏ ủ c u ph khác nh không t a kh đ o (non-quasi-invertibility) c a ả ả ụ ư ự ầ

Watermark, v n r t khó đ t đ ố ấ ạ ượ c và h u nh không th ch ng minh. Các k thu t khôi ứ ư ể ầ ậ ỹ

c mark và không đ c mark th ph c Watermark không c n so sánh các tín hi u đ ầ ụ ệ ượ ượ ườ ng

g i là oblivious hay blind. Trong các tr ọ ườ ng h p khác thu t ng public Watermarking đ ữ ậ ợ ượ c

dùng đ đ i l i v i private Watermarking . Th c s , thu t ng public/private Watermarking ể ố ạ ớ ự ự ữ ậ

c g i là private n u ch có ng i s h u tài đ ch m t khái ni m khác: m t k thu t đ ể ộ ỹ ỉ ộ ậ ượ ệ ế ọ ỉ ườ ở ữ

li u hay ng c c p quy n m i trích Watermark b i vì anh ta m i là ng i đ ệ ườ ượ ấ ề ớ ở ớ ườ i có th truy ể

xu t vào nh g c ho c anh ta m i là ng i bi t khoá chính xác đúng đ trích Watermark t ấ ả ặ ố ớ ườ ế ể ừ

i các k thu t mà cho phép b t kỳ ng i nào cũng đ c đ c Watermark d li u ch . Trái l ữ ệ ủ ạ ậ ấ ỹ ườ ọ ượ

đ c g i là public. H u h t m i ng ượ ế ầ ọ ọ ườ i cho r ng các c ch private d ơ ế ằ ườ ng nh m nh m ư ạ ẽ

ch là m i khi Watermark đ c đ c, k thu t public làm cho các k t n công h n public ơ ở ỗ ỗ ượ ọ ẻ ấ ậ ỹ

d xóa Watermark hay làm cho Watermark không đ c đ ễ ọ ượ c ch ng h n b ng cách đ o quy ằ ẳ ạ ả

ộ trình nhúng hay b ng cách nhúng m t Watermark đ o (Watermark reversibility). Nói m t ằ ả ộ

cách t ng quát trong s các k thu t Watermarking nh đ ậ ả ổ ố ỹ ượ ả c đ xu t g n đây, các s n ấ ầ ề

ng áp d ng các h th ng public trong khi các nghiên c u l ph m th ẩ ươ ng m i th ạ ườ ệ ố ứ ạ ậ i t p ụ

trung vào ti p c n private. ế ậ

1.2.9 Watermarking đ c đ c và dò đ ọ ượ c ượ

M t Watermark mà có th dò đ c ch n u n i dung c a nó đ c bi c g i là t tr ể ộ ượ ỉ ế ủ ộ ượ ế ướ ọ

m t Watermark dò đ c. Ng i các k thu t cho phép Watermark đ c đ c ngay khi ộ ượ c l ượ ạ ọ ượ ậ ỹ

c. Nói cách khác, theo h n i dung c a nó b qua thì g i là Watermark đ c đ ộ ọ ượ ủ ỏ ọ ướ ế ậ ng ti p c n

dò đ c, ng t m t Watermark có t n t i trong d li u hay không. ượ ườ i ta có th ch c n bi ể ỉ ầ ế ồ ạ ộ ữ ệ

N u m t ng i không bi t Watermark là gì thì không th phân tích tài li u đa ph ế ộ ườ ế ể ệ ươ ệ ng ti n

gi ng v i các k thu t đ c đ c, trong đó c ch đ tìm ra Watermark. Đi u này không ể ề ậ ọ ố ớ ỹ ượ ơ ế

nhúng và trích Watermark đ c th c hi n sao cho b t kỳ ai cũng có th đ c đ ượ ể ọ ự ệ ấ ượ c

Watermark. Dĩ nhiên tính ch t đ c đ c/ dò đ c c a Watermark nh h ấ ọ ượ ượ ủ ả ưở ế ng nhi u đ n ề

cách mà nó đ c s d ng trong các ng d ng th c t . Ví d gi ượ ử ụ ự ế ứ ụ ụ ả ử ố s có m t tình hu ng ộ

trong đó ng i ta mu n bi t ai là ng ườ ố ế ườ ở ữ ủ ấ i s h u c a m t nh mà anh ta đã tìm đã tìm th y ộ ả

đâu đó trên Internet. Ngoài ra gi s r ng Watermark ch ra ng i s h u đã đ c nhúng ả ử ằ ỉ ườ ở ữ ượ

trong nh s d ng k thu t Watermarking dò đ c. Không có cách nào đ đ c đ ử ụ ả ậ ỹ ượ ể ọ ượ c

Watermark n u không th c hi n các gi đ nh v ng ự ế ệ ả ị ề ườ ở ữ ấ i s h u có th , b i vì nh tính ch t ể ở ờ

dò đ c c a Watermark ch có th xác đ nh nh có thu c m t tác gi c th nào đó ượ ủ ể ả ộ ộ ỉ ị ả ụ ể

(Watermark c a anh ta đ c bi t ) không. ủ ượ ế

1.2.10 Tính kh đ o và tính thu n ngh ch c a Watermark ả ả ủ ậ ị

M c dù tính m nh m th ng đ c th a mãn, ẽ ườ ạ ặ ượ c ch ra nh m t yêu c u chính đ ộ ư ầ ỉ ượ ỏ

m i quan tâm l n l i t p trung vào tính kh đ o c a Watermark. Thu t ng kh đ o đ ớ ạ ậ ữ ả ả ả ả ủ ậ ố ượ c

dùng v i nh ng ý nghĩa khác nhau, nghĩa t nhiên nh t đ nh nghĩa m t Watermark là kh ữ ớ ự ấ ị ộ ả

i dùng đ đ o n u các ng ả ế ườ ượ ề ứ c c p quy n có th xoá nó kh i tài li u. Trong nhi u ng ề ể ệ ấ ỏ

d ng tính kh đ o này có th là m t đ c tr ng mong đ i, b i vì nó có th cho phép thay ư ụ ộ ặ ả ả ể ể ợ ở

c theo l ch s c a nó mà không c n ph i n quá đ i tình tr ng c a m t tài li u cho tr ổ ủ ệ ạ ộ ướ ử ủ ả ẩ ầ ị

nhi u bit thông tin trong nó. Tính kh đ o c a Watermark còn đ c đ nh nghĩa theo cách ả ả ủ ề ượ ị

c h tr khác: đó là kh năng làm m t hi u l c th a nh n quy n s h u đ ệ ở ữ ự ừ ề ả ấ ậ ượ ỗ ợ ở b i

Watermarking b ng cách s d ng k thu t công ngh đ o đ đ o l i quy trình ằ ử ụ ệ ả ể ả ậ ỹ ạ

Watermarking. M t mô hình Watermarking đ đ ể ượ ử ụ ụ c s d ng thành công trong ng d ng ứ ộ

b o v quy n s h u, tính không kh đ o c a Watermark ph i đ ả ả ả ủ ề ở ữ ả ượ ệ ữ c th a mãn. H n n a ỏ ơ

đây ch là m t đi u ki n c n thi t ph i th a mãn b i vì t ng quát h n tính ng ề ệ ầ ộ ỉ ế ả ỏ ở ổ ơ ườ ầ i ta c n

tính không t a kh đ o c a Watermark h n. ả ả ơ Ở ự ủ ả ả đây thu t ng kh đ o và t a kh đ o ả ả ữ ự ậ

đ c hi u theo nghĩa t nhiên nh đã nói trên. Không c n đi vào chi ti t, chúng ta có th ượ ể ự ư ầ ế ể

c (false nói r ng m t Watermark là kh đ o n u nó có th t o ra m t Watermark ng ế ả ả ể ạ ằ ộ ộ ượ

Watermark) và m t tài li u gi ệ ộ ả ạ ằ m o tài li u g c mà gi ng nh tài li u g c sao cho b ng ư ệ ệ ố ố ố

cách nhúng false Watermark vào nó, ta có th thu đ c m t tài li u mà ể ượ ệ ộ gi ngố hay g nầ

gi ngố v i tài li u g c th c s đã đ ự ự ệ ớ ố ượ ậ c đóng d u. Đ tránh vi c dùng nh p nh ng thu t ể ệ ấ ậ ằ

c đ xu t đ ch r ng m t Watermark có th ngữ invertibility, thu t ng reversibility đ ậ ữ ượ ề ể ỉ ằ ấ ộ ể

xóa kh i nh ch m i khi n i dung c a nó đ c bi t. ủ ỗ ỏ ả ủ ộ ượ ế

1.2.11 Tính có th thay đ i t l (scalability) ổ ỉ ệ ể

Trong các ng d ng th ứ ụ ươ ấ ng m i, chi phí tính toán cho vi c nhúng và trích là r t ệ ạ

quan tr ng. Trong m t s ng d ng vi c chèn vào ch có th th c hi n m t l n. Do đó, chi ộ ố ứ ể ự ộ ầ ụ ệ ệ ọ ỉ

ng ph i x y ra theo th i gian phí nhúng có th ít quan tr ng h n là chi phí dò, v n th ọ ể ơ ố ườ ả ả ờ

th c, ví d nh t c đ gi ư ố ộ ả ụ ự ộ i mã c a các frame video. Các yêu c u tính toán ràng bu t ủ ầ

m t Watermark ph i đ n gi n, nh ng s đ n gi n này có th gi m tr m tr ng tính ch u ị ể ả ả ơ ự ơ ư ả ầ ả ọ ộ

i ta bi t r ng t c đ máy vi tính thì c tăng x p x g p đôi đ ng gi ự ả ạ m o. H n n a, ng ơ ữ ườ ế ằ ỉ ấ ứ ấ ố ộ

c tính toán không th a đáng ngày hôm nay có th nhanh sau 18 tháng, đ mà nh ng gì đ ể ữ ượ ể ỏ

i ta r t mong đ i thi t k m t Watermark mà b dò chóng tr thành hi n th c. Do đó ng ệ ự ở ườ ấ ợ ế ế ộ ộ

ng thích v i m i th h máy vi tính. Ví t ươ ế ệ ỗ ớ d th h th nh t c a b dò có th có chi phí ấ ủ ộ ụ ế ệ ứ ể

tính toán r nh ng có th không đáng tin c y b ng b dò ư ẻ ể ằ ậ ộ ở ế ệ ế ể ấ th h ti p theo mà có th c p

cho nhi u tính toán h n đ x lý v i các v n đ ch ng h n nh các bi n d ng hình h c. ề ẳ ể ử ư ế ề ạ ấ ạ ớ ơ ọ

1.3 Các ng d ng c a Watermarking

ứ

ụ

ủ

Ph n này trình bày t ầ ấ ả ệ t c các ng d ng c a Watermarking trên h u h t các tài li u ứ ủ ụ ế ầ

đa ph ng ti n ( nh, âm thanh, phim), bao g m: ươ ệ ả ồ

• Theo dõi phát sóng (broadcast Watermarking )

• Nh n ra ng i ch s h u (owner identification ) ậ ườ ủ ở ữ

• B ng ch ng c a quy n s h u (proof of owner ship ) ề ở ữ ủ ứ ằ

• L u v t giao tác hay d u vân tay (transaction tracking/fingerprinting ) ư ế ấ

• S xác nh n n i dung (content authentication ) ự ậ ộ

• Ki m soát sao chép (copy control ) ể

1.3.1 Theo dõi phát sóng

Trong th c t , vi c phát sóng các đo n phim hay âm thanh qua các ph ự ế ệ ạ ươ ệ ng ti n

thông tin đ i chúng có nh ng nhu c u nh : ư ữ ầ ạ

Các nhà qu ng cáo mu n ch c ch n r ng đo n ch ng trình qu ng cáo ắ ằ ả ạ ắ ố ươ ả c a hủ ọ

đ c phát đ th i gian mà h đã mua t các nhà phát sóng. ượ ủ ờ ọ ừ

Các di n viên tham gia đo n ch ng trình qu ng cáo đó mu n b o đ m h đ ễ ạ ươ ọ ượ c ả ả ả ố

tr ti n b n quy n ng v i th i l ng phát sóng t các công ty qu ng cáo. ả ề ề ứ ờ ươ ả ớ ừ ả

Nh ng ng i s h u m t đo n nh c hay phim không mu n tác ph m ữ ườ ở ữ ẩ c a mình b ủ ạ ạ ộ ố ị

xâm ph m tác quy n qua vi c thu và phát sóng l i. ệ ề ạ ạ

M t cách đ gi đ ng th đ ng và ể ả ộ i quy t đi u này là s d ng h th ng theo dõi t ử ụ ệ ố ề ế ự ộ ụ ộ

H th ng theo dõi th đ ng mô ph ng nh m t quan sát viên, nó ch a m t máy ch đ ng. ủ ộ ư ộ ệ ố ụ ộ ứ ộ ỏ

tính chuyên theo dõi n i dung phát sóng và so sánh tín hi u nh n đ c v i m t c s d ệ ậ ộ ượ ộ ơ ở ữ ớ

li u các tác ph m bi ệ ẩ t tr ế ướ c. L i đi m c a nó là không c n b t kỳ thông tin liên k t vào ầ ủ ế ể ấ ợ

quá trình phát sóng, và nh v y không đòi h i b t kỳ s h p tác nào v i các nhà qu ng cáo ỏ ấ ự ợ ư ậ ả ớ

hay các nhà phát sóng. Nh v y có th áp d ng nó trong các d ch v đi u tra th tr ụ ề ư ậ ị ườ ng ụ ể ị

nh m m c đích c nh tranh. Khó khăn c a h th ng này là: ủ ệ ố ụ ằ ạ

+ Th nh t, vi c so sánh tín hi u nh n đ ứ ệ ệ ậ ấ ượ ệ c v i c s d li u không ph i chuy n ớ ơ ở ữ ệ ả

t m th ầ ườ ng. V nguyên t c, c n chia tín hi u nh n đ ầ ậ ượ ề ệ ắ c thành các đ n v có th phân tích ị ể ơ

đ c và tìm chúng trong c s d li u. Tuy nhiên m i frame c a video ch a hàng ngàn bit ượ ơ ở ữ ệ ủ ứ ỗ

thông tin và không th c t chút nào cho quá trình tìm ki m. Nh v y h th ng tr ự ế ệ ố ư ậ ế ướ ế c h t

ph i x lý tín hi u thành nh ng ch ký nh h n sao cho v a đ đ phân bi ừ ủ ể ả ử ỏ ơ ữ ữ ệ ệ ớ ệ t v i tài li u

khác và ph i đ nh đ l u đ c trong c s d li u. ả ủ ỏ ể ư ượ ơ ở ữ ệ

+ Th hai, s gi m tín hi u trong quá trình phát sóng là đi u không tránh kh i, nó ự ả ứ ệ ề ỏ

thay đ i theo th i gian, t c là s thu tín hi u c a cùng m t n i dung các th i đi m khác ệ ủ ộ ộ ứ ự ổ ờ ở ể ở

nhau có th d n đ n nh ng tín hi u khác nhau. Vì th , h th ng không th tìm nó chính ế ệ ố ể ẫ ữ ể ế ệ

xác trong c s d li u mà ch có th tìm d i d ng ng ơ ở ữ ệ ể ỉ ướ ạ ườ i láng gi ng g n nh t, th c t ầ ự ế ề ấ

ph c t p h n nhi u. ứ ạ ề ơ

+ Th ba, ngay c khi v n đ tìm ki m đ c gi i quy t thì vi c l u tr và qu n lý ứ ế ề ả ấ ượ ả ệ ư ữ ế ả

c s d li u cũng là v n đ l n. H n n a h th ng ph i theo dõi nhi u v trí đ a lý khác ữ ệ ố ơ ở ữ ệ ề ớ ề ấ ả ơ ị ị

nhau đ ng th i, ph i truy xu t và giao ti p c s d li u trung tâm ho c là l u c s d ơ ở ữ ệ ư ơ ở ữ ế ả ấ ặ ồ ờ

li u c c b . ệ ụ ộ

ậ H th ng theo dõi ch đ ng đ n gi n h n v m t k thu t h n vì thông tin nh n ơ ề ặ ỹ ệ ố ậ ơ ủ ộ ả ơ

c gi c a nó. M t cài d ng đ ạ ượ ả i mã tr c ti p, không c n c s d li u đ thông d ch nghĩa ầ ơ ở ữ ệ ự ế ể ị ủ ộ

ph n đ u file. Khó khăn là ng đ t c a h th ng này là l u các mã nh n d ng ặ ủ ệ ố ư ậ ạ ở ầ ầ ườ ử i x lý

trung gian và ng i phân ph i cu i cùng không b o đ m phân phát thông tin đ u file ườ ả ả ầ ố ố

nguyên v n. H n n a d li u khó s ng sót v i s chuy n đ i đ nh d ng. ố ơ ữ ữ ệ ớ ự ổ ị ẹ ể ạ

Watermarking là m t ph ng pháp mã hoá thông tin nh n d ng cho theo dõi ch ộ ươ ậ ạ ủ

i là Watermark t n t i bên trong n i dung tín hi u phát sóng ch đ ng. Nó có thu n l ộ ậ ợ ồ ạ ệ ộ ứ

không ph i ch trong m t đo n đ c bi t c a tín hi u và vì th hoàn toàn th ả ạ ặ ộ ỉ ệ ủ ệ ế ươ ớ ng thích v i

t b phát sóng đã đ i digital và analog. Tuy n n t ng thi ề ả ế ị ượ c cài đ t bao g m c b truy n t ồ ả ộ ề ả ặ

nhiên, qui trình nhúng dò Watermark ph c t p h n vi c thêm d li u vào đ u file và tìm ứ ạ ữ ệ ệ ầ ơ

đ c m t thu t toán sao cho ch t l ng tr c quan c a n i dung gi m không đáng k ượ ấ ượ ậ ộ ự ủ ả ộ ể

nh ng l ư ạ ứ i có đ an toàn cao cũng là m t bài toán thu hút nhi u s quan tâm nghiên c u. ề ự ộ ộ

Nh v y, b ng cách nh n d ng nh ng Watermark đ ư ậ ữ ằ ậ ạ ượ c nhúng trong n i dung s , có th ộ ố ể

ch ra khi nào và đâu n i dung đó đ c phát song . ỉ ở ộ ượ

1.3.2 Nh n ra ng ậ ườ i ch s h u ủ ở ữ

Trong th c t có tr ng h p m t tác ph m đã có tác quy n b s d ng sai m c đích ự ế ườ ị ử ụ ụ ề ẩ ợ ộ

và phán quy t c a c quan lu t pháp r t c n thông báo tác quy n trên m t hình th c hay v ế ủ ơ ấ ầ ứ ề ậ ộ ị

trí nào xem đ c trên tài li u đ c phân ph i. Thông báo tác quy n chúng ta th ượ ệ ượ ề ố ườ ấ ng th y

i s h u”, “© ngày ng i s h u” hay trên có các tài li u kh ki n là “Copyright ngày ng ả ế ệ ườ ở ữ ườ ở ữ

“Corp. ngày ng i s h u”. Trên các tác ph m âm thanh các thông báo đó ph i đ ườ ở ữ ả ượ ẩ ặ c đ t

lên b m t c a đĩa v t lý, tên nhãn hay trên bao bì. D th y r ng, gi ễ ấ ằ ề ặ ủ ậ ớ ạ ủ ệ i h n c a nó là vi c

i s h u tác quy n c a m t tác ph m không b o đ m do ng i ta không nh n d ng ng ạ ậ ườ ở ữ ề ủ ẩ ả ả ộ ườ

quá khó đ lo i b nó ra kh i m t tài li u khi ti n hành sao ch p l ộ ể ạ ỏ ụ ạ ệ ế ỏ ầ i th m chí không c n ậ

quan tâm r ng đó là m t vi c làm sai: Ch ng h n, m t giáo viên ch p m t s ộ ố trang từ ụ ệ ằ ẳ ạ ộ ộ

quy n sách mà quên ch p luôn thông báo tác quy n ề ở ụ ể ử ụ trang tiêu đ , m t h a sĩ s d ng ộ ọ ề

m t b c hình h p pháp trong m c qu ng cáo c a báo có th xén đi ph n có ch a thông tin ộ ứ ụ ủ ứ ể ả ầ ợ

tác quy n. R i sau đó các công dân tôn tr ng lu t pháp mu n dùng tác ph m có th không ề ể ậ ẩ ồ ọ ố

tài nào xác đ nh đ ị ượ c tác ph m có đ ẩ ượ c b o v tác quy n hay ch a. M t tr ề ộ ườ ư ệ ả ng h p khá ợ

n i ti ng là Lena Sjooblom. Đây là nh th thông th ổ ế ử ả ườ ứ ng nh t trong lĩnh v c nghiên c u ự ấ

t bao nhiêu mà k các bào báo h i ngh nh ng không x lý nh và đã xu t hi n không bi ử ệ ả ấ ế ể ở ị ư ộ

ai tham kh o tên ng ả ườ ở ữ ộ i s h u h p pháp c a nó, đó là hãng Playboy. Ban đ u nó là m t ủ ầ ợ

nh phóng to l ng gi a các trang c a t p chí Playboy (Tháng 11- 1972 ). Khi nh đ ả ủ ạ ữ ả ồ ượ c

ủ Scan và dùng cho m c đích ki m th , h u h t nh đã b xén ch còn khuôn m t và vai c a ế ả ử ầ ụ ể ặ ị ỉ

Lena. Không may là dòng ch ghi Playboy là ng ữ ườ ở ữ ả i s h u cũng b xén m t. T đó nh ừ ấ ị

đ c phân ph i toàn c u và h u h t các nhà nghiên c u dùng nó trong các bào báo đã ượ ứ ế ầ ầ ố

không bi t r ng chúng là tác quy n c a Playboy. ế ằ ề ủ

m t ph n c a nh nh ng m t dòng ch Th hai là v n đ th m m , dù ch đ t ề ẩ ỉ ặ ở ộ ầ ủ ả ứ ư ấ ộ ỹ ữ

thông tin tác quy n có th làm gi m b t v đ p c a nó. V i các tài li u âm thanh hay ớ ẻ ẹ ủ ề ể ệ ả ớ

phim, vì thông báo tác quy n n m trên băng đĩa v t lý và bao bì nên s không có thông báo ề ẽ ằ ậ

nào đ c sao chép cùng v i n i dung c a nó. ượ ớ ộ ủ

ẩ Do các Watermark có th v a không th nh n th y v a không th tách r i tác ph m ấ ừ ể ừ ể ể ậ ờ

ch a nó nên chúng là gi i pháp t t h n dòng ch đ i v i vi c nh n ra ng ứ ả ố ơ ữ ố ớ ệ ậ ườ ở ữ ế i s h u n u

ng i dùng tác ph m đ ườ ẩ ượ ứ c cung c p b dò Watermark. Digimarc cho nh là ng ấ ả ộ

c tích h p vào Photoshop. Khi b dò c a Digimarc nh n ra d ng mà ta đang đ c p. Nó đ ụ ề ậ ượ ủ ậ ợ ộ

ệ m t Watermark, nó liên l c v i c s d li u trung tâm trên Internet và dùng thông đi p ớ ơ ở ữ ệ ạ ộ

i s h u nh. Tính h p pháp Watermark nh m t khóa đ tìm thông tin liên l c cho ng ể ư ộ ạ ườ ở ữ ả ợ

c th a nh n b i c quan pháp lu t nh ng nó giúp c a m t ng d ng nh v y ch a đ ủ ư ậ ộ ứ ụ ư ượ ở ơ ừ ư ậ ậ

nh ng ng ng thi n d dàng tìm ra ng ữ ườ l i ươ ệ ễ ườ ọ ư ậ i h mu n liên l c đ dùng nh. Nh v y, ể ạ ả ố

nhúng thông tin c a ng i gi ủ ườ ữ tác quy n c a m t tác ph m nh là m t Watermark. ẩ ề ủ ư ộ ộ

1.3.3 B ng ch ng v quy n s h u ề ở ữ ứ ề ằ

Watermark không ch đ c dùng đ ch ra thông tin tác quy n mà còn đ c dùng đ ỉ ượ ể ỉ ề ượ ể

ch ng minh tác quy n. Thông tin tác quy n có th d b gi . Ch ng h n, gi ể ễ ị ả ứ ề ề ẳ ạ ả ử ộ s A t o m t ạ

cho là anh ta là ng i s h u. V y gi ườ ở ữ ậ ả ả i quy t tranh lu n ra sao. N u A đã đăng ký b n ế ế ậ

ớ quy n tác ph m c a mình v i m t c quan pháp lu t và g i cho h nh g c khi v a m i ộ ơ ọ ả ủ ừ ử ề ẩ ậ ớ ố

t o ra nó thì không có v n đ gì. Tuy nhiên n u A không làm vi c đó vì chi phí t n kém thì ế ạ ề ệ ấ ố

A ph i đ a ra b ng ch ng ch ng t ằ ả ư ứ ứ ỏ ế mình đã t o ra nh. Ch ng h n, là m t t m phim n u ộ ấ ẳ ạ ả ạ

nh đ c ch p, là m t b n phát th o n u đó là m t b c h a. V n đ là B cũng có th ả ượ ộ ứ ộ ả ụ ề ế ấ ả ọ ể

ng y t o b ng ch ng. T h n n a là n u nh đ c ch p b ng k thu t s thì ch ng có ụ ạ ệ ơ ế ả ứ ữ ằ ượ ậ ố ụ ằ ẳ ỹ

phim âm b n cũng nh b n phát th o. ư ả ả ả

A có th nào b o v quy n l ả ề ợ ủ i c a mình mà không ph i t n phí đăng ký b ng cách ả ố ể ệ ằ

áp d ng Watermark vào nh c a mình? N u A dùng Digimarc, v n đ không đ c gi ụ ủ ế ề ả ấ ượ ả i

t. V lý thuy t, ai dò đ c Watermark đ u có th quy t vì b dò cũng đ ộ ế ượ c k tr m bi ẻ ộ ế ề ế ượ ề ể

xoá b nó. Do đó B có th dùng b dò Digimarc, g Watermark c a A và thay vào đó ủ ể ỏ ộ ỡ

Watermark c a mình. Đ đ t đ c m c b o m t trong b ng ch ng tác quy n, c n gi ể ạ ượ ủ ứ ứ ề ả ậ ằ ầ ớ i

h n tính kh d ng c a b dò. Đ i v i k tr m không có m t b dò, vi c b Watermark thì ạ ố ớ ẻ ộ ủ ộ ệ ỏ ộ ộ ả ụ

r t khó khăn ph c t p. Nh th khi A và B ra tòa, A dùng nh g c và nh tranh cãi đ a vào ấ ư ế ứ ạ ư ả ả ố

ệ ố b dò và b dò s cho ra Watermark c a A. Tuy nhiên cũng có m t d ng h th ng ộ ộ ạ ủ ẽ ộ

ố ả Watermarking mà B có th dùng và làm nh th Watermark c a B n m trong b n g c nh ư ể ủ ể ằ ả

c g i là t n công đ o (inversion attack) hay t n công khóa ch t (dead c a A. T n công đ ấ ủ ượ ọ ế ấ ả ấ

lock attack). Không có cách gì đ gi i quy t quy n s h u b n quy n trong tr ể ả ở ữ ế ề ề ả ườ ợ ng h p

này và tòa cũng không th bi t A hay B có nh g c th c s . Đi u này cho th y r ng ch ể ế ự ự ấ ằ ề ả ố ỉ

v i m t mình Watermark mà không có m t nghi th c khác h tr nó thì s không đ đ ớ ỗ ợ ủ ể ứ ẽ ộ ộ

gi i quy t tình hu ng b n quy n này. ả ế ề ả ố

Bài toán có th đ c gi ể ượ ả i quy t n u ta thay đ i ph n phát bi u nó: Thay vì c ầ ế ế ể ổ ố

ch ng minh tr c ti p quy n s h u b ng cách nhúng m t Watermark “A s h u nh này”, ề ở ữ ở ữ ả ứ ự ế ằ ộ

ta nên c ch ng minh m t nh b t ngu n t ộ ả ồ ừ ả ấ nh khác. M t h th ng nh v y cung c p ộ ệ ố ư ậ ứ ắ ố

m t b ng ch ng gián ti p r ng kh năng nh tranh cãi là c a A cao h n B, trong đó A là ế ằ ộ ằ ứ ủ ả ả ơ

ng i có phiên b n mà t đó hai nh khác t o ra. ườ ả ừ ả ạ

1.3.4 L u v t giao tác hay d u vân tay ư ế ấ

Trong ng d ng này, Watermark l u l i m t hay nhi u giao d ch đã x y ra trong ư ạ ụ ứ ề ả ộ ị

nh ng l n sao chép tác ph m đã có nhúng Watermark. Ví d , Watermark có th l u tên ể ư ữ ụ ầ ẩ

ng i mua trong m i l n mua bán h p pháp hay phân ph i. Ng i s h u và ng i t o ra ườ ỗ ầ ợ ố ườ ở ữ ườ ạ

tác ph m có th dùng nh ng Watermark khác nhau trong m i b n sao. N u tài li u b dùng ỗ ả ữ ể ế ệ ẩ ị

sai m c đích (phát hành hay phân ph i trái phép ) ng i s h u có th tìm ra ng i có trách ụ ố ườ ở ữ ể ườ

nhi m.ệ

i pháp thông th ng cho Watermarking áp d ng cho l u v t giao tác là dùng M t gi ộ ả ườ ư ế ụ

các Watermark h u hình, ch ng h n các tài li u th ng m i đ c in có background có ữ ệ ẳ ạ ươ ạ ượ

ch a các s l n h n màu xám, v i m i b n sao s ch a m t s khác. ẽ ứ ỗ ả ộ ố ố ớ ứ ớ ơ

M t ví d khác có s d ng Watermarking cho vi c theo dõi giao tác đã đ ử ụ ụ ệ ộ ượ ặ c cài đ t

b i DiVX Corporation. DiVX bán m t DVD player tri n khai theo mô hình kinh doanh pay- ở ể ộ

m o đĩa c a h , m t trong s đó là per-view. H cài đăt nhi u k thu t đ ngăn gi ề ậ ể ọ ỹ ả ạ ủ ố ọ ộ

Watermark đ c thi ượ ế ế t k cho l u v t giao tác. M i ế ỗ DVD player ph i đ t m t Watermark ả ặ ư ộ

duy nh t vào m i video mà nó chi u. N u ai đó thu l i đo n video và bán các b n sao, ế ế ấ ỗ ạ ạ ả

DiVX có th l y đ i mã Watermark. ể ấ ượ ả c b n copy đó và tìm ra k ph n b i b ng cách gi ẻ ộ ằ ả ả

ộ M t ví d khác là trong phân ph i các nh t báo phim. Su t quá trình th c hi n m t ậ ự ụ ệ ố ộ ố

c phân ph i cho nhi u ng i có tham gia vào phim, k t qu các b c hình m i ngày đ ứ ế ả ỗ ượ ề ố ườ

ra ngoài. phim. Nh ng nh ng nh t báo này đ ữ ư ậ ượ c yêu c u gi u bí m t, không mu n b l ậ ị ộ ấ ầ ố

ng h p này, tr ng quay nhanh chónh xác đ nh đ c ng G p tr ặ ườ ợ ườ ị ượ ườ i đã làm rò r thông tinh. ỉ

Tr ng quay có th dùng đo n văn h u hình ườ ữ ể ạ ở ủ góc màn hình đ xác đ nh m i b n sao c a ỗ ả ể ị

nh. Tuy nhiên, các Watermark đ c chu ng h n vì đo n văn b n d b xóa đi. ả ượ ễ ị ả ạ ơ ộ

1.3.5 Xác nh n n i dung ậ ộ

Các tác ph m k thu t s ngày nay đ ng tr nhi u h n, d ậ ố ứ ẩ ỹ ướ c nguy c b làm gi ơ ị ả ề ơ ễ

ủ ả dàng h n và tinh vi h n. N u nh là m t b ng ch ng quan tr ng trong đi u tra c a c nh ộ ằ ế ả ứ ề ọ ơ ơ

sát, s gi ự ả ạ m o có th gây ra nhi u v n đ nghiêm tr ng. ề ề ể ấ ọ

c nghiên c u r ng rãi trong lĩnh v c mã hóa Bài toán xác nh n thông đi p đã đ ậ ệ ượ ứ ộ ự

(crytography). M t ti p c n mã hóa thông th ộ ế ậ ườ ữ ng cho bài toán này là t o ra m t ch kí ạ ộ

đi n t c dùng là mã hóa khoá b t đ i x ng. Ch có tác gi ệ ử . Thu t toán đ ậ ượ ấ ố ứ ỉ ả ớ thông đi p m i ệ

bi t khoá c n đ t o ra các ch ký. Do v y, k tr m c thay đ i thông đi p thì s không ế ẻ ộ ể ạ ữ ệ ẽ ầ ậ ố ổ

t o ra đ ạ ượ c m t ch ký m i. N u khi ti n hành so sánh, thông đi p đ ế ữ ế ệ ộ ớ ượ ử ổ ớ c s a đ i khác v i

ch ký g c, ta có th kh ng đ nh thông đi p đã b s a. Ch ký đi n t đã đ ệ ử ị ử ữ ữ ể ệ ẳ ố ị ượ ụ c áp d ng

cho các camera k thu t s b i Fredman, ng i g i ý t o ra m t máy nh có ch ký bên ậ ố ở ỹ ườ ợ ữ ạ ả ộ

trong. Khóa đ t o ch kí ch có trong máy nh mà thôi. ỉ ể ạ ữ ả

Ch ký d ng nh v y chung qui là m t d ng d li u meta đ ộ ạ ữ ệ ư ậ ữ ạ ượ ệ c đi kèm v i tài li u ớ

mà chúng xác nh n. Đi u này cho th y r t d làm m t các ch ký. Ch ng ấ ấ ễ ẳ h n m t h ạ ộ ệ ữ ề ậ ấ

ế th ng xác nh n nh l u d li u meta vào ph n vào ph n đ u (header) c a nh JPEG. N u ầ ữ ệ ậ ả ủ ả ư ầ ầ ố

nh đ ả ượ c chuy n sang d ng khác, ch ký s b m t và dĩ nhiên tài li u không còn đ ẽ ị ấ ữ ể ệ ạ ượ c

ch ng th c n a. ự ữ ứ

M t gi ộ ả ậ i pháp hay là nh ng ch ký tr c ti p vào tài li u dùng k thu t ữ ự ữ ế ệ ỹ

ậ ố ủ Watermarking. Epson đ ra m t h th ng nh v y trên nhi u máy nh k thu t s c a ộ ệ ố ư ậ ề ề ả ỹ

hãng. Ta g i ch ký này là ch kí xác nh n (authentication mark). Ch kí xác nh n đ ậ ữ ữ ữ ậ ọ ượ c

thi t k sao cho tr nên sai l ch dù ch g p s ch nh s a nh nh t đ c g i là các ế ế ở ỉ ặ ấ ượ ự ử ệ ỏ ỉ ọ

Watermark d v (fragile Watermark). ễ ỡ

M i lo ng i v vi c các ch ký có trong tài li u hay không gi ạ ề ệ ữ ệ ố ờ ị ạ ừ đây đã b lo i tr .

ề Đi u quan tâm lúc này là vi c nhúng Watermark c n bào đ m không thay đ i tài li u nhi u ệ ề ệ ầ ả ổ

quá đ nó còn đúng khi so sánh v i ch ký. Đi u này có th th c hi n đ c b ng cách xem ể ự ệ ượ ằ ữ ề ể ớ

ệ tài li u thành hai ph n : M t dùng cho vi c tính toán b ng ch ký, m t dùng cho vi c ữ ệ ệ ằ ầ ộ ộ

nhúng ch ký. Ví d , nhi u tác gi đ xu t tính toán m t ch ký t các bit cao c a nh và ụ ữ ề ả ề ữ ấ ộ ừ ủ ả

nhúng ch ký vào các bit th p c a nh. ấ ủ ả ữ

N u m t tài li u có ch a ch kí xác nh n b thay đ i, ch kí xác nh n cũng thay ậ ứ ữ ữ ế ệ ậ ổ ộ ị

ng nghiên c u m i là tìm hi u tài li u đã b gi m o nh đ i theo. Đi u này m ra m t h ổ ộ ướ ề ở ị ả ạ ứ ể ệ ớ ư

th nào. Ch ng h n n u m t nh đ ạ ộ ả ế ế ẳ ượ c chia làm nhi u kh i, m i kh i có m t ch kí xác ỗ ữ ề ộ ố ố

nh n, chúng ta d phát th o ra ph n nào c a nh nguyên tr ng và ph n nào b ch nh s a. ủ ả ử ễ ậ ả ầ ạ ầ ị ỉ

c áp d ng trong đi u tra t i ph m c a c nh sát, s d ng ch M t ví d r t hay đ ụ ấ ộ ượ ụ ề ộ ủ ả ử ụ ạ ữ

kí xác nh n khoanh vùng (localized authentication). C nh sát nh n đ c m t đo n phim ậ ả ậ ượ ạ ộ

theo dõi đã b gi ị ả m o. N u đo n phim này dùng các ch ng th c ch ký truy n th ng, d ứ ự ữ ế ề ạ ạ ố ễ

th y r ng h bi t phim b gi ấ ằ ọ ế ị ả ạ ế m o và không tin b t c đi u gì trong phim. Tuy nhiên n u ấ ứ ề

dùng m t Watermark theo ki u xác nh n khoanh vùng , h có th khám phá r ng trong các ể ộ ể ậ ằ ọ

khung (frame) c a phim v n có ch tin c y. Nh v y k có liên quan đ n t i ác đã b g ư ậ ế ộ ủ ẻ ẫ ậ ỗ ị ỡ

b t các frame có d u v t c a h n. ớ ế ủ ắ ấ

Khi ki m tra m t ch kí xác nh n đã b s a đ i ta cũng có đ c thông tin “Li u nén ị ử ổ ữ ể ậ ộ ượ ệ

có m t có đ ấ ượ ấ c áp d ng vào tài li u hay không”. H u h t các thu t toán nén nh có m t ầ ụ ệ ế ậ ả

ng t đ u áp d ng s l ụ ề ự ượ ử hóa, chính đi u này đã đ l ề ể ạ ộ i các thay đ i th ng kê trong m t ố ổ

Watermark và có th nh n di n đ c. ệ ượ ể ậ

1.3.6 Ki m soát sao chép ể

Các ng d ng đã đ c p ề ậ ở ứ ụ ẳ trên h u h t có tác d ng sau khi có ai đó làm sai. Ch ng ụ ế ầ

ng đã ăn ch n ti n sau khi bi h n theo dõi phát sóng giúp phát hi n nhà phát sóng b t l ạ ấ ươ ệ ề ặ ế t

h đã phát sóng không đúng th i l ọ ờ ượ ng. Còn l u v t giao tác ch ra k ph n b i sau khi h ỉ ư ế ẻ ả ộ ọ

đã làm l ộ và phân ph i các b n sao b t h p pháp. Các k thu t này có t ấ ợ ả ậ ố ỹ ể ữ ệ nói là ch a b nh

t h n n u ngăn ngay t ch không phòng b nh. Rõ ràng là s t ệ ẽ ố ơ ứ ế ừ ầ ấ ợ đ u nh ng hành vi b t h p ữ

ấ ợ pháp, nh v y m t ng d ng ki m soát sao chép ngăn không cho t o các b n sao b t h p ư ậ ộ ứ ụ ể ạ ả

pháp t n i dung đã có b n quy n. ừ ộ ề ả

c mã hóa Mã hóa cũng có th dùng đ cài đ t cho ng d ng d ng này. Tài li u đ ặ ứ ụ ể ể ệ ạ ượ

c. Tuy nhiên khóa này đ v i m t khóa duy nh t, n u không có khóa thì không dùng đ ớ ế ấ ộ ượ ượ c

cung c p theo ki u khó mà sao chép hay phân ph i l ố ạ ể ấ i (nh m h n ch th p nh t kh năng ế ế ạ ấ ằ ả

khách hàng cho khóa c a h cho ng i khác xài mi n phí). Ví d , nhi u sóng TV đ c mã ủ ọ ườ ụ ề ễ ượ

hóa, khóa gi i mã đ c tích h p vào m t th thông minh (smart card) cho các khách hàng ả ượ ẻ ộ ợ

nào tr ti n. Th thông tin đ c gi u vào h p antene c a TV. N u ai đó c tình xem hay ả ề ẻ ượ ủ ế ấ ố ộ

thu sóng mà không có th thông minh card ch c ch n ch th y hình nhi u. Đi u đáng quan ắ ỉ ấ ẻ ễ ề ắ

tâm là mã hóa không th c s gi i quy t t t ng d ng này, vì chúng d b phá b ng ba cách ự ự ả ế ố ứ ễ ị ụ ằ

sau: Th nh t, c gi ố ả ứ ấ i mã tín hi u v i hàng tri u tr ớ ệ ệ ườ ế ng h p khóa có th . Tuy nhiên n u ể ợ

khóa ≥ 50 bit thì đi u này không th c hi n đ ự ệ ề ượ ề c. Th hai, dùng công ngh đ o ph n m m ệ ả ứ ầ

hay ph n c ng ch a khóa. (Gi ng nh crack ph n m m). Ví d nh ch ng trình DeCSS ầ ứ ư ươ ứ ư ụ ề ầ ố

i Đ c. CSS (Content Scrambling System ) là h c a Jon Johanasen và hai c ng s ng ủ ự ộ ườ ứ ệ

ụ th ng mã hoá dùng đ ch ng ghi DVD b t h p pháp. Jon đã dùng công ngh đ o áp d ng ể ố ấ ợ ệ ả ố

cho m t đ u đ c DVD và tìm khóa gi i mã c a nó. Sau đó b t kỳ video nào đã đ c mã ộ ầ ọ ả ủ ấ ượ

hóa cũng có th đ c gi i mã. Cách th ba là tr ể ượ ả ứ ả ề ộ ti n đ có m t khóa r i sao chép n i ể ồ ộ

dung đã đ c gi i mã. M t k tr m mu n thu và phát l i sóng v tinh ch c n đăng ký là ượ ả ộ ẻ ộ ố ạ ỉ ầ ệ

khách hàng, mua m t th thông minh, n i đ u đ c v i đ u thu, c th thu l i n i dung đã ứ ể ớ ầ ố ầ ẻ ộ ọ ạ ộ

đ c gi ượ ả ộ i mã. Ví d này ch ra y u kém chính c a b o v n i dung s d ng mã hóa: M t ủ ả ử ụ ệ ộ ụ ế ỉ

c c n ph i gi i mã, khi đã đ c gi i mã r i, t t c các b o v n i dung mu n dùng đ ộ ố ượ ầ ả ả ượ ả ồ ấ ả ả ệ

coi nh không còn. ư

Đi u chúng ta c n là làm sao cho d li u media xem đ c nh ng v n ngăn không ữ ệ ề ầ ượ ư ẫ

cho thu l i. M t k thu t làm đ c đi u này, trong tr ng h p video NTSC đó là quy trình ạ ộ ỹ ậ ượ ề ườ ợ

ch ng sao chép videocassette c a Marovision. Quy trình này s a tín hi u video sao cho làm ử ủ ệ ố

r i lo n đi u khi n trên VCRs. Tín hi u thu đ ố ệ ể ề ạ ượ c có th xem t ể ố t trên TV nh ng v i VCR ư ớ

nó s t o ra nh ng th kông th xem đ c. Tuy nhiên, k thu t này ch áp d ng cho tím ẽ ạ ữ ứ ể ượ ụ ậ ỹ ỉ

hi u TV tu n t , không đ c cho audio và các ki u tín hi u s khác. Do v y m c dù h ầ ự ệ ượ ệ ố ể ặ ậ ệ

th ng c a Macrovision thích h p đ ch ng thu video b t h p pháp b ng VCRs, nó l ấ ợ ủ ể ằ ố ố ợ ạ i

không dùng đ c cho đ u DVDs, VCRs s , hay các k thu t thu video s khác. ượ ậ ầ ố ố ỹ

Do các Watermark đ c nhúng trong n i dung nên chúng có m t khi có n i dung và ượ ặ ộ ộ

nh v y nó cung c p m t ph ng pháp t ư ậ ấ ộ ươ ố ơ t h n đ cài đ t các ng d ng ặ ụ ki m soát sao ứ ể ể

t b thu đ c g n b dò Watermark , vi c thu có th b các thi t b thu chép. N u m i thi ế ọ ế ị ượ ể ị ệ ắ ộ ế ị

ngăn c n khi chúng dò ra m t Watermark d ng nh “không đ ư ả ạ ộ ượ ố c chép”. M t h th ng ộ ệ

nh v y đã đ ư ậ ượ ầ c “Copy protection Technical Working Group” (CPTWG) dùng cho đ u

video DVD và SDMI dùng cho audio.

ẳ V n đ đ t ra là làm sao b o đ m r ng m i đ u thu ch a b dò Watermark. Ch ng ứ ộ ọ ầ ề ặ ả ằ ấ ả

có đ ng l c t nhiên nào đ các nhà s n xu t đ u thu l i b thêm chi phí đ tích h p b dò ự ự ộ ấ ầ ể ả ạ ỏ ể ợ ộ

, theo cách nhìn c a khách hàng thì b dò Watermark vào s n ph m c a h . Trong th c t ủ ọ ự ế ả ẩ ủ ộ

t b c a mình có th sao ch làm ch làm gi m giá tr c a đ u thu vì dĩ nhiên h mu n thi ị ủ ầ ả ọ ố ỉ ỉ ế ị ủ ể

chép đ c b t kì tài li u nào h mu n (Cho dù đi u đó là không h p pháp). ượ ấ ề ệ ố ọ ợ

Gi i pháp tr c ti p cho v n đ này đòi h i lu t quy đ nh các đ u thu ph i có b dò ả ự ề ế ầ ả ấ ậ ỏ ộ ị

Watermark. Tuy nhiên, cho đ n bây gi ế ờ thì ch a có lu t nào nh v y, và th a yêu c u đó là ư ậ ư ầ ậ ỏ

c m t v n đ vì nó c n s tham gia t ả ộ ấ ầ ự ề ấ ả t c các qu c gia. Vì l ố ẽ ề này, CPTWG và SDMI đ u

không ph thu c lu t nói trên. CPTWG và SDMI đ a ra yêu c u vào cam k t tác quy n là ư ụ ề ế ậ ầ ộ

“Nhà s n xu t đ u thu nào s d ng k thu t c a h ph i có b dò”. Cách ti p c n này ấ ầ ậ ủ ử ụ ế ả ả ậ ộ ọ ỹ

phù h p ch nó d a trên nh ng lu t đã có s n trên h u h t các n c. B t l i c a nó là ợ ở ữ ư ế ẵ ậ ầ ỗ ướ ấ ợ ủ

nó cho phép nhà s n xu t t o ra b thu không ch a b dò Watermark khi h không dùng k ứ ộ ấ ạ ả ộ ọ ỹ

thu t có đ c p yêu c u đó. M t gi ề ậ ầ ậ ộ ả ạ i pháp dung hòa là cho phép l u hành c hai hai lo i ư ả

thi t b (có và không cài Watermarking): Ch ng h n, đ u đ c không cài Watermarking ch ế ị ầ ạ ẳ ọ ỉ

c các b n sao chép đ c đã đ c gi i mã mà không đ c đ c các b n sao chép đ c đ ọ ượ ả ượ ượ ả ọ ượ ả

ch a đ c gi i mã, và khi đã đ c đ c thì nó có th đ ư ượ ả ọ ượ ể ượ c thu ti p b ng đ u thu không cài ầ ế ằ

Watermarking.Đ u đ c có Watermarking đ c đ ọ ượ ầ ọ ọ c các b n sao chép có mã hóa, không đ c ả

đ c b n sao đã qua gi i mã, và khi đã đ c đ c thì nó có th đ ượ ả ả ọ ượ ể ượ c thu ti p b ng đ u thu ằ ế ầ

không cài Watermarking. Nh v y l i và h i t b có th đ khách hàng cân ư ậ ợ ạ c a m i thi ủ ỗ ế ị ể ể

ề ở ữ nh c l a ch n và hy v ng nh ng công dân có ý th c pháp lu t và tôn tr ng quy n s h u ắ ự ữ ứ ậ ọ ọ ọ

trí tu s s d ng lo i có cài Watermarking nhi u h n. ệ ẽ ử ụ ề ạ ơ

T các phân tích trên, có th th y r ng Watermarking gi i quy t các bài toán v ừ ở ể ấ ằ ả ế ề

n gi u thông tin linh ho t h n nh ng ph ng pháp truy n th ng khác ch ng h n nh mã ẩ ạ ơ ữ ấ ươ ư ề ạ ẳ ố

hóa nh l i th thông tin nhúng n m kèm theo trong tài li u ch . Đó là các ng d ng chung ờ ợ ụ ứ ủ ệ ế ằ

c a Watermarking trên các tài li u đa ph ủ ệ ươ ệ ả ng ti n, riêng đ i v i nh s , b o v b n ố ớ ả ố ả ệ

quy n và xác nh n n i dung là hai ng d ng kh thi nh t, quan tr ng nh t mà nh s có ứ ụ ề ậ ả ả ấ ấ ộ ố ọ

th áp d ng đ c và s đ c nghiên c u và phân tích sâu trong các ch ng sau. ụ ể ượ ẽ ượ ứ ươ

CH

NG 2.

CÁC MÔ HÌNH WATERMARKING, CÁC THU T TOÁN

ƯƠ

Ậ

ự Các mô hình Watermarking hi n nay chia làm hai nhóm: th nh t là các mô hình d a ứ ấ ệ

trên quan đi m xem Watermarking nh m t ph ư ộ ể ươ ự ng th c truy n thông, và các mô hình d a ứ ề

trên quan đi m hình h c. ể ọ

2.1 Mô hình trên quan đi m Watermarking nh m t d ng truy n thông

ư ộ ạ

ề

ể

Có 3 lo i và chúng khác nhau cách tích h p c a tài li u ch vào trong h ạ ở ợ ủ ủ ệ ệ th ng.ố

2.1.1 Mô hình c b n ơ ả

Trong mô hình này, tài li u ch đ c thêm vào trong ủ ượ ệ c xem nh nhi u đ ư ễ ượ su t quá ố

trình truy n tín hi u Watermark. ề ệ

Hình - 1: B dò không ộ c n nh ầ ả gốc

Hình - 2: B dò c n nh g c ố ầ ả ộ

Không quan tâm b dò đây là blind hay non-blind, qui trình nhúng bao g m hai ộ ở ồ

b c:ướ

Tr c h t, thông đi p đ wa có cùng ướ ế ệ ượ c ánh x thành m t m u thêm (added pattern) ẫ ạ ộ

ki u và kích th ể ướ ộ c v i nh ch c0. Ví d , trong Watermarking nh, b nhúng t o ra m t ớ ả ụ ủ ả ạ ộ

m u các pixel hai chi u cùng kích th c v i nh ch g c. S ánh x này đ ề ẫ ướ ủ ố ớ ả ự ạ ượ ệ c th c hi n ự

ng đ c tính qua nhi u b v i m t khóa Watermark. Các m u thêm th ớ ẫ ộ ườ ượ ề ướ ẫ c. V i các m u ớ

đ nh nghĩa s n và có th ph thu c vào khóa, g i là m u tham kh o (reference pattern) wr0, ị ể ụ ẫ ả ẵ ộ ọ

wr1, wr2, chúng ta liên k t chúng l ế ạ ể ạ ệ i đ t o ra m t m u mã hóa, ta g i là m u thông đi p ẫ ẫ ọ ộ

c ch nh s a hay thay đ i t l đ thu (message pattern), wm. M u thông đi p này sau đó đ ẫ ệ ượ ổ ỉ ệ ể ử ỉ

đ c m u thêm.Sau đó, wa đ ượ ẫ ượ c thêm vào tài li u ch , c0, đ t o tài li u đ ủ ể ạ ệ ệ ượ c

Watermark (Watermarked Work), cw.

c nhúng, gi s tài li u đ c Watermark cw b thay đ i vì Sau khi m u thêm đ ẫ ượ ả ử ệ ượ ổ ị

ể ử m t x lý nào đó, ta mô hình hóa hi u ng x lý này b ng m t nhi u c ng. Các ki u x lý ử ễ ộ ộ ử ệ ứ ằ ộ

có th g m: Nén, gi i nén, phát sóng qua các kênh tu n t , c i thi n nh hay âm thanh… ể ồ ả ầ ự ả ệ ả

hay m t x lý b t kì c a k tr m nh m g b Watermark… ủ ẻ ộ ộ ử ỡ ỏ ấ ằ

2.1.2 Mô hình Watermarking truy n thông v i thông tin ph b trung ụ ở ộ ớ ề

chuy nể

Tài li u ch v n đ c xem là m t nhi u, nh ng qui trình nhúng ủ ẫ ệ ượ ư ễ ộ Watermark c nầ

đ c cung c p thêm nh ch đó v i vai trò là thông tin ph . Thông tin ph (side ượ ụ ủ ụ ấ ả ớ

information) là thông tin đ ượ c cung c p cho b trung chuy n ho c b nh n trong m t h ể ộ ệ ấ ậ ặ ộ ộ

th ng truy n thông, khác v i thông đi p đ c chuy n hay tín hi u nh n đ c c n gi i mã. ệ ượ ề ố ớ ậ ượ ầ ể ệ ả

Trong mô hình Watermarking này, chúng ta xem nh ch là m t thông tin ph đ i v i b ụ ố ớ ộ ủ ả ộ

nhúng.

Trong mô hình tr c, gi i h n c a nó là v t Watermark đ ướ ớ ạ ủ ế ượ ớ c mã hóa đ c l p v i ộ ậ

tài li u ch co, đi u này không t n d ng tri t đ nh g c. N u ta cho phép b mã hóa ủ ụ ề ệ ậ ệ ể ả ế ộ ố

Watermark ki m tra co tr ể ướ c khi mã hóa m u thêm thì ta s có thu t toán nhúng hi u qu ẽ ệ ậ ẫ ả

h n.ơ

Hình - 3: Mô hình Watermarking theo quan ni m truy n thông v i thông tin ph b trung ụ ở ộ ệ ề ớ

chuy nể

2.1.3 Mô hình Watermarking theo quan ni m truy n thông đa công ệ ề

s đ này, nh ch không còn đ Ở ơ ồ ủ ả ượ c xem là m t ph n c a kênh truy n mà là ủ ề ầ ộ

thông đi p th hai đ c truy n đi cùng v i thông đi p ứ ệ ượ ệ Watermark trong cùng tìn hi u cw. ệ ề ớ

c dò và gi Hai thông đi p co và m s đ ệ ẽ ượ ả i mã b i 2 ngu n nh n r t khác nhau: con ng ậ ấ ồ ở ườ i

và b dò Watermark. B nhúng Watermark liên k t m và co trong m t tín hi u đ n, cw , ế ệ ộ ộ ộ ơ

ng t t ươ ự nh vi c truy n nhi u thông đi p trên 1 đ ề ư ệ ệ ề ườ ề ng dây trong truy n thông truy n ề

th ng nh chia th i gian (time - division) , chia t n (frequency - division) hay chia mã (code ư ầ ờ ố

ơ - division) đa công (code division multiplexing là truy n nhi u thông đi p trên 1 kênh đ n ề ề ệ

b ng cách thay chúng b ng các tín hi u tr c giao ch ng lên nhau theo th i gian, không gian, ằ ự ệ ằ ồ ờ

t n s . ầ ố

Hình - 4: Mô hình Watermarking theo quan ni m truy n thông đa công ệ ề

Tuy nhiên, đi m khác bi t là: ể ệ ậ ơ ả Trong truy n thông truy n th ng, k thu t c b n ề ề ố ỹ

dùng cho các thông đi p khác nhau thì gi ng nhau, các thông đi p đ c phân bi t nhau nh ệ ệ ố ượ ệ ờ

m t tham s đ n (th i gian, t n s , dãy mã).Trong Watermarking: 2 thông đi p đ c phân ầ ố ố ơ ệ ộ ờ ượ

bi t b ng hai k thu t khác nhau: dò Watermark và c m nh n c a con ng i. T ệ ằ ậ ủ ả ậ ỹ ườ ươ ứ ng ng

ta nói là: m t thông đi p đ ệ ộ ượ c chia t n và m t thông đi p đ ộ ệ ầ ượ ổ ộ c mã hóa ph r ng

(frequency division - spread spectrum coding). Khi xem cwn, con ng ườ i nh n đ ậ ượ c m t th ộ ứ

gì đó g n v i nh ch không dính dáng gì vào Watermark. Khi dò 1 Watermark trong cwn , ớ ả ủ ầ

b dò c n l y thông đi p Watermark, không dính dáng gì đ n nh ch . Riêng đ i v i b ộ ố ớ ộ ầ ầ ế ả ủ ệ

c c n đ n nh ng v i vai trò là m t tham s th 2. dò informed, nh ch g c đ ả ủ ố ượ ầ ố ứ ư ế ớ ộ

2.2 Mô hình d a trên quan đi m hình h c ọ

ự

ể

Quan đi m ể Watermarking hình h c xem các tài li u là các đi m trong không gian đa ệ ể ọ

ph ươ ầ ng ti n (media space) nhi u chi u. Khi phân tích các thu t toán ph c t p h n, ta c n ứ ạ ề ệ ề ậ ơ

chi u hay làm bi n d ng không gian đó thành không gian nhúng. ế ế ạ

ng ti n 2.2.1 Các phân ph i và mi n trong không gian đa ph ề ố ươ ệ

Trong không gian đa ph ng ti n có nh ng phân ph i xác su t và vùng sau: Phân ươ ữ ệ ấ ố

ph i các tài li u ch a đ c nhúng Watermark (distribution of unWatermarked works) ư ệ ố ượ

ng t c m nh n đ t ượ ng tr ng cho m i tài li u.Vùng t ỗ ư ệ ươ ự ả ậ ượ c gi a nh g c và nh qua x ố ữ ả ả ử

lý có th ch p nh n (Region of acceptable fidelity) là vùng trong đó t ể ấ ậ ấ ả ề t c các tài li u đ u ệ

là ng viên ti m năng c a m t tài li u cho tr c. Vùng dò (Detection region) t ứ ủ ề ệ ộ ướ ượ ư ng tr ng

cho cách làm vi c c a thu t toán dò. Phân ph i nhúng hay vùng nhúng (Embedding ủ ệ ậ ố

distribution/embedding region) th hi n hi u qu c a m t thu t toán nhúng. ể ệ ả ủ ệ ậ ộ Phân ph iố

bi n d ng (Distortion distribution) th hi n cách mà tài li u b làm bi n d ng trong quá ể ệ ế ế ệ ạ ạ ị

trình s d ng. ử ụ

2.2.2 Mô hình Watermarking trong không gian nhúng

Ph n l n các b dò ng đ c thi t k đ áp d ng đ c trên không ầ ớ ộ Watermark th ườ ượ ế ế ể ụ ượ

gian nhúng (marking space), đó là m t không gian thu h p c a không gian đa ph ẹ ủ ộ ươ ệ ng ti n

qua phép chi u ho c phép bi n hình. ặ ế ế

Hình - 5: B dò trong mô hình ộ Watermarking theo quan ni m hình h c trên không gian ệ ọ

nhúng

Nh hình trên, b dò nh v y ch a m t qui trình g m 2 b c: ư ậ ư ứ ộ ộ ồ ướ

+ B c 1: Trích Watermark ướ

Áp d ng m t hay nhi u ti n x lý cho tài li u g c ch ng h n bi n đ i t n s ổ ầ ụ ử ề ế ề ệ ẳ ạ ố ộ ố

(frequency transform), l c (filtering) , trung bình kh i (block averaging) , căn mép t m hay ạ ố ọ

hình h c (geomatric or temporal registration) và trích đ c tr ng (feature extraction). K t qu ư ế ặ ọ ả

thu đ (m t đi m trong không gian nhúng) có chi u nh h n chi u c a vec ượ c m t vec t ộ ơ ề ủ ỏ ơ ề ể ộ

ban đ u. Chúng ta g i vec t này là v t trích. (extracted mark) t ơ ầ ọ ơ ế

+ B c 2 : Xác đ nh xem v t trích có ch a i mã ứ Watermark không và n u có thì gi ướ ế ế ị ả

thông đi p đ ệ ượ ế c nhúng. Đi u này đòi h i ph i đi so sánh v t trích v i m t hay nhi u v t ế ề ề ả ỏ ớ ộ

tham kh o đ c đ nh nghĩa tr c (reference mark) . B c 2 có th là m t b dò Watermark ả ượ ị ướ ộ ộ ướ ể

trong không gian nhúng. Đ i v i các b nhúng đ n gi n th c hi n trên các vec t ệ ơ ự ả ơ ố ộ ớ

Watermark th ng thì chúng không đ c thi ườ ượ ế ế ể ư t k đ dùng trong không gian nhúng nh ng

trên th c t c. ự ế ẫ v n có th th c hi n đ ể ự ệ ượ

Hình - 6: B nhúng trong mô hình ộ Watermarking theo quan ni m hình h c trên không gian ệ ọ

nhúng

M t b dò nhúng nh v y ch a m t quy trình 3 b ộ ộ ư ậ ứ ộ ướ c nh hình: ư

ng t c trích trong b dò trên. + B c 1: T ướ ươ b ự ướ ộ Watermark ở

+ B c 2: Ch n 1 vec t ướ ọ ơ ớ ọ m i trong không gian nhúng g n v i v t trích và hy v ng ớ ế ầ

này đ c dò có ch a m i này ta g i là v t thêm (added r ng vec t ằ ơ ượ ứ Watermark. Vec t ơ ớ ế ọ

mark). B c 2 này có th xem nh b nhúng Watermark đ n gi n th c hi n trong không ư ộ ướ ự ể ệ ả ơ

gian nhúng.

+ B c 3: Đ o ng c quy trình trích, chi u vec t i không gian đa ướ ả ượ ế ơ m i tr ớ l ở ạ

ph ng ti n đ thu đ c tài li u đ c ươ ể ệ ượ ệ ề ượ Watermark. N u không gian nhúng có cùng chi u ế

ng ti n, phép chi u có th đ c th c hi n theo cách ánh x 1:1. v i không gian đa ph ớ ươ ể ượ ế ệ ự ệ ạ

Tuy nhiên, n u không gian nhúng có chi u nh h n không gian đa ph ỏ ơ ế ề ươ ể ng ti n, m i đi m ệ ỗ

trong không gian nhúng ph i t ng ng v i không gian đa ph ng ti n. Do v y, vi c tìm ả ươ ứ ớ ươ ệ ệ ậ

m i nh m t v t trích cho ta nhi u tài li u khác nhau th a nh m t tài li u s nh n vec t ệ ẽ ậ ộ ơ ớ ư ộ ế ề ệ ỏ ư

v y. Nói m t cách lý t ộ ậ ưở ng là, ta tìm m t tài li u mà đ ộ ệ ượ ả ệ c c m nh n là g n v i tài li u ầ ậ ớ

g c nh t. Trong th c t ố ự ế ấ ầ , ta dùng m t thu t toán x p x , t c là không cho ta tài li u g n ỉ ứ ệ ấ ậ ộ

nh t mà cho tài li u ph i chăng nh t. ệ ấ ả ấ

Trong 2 s đ trên, m c tiêu c a hàm extraction là nh m gi m chi phí nhúng và dò. ơ ồ ụ ủ ằ ả

Thêm n a là nh m đ n gi n hóa phân ph i c a nh ng tài li u không có Watermark, vùng ố ủ ữ ữ ệ ằ ả ơ

ng t c m nh n đ t ươ ự ả ậ ượ ố c gi a nh g c và nh qua x lý có th ch p nh n, và phân ph i ữ ả ử ể ả ậ ấ ố

bi n d ng đ cho các thu t toán Watermarking đ c th c hi n t t. ế ể ậ ạ ượ ệ ố ự

2.3. Các thu t toán Watermarking

ậ

và phân lo iạ

Watermarking đã đ c tri n khai đ h tr vi c b o v G n đây, m t s thu t toán ộ ố ầ ậ ượ ể ỗ ợ ệ ả ể ệ

b n quy n nh s và xác minh tính toàn v n c a d li u đa ph ả ữ ệ ề ả ủ ẹ ố ươ ng ti n. H u h t các ầ ệ ế

ệ thu t toán Watermarking bi n đ i nh ch thành m t mi n nào đó thu n ti n cho vi c ổ ả ủ ề ệ ế ậ ậ ộ

ế nhúng thông tin c a Watermark, làm sao đ nó v a có đ an toàn cao, v a vô hình. Các bi n ừ ủ ừ ể ộ

ng dùng đ làm vi c này là DFT, DCT và m i đây là DWT. đ i th ổ ườ ể ệ ớ

c phân lo i nh Phân lo iạ : Nhìn chung, các thu t toán Watermarking có th đ ậ ể ượ ạ ư

• Theo mi n nhúng/trích: ề

ề o Mi n không gian

ờ ạ ề ế ổ o Mi n bi n đ i cosine r i r c (DCT)

ờ ạ ế ề ổ o Mi n bi n đ i Fourier r i r c (DFT)

ờ ạ ề ế ổ o Mi n bi n đ i wavelet r i r c (DWT)

ặ ả ụ ề ề ợ ỗ o Các mi n h n h p khác, ví d : mi n fractal, mi n Fourier-Mellin, đ c t ề

ứ ế ề

Histogram, mi n bi n đ i wavelet ph c (CWT), … ổ • Theo d li u c n tham chi u (th ng là nh g c) khi trích Watermark: ữ ệ ầ ườ ế ả ố

ế ữ ệ o Không tham chi u d li u (blind)

ng đ i (semi-blind) ế ữ ệ ươ ố o Tham chi u d li u t

ế ữ ệ o Tham chi u d li u hoàn toàn (non-blind)

• Theo cách s a đ i d li u nh ch : ủ ử ổ ữ ệ ả

ệ ế ộ ổ o C ng tuy n tính tín hi u tán ph

ấ ả ụ ộ ợ o H p nh t nh (ví d nhúng m t logo)

ng t ượ ử và thay th phi tuy n ế ế o L

• Theo mô hình c m quan ả

o Không có mô hình

ề ế ẩ ộ o Mô hình n qua các thu c tính mi n bi n đ i ổ

ng minh ườ o Mô hình HVS t

• Theo m c đích c a ng d ng Watermarking ủ ứ ụ ụ

ệ ả ề ệ o B oả v b n quy n, theo dõi vi c phát hành

ữ ệ ả ệ ậ m o ả ạ o Xác minh d li u nh, xác nh n và phát hi n gi

ữ ệ ắ ả o Ẩn d li u và g n nhãn nh

…

• Theo ki u d li u đa ph ể ữ ệ ươ ng ti n ch : ủ ệ

o Ảnh tĩnh

o Video

ng ti n khác nh : nh ho t h a, nh b n đ , … ạ ị ươ ạ ọ ả ư ả ệ ả ồ o Các đ nh d ng đa ph

Trong các cách phân lo i đó, m t trong nh ng cách đ c quan tâm nh t là ữ ạ ộ ượ ấ cách bổ

sung d li u Watermark vào nh ch . Có 2 lo i nhúng ch y u hay đ ữ ệ ủ ế ủ ả ạ ượ ề c đ ngh : ị

1. Nhúng c ng tuy n tính

ộ ế • Chu i Gauss ỗ

• H p nh t nh ấ ả ợ

2. Nhúng l ng t phi tuy n ượ ử ế

• L ng t vô h ng ượ ử ướ

• L ng t ng (vector) ượ h u h ử ữ ướ

ng quan Đ c đi m c a nhúng c ng là vi c s a đ i tuy n tính nh ch và x lý t ệ ử ổ ủ ủ ử ế ể ặ ả ộ ươ

trong lúc dò, còn nhúng l ng t ượ ử ự ệ th c hi n các s a đ i phi tuy n và dò tìm thông đi p ử ệ ế ổ

ng t hóa các m u thu đ nhúng b ng cách l ằ ượ ử ẫ ượ ạ c đ ánh x chúng vào trong đi m tái t o ể ể ạ

g n nh t. ầ ấ

CH

NG 3: WATERMARKING TRÊN NH MÀU

ƯƠ

Ả

3.1 T ng quan v các thu t toán nhúng Watermark trên nh màu

ổ

ề

ậ

ả

H u h t các nghiên c u trên lĩnh v c ự ự Watermarking t p trung th o lu n cách th c ứ ế ậ ả ầ ậ

hi n trên nh xám, ph n m r ng các thu t toán đó trên nh màu th ng đ c b ng và ở ộ ệ ậ ầ ả ả ườ ượ ỏ ỏ

t nào đó. M t cách ph bi n nh t là nhúng g i ý th c hi n trên m t s kênh đ c bi ợ ộ ố ự ệ ặ ệ ổ ế ấ ộ

Watermark vào kênh đ chói c a nh. ủ ả ộ

Cho tr c m t nh màu theo h màu RGB, các kênh màu theo h màu YUV có th ướ ộ ả ệ ệ ể

thu đ c b ng công th c: ượ ằ ứ

Y = cRR + cGG + cBB (3-1)

U = B - Y = -cRR - cGG + (1 - cB)B (3-2)

V = R - Y = (1 - cR)R - cGG - cBB (3-3)

Trong đó các giá tr h s cR, cG, cB ph thu c vào không gian màu đ ị ệ ố ụ ộ ượ c ch n đ ọ ể

hi n th các màu, thông d ng nh t là b h s cR = 0.299, cG=0.387, cB = 0.114. Sau đó ộ ệ ố ụ ể ấ ị

thành ph n đ chói Y đ c nhúng Watermark. nh Y đ ầ ộ ượ Ả ượ ộ c xem nh là nh xám, và m t ả ư

thu t toán Watermarking c đi n có th đ c dùng đ thu đ c nhúng ổ ể ể ượ ậ ể ượ ả c nh đ chói đ ộ ượ

Yx. Cu i cùng, các nh Rx, Gx, Bx, đ c tính toán b ng bi n đ i ng c: ả ố ượ ế ằ ổ ượ

Rx = Yx + V (3-4)

Bx = Yx + U (3-5)

Gx = (Yx - cR(Yx + V) - cB(Yx + U))/cG (3-6)

đã đ M t trong các ti p c n nâng cao là thu t toán c a Fleet và Heeger, các tác gi ậ ế ậ ủ ộ ả ề

xu t nhúng Watermark vào kênh vàng-xanh c a cách hi n th nh màu d i d ng h màu ấ ị ả ủ ể ướ ạ ệ

c nhúng các tín hi u d ng sin đi u bi n khu ch đ i. Giá tr t ng các tín đ i l p. nh đ ố ậ Ả ượ ị ổ ề ế ệ ế ạ ạ

hi u d ng sin, S(x,y), đ c thêm vào kênh vàng- xanh trong cách hi n th nh màu d ệ ạ ượ ị ả ể ướ i

c nhúng đ qui: m i vòng l p, thu t toán tính d ng h màu đ i l p. Tính hi u S(x,y) đ ạ ố ậ ệ ệ ượ ệ ở ỗ ặ ậ

s khác nhau v màu gi a nh đ ề ự ữ ả ượ c nhúng và nh không đ ả ượ ệ c nhúng, sau đó, tín hi u

khu ch đ i đ c làm y u đi nh ng ch có s khác nhau quá cao, k t qu thu đ ạ ượ ế ế ở ữ ự ế ả ỗ ượ ộ c m t

Watermark. Đ ng t t h n tính kh ki n c a Watermark, vi c tính toán s khác c l ể ướ ượ ố ơ ả ế ủ ự ệ

c th c hi n trong không gian S-CIELB, không gian này giúp th c hi n t nhau v màu đ ề ượ ệ ố t ự ự ệ

i quan sát h n mô hình hóa s c m nh n thay đ i màu nh phán đoán c a m t ng ơ ự ả ủ ư ậ ộ ổ ườ

chu n. b c dò, b gi i mã có th trích tín hi u sin đ c nhúng ẩ Ở ướ ộ ả ể ệ ượ c nhúng, b i chúng đ ở ượ

trong mi n t n s trong đó h u h t nh có ít năng l ề ầ ố ế ả ầ ượ ờ ng trong băng t n vàng - xanh da tr i. ầ

Kutter trình bày cách nhúng Watermark b ng cách s a đ i m t t p các giá tr đi m nh có ị ể ả ử ổ ộ ậ ằ

ch n l c trong kênh xanh da tr i d a trên đi u bi n khu ch đ i. Tuy nhiên, h s t ệ ố ươ ng ờ ự ọ ọ ế ế ề ạ

quan gi a các kênh màu b b qua trong pha nhúng và trích Watermark . Nh c đi m này đã ị ỏ ữ ượ ể

đ ượ ủ c A.Piva kh c ph c: B ng cách kh o sát các đ c tính c a h th ng c m quan c a ệ ố ụ ủ ắ ằ ả ặ ả

ng i (HVS) và s t ng quan c a các kênh nh RGB, h th ng c a ông đã nhúng ườ ự ươ ủ ủ ệ ả ố

watemark t t h n vào nh và k t qu trích ra cũng r t đáng tin c y. Ph ng pháp nhúng ố ơ ế ả ả ấ ậ ươ

riêng bi đ ngh m t thu t toán d a trên dò lý ệ t trên m i t n màu đ ỗ ầ ượ c đ ngh , tác gi ị ề ả ề ị ộ ự ậ

thuy t th ng k trong đó Watermark là m t m u S nh phân v i kích th c b ng v i kích ế ế ẫ ố ộ ớ ị ướ ằ ớ

th c nh, và trong m u đó s l ng s 1. M c c ướ ả ố ượ ẫ ng s 0 b ng v i s l ằ ớ ố ượ ố ứ ườ ố ộ ủ ậ ng đ c a t p

c ch nh s a b ng cách thêm vào nó m t kho ng k, A các đi m nh ng v i các s 1 đ ứ ể ả ớ ố ượ ử ằ ả ộ ỉ

trong khi các đi m nh B ng v i các s 0 thì đ c gi nguyên. Quá trình dò so sánh giá tr ể ả ứ ớ ố ượ ữ ị

ộ đi m nh trung bình trong A v i B: n u s khác nhau c a các giá tr nàu l n h n m t ự ể ả ủ ế ớ ớ ơ ị

ng ng tùy tr ng h p, b dò s quy t đ nh có Watermark hay không. N. Nikolaidis và I. ưỡ ườ ế ị ẽ ợ ộ

Pitas đã đ xu t m t k thu t m r ng k thu t trên đ ộ ỹ ở ộ ề ấ ậ ậ ỹ ượ ằ c m r ng cho nh màu b ng ở ộ ả

cách phát sinh các m u SR, SG, SB m i kênh m t dãy, và b ng các áp d ng thu t toán cho ụ ẫ ằ ậ ỗ ộ

m i kênh. Trong quá trình dò, ki m tra th ng kê đ ể ỗ ố ượ ử ụ c s d ng trong nh xám cũng đ ả ượ c

ớ th c hi n b ng cách xem xét h i c a các t p h p AR, AG, AB và BR, BG, BB ( ng v i ộ ủ ự ứ ệ ằ ậ ợ

các t p A và B l n l t trên các nh R, G, B) sao cho s l ng m u g p ba l n s l ầ ượ ậ ố ượ ả ầ ố ượ ng ẫ ấ

m u trong tr ng h p nh xám. ẫ ườ ợ ả

3.2 Các thu t toán ví d ậ

ụ

3.2.1 Thu t toán nhúng Watermark trên kênh xanh da tr i (blue) ờ ậ

Năm 1997, M. Kutter và các c ng s đ xu t vi c s d ng kênh xanh da tr i đ ệ ử ụ ự ề ờ ể ấ ộ

nhúng m t ộ Watermark ph r ng (spread spectrum) vào nh. ổ ộ ả

Tác giả Martin Kutter - Frederic Jordan - Frank Bossen – Phòng thí nghiệm xử lý tín hi uệ số, EPFL

Blind Loại

Watermark Là m t chu i m bit ộ ỗ

Nhúng ằ ượ ộ ậ nh ch n l c trong kênh xanh da tr i, do m t ng ử ổ ắ ẫ ả ỗ ầ ả ị ả ự ỉ ứ ử ớ ộ ị ủ

ng đ nhúng. ị ể c nhúng b ng cách s a đ i m t t p các giá tr đi m Các bit Watermark đ ữ i ít m n c m v i nh ng ớ ườ ờ ọ ọ ả c nhúng thay đ i trong băng t n này; đ đ m b o tính an toàn, m i bit đ ượ ổ ể ả các v trí nh khác nhau. S ch nh s a các giá tr đi m nh g c nhi u l n ố ị ể ả ề ầ ở Bij ph thu c vào giá tr c a bit và cân x ng v i đ chói đi m nh Lij: Cho ể ả ộ ụ m t bit s c n nhúng, B*ij = Bij + (2s -1) Li,jq trong đó B*ij là giá tr đ ị ượ c ầ ộ s a và q là m t tham s xác ườ ộ ử đ nh c ị ố ộ

Hình 7: Tr t t quét nh ậ ự ả

c xác đ nh nh sau: V i m i đi m nh, m t s x gi ị ượ ể ả ư ớ ỗ ượ ế ỏ ơ ị ể ả ả ộ ố c nhúng vào ậ i đi m nh không b thay đ i. Trong qui trình này, tr t ổ c. Thay vì ụ ướ ả ng zig-zag Các v trí nhúng đ ị ng u nhiên đ ẫ đi m nh. Ng ể ả quét nh đ t ộ ả ự quét nh theo dòng, c t, thu t toán quét nh theo m t đ ộ ườ ậ c phát sinh. N u x nh h n q thì thông tin đ ượ c l ượ ạ c s a đ i làm cho nh không ph thu c kích th ượ ử ổ ả ả ộ

c bit nhúng mà không c n s d ng nh g c, thu t toán s ầ ề ử ụ ể ả ị ố ủ ị ể ả ủ ế ậ Trích ượ ộ ự ế ể ả ữ ị ự ưỡ ợ c nhúng. ử Đ trích đ ậ ố ả ể c s a (d báo d a d ng m t d báo v giá tr g c c a các đi m nh đ ự ự ượ ử ụ trên liên k t tuy n tính c a các giá tr đi m nh trong lân c n hình ch th p ữ ậ ị ể ả c a đi m nh). Thu t toán tính toán s khác nhau gi a các giá tr đi m nh ự ậ ủ ng thích h p đ quy t đ nh bit d báo và giá tr th c và so sánh nó v i ng ế ị ể ớ ự đ ượ

Nh n xét ậ ọ ủ ườ ệ ả ớ ỏ c ch n vì h c m quan c a ng ờ ượ ờ ờ ớ i. Tác gi ả ạ ề ệ ể ệ ự ặ ơ ườ ượ ờ ớ ấ t nhiên c hai cùng đ c th ộ ượ ả ộ ấ ề ằ ờ ẳ ớ ộ ấ ơ ế ễ ả ộ ữ ướ ướ ấ ả ị ư ọ ẳ ề ố ớ ấ ể ỉ ờ ả ế ủ ấ ơ ụ ồ ả ờ

ữ ỏ ng ph n, c ả ớ ộ ươ ườ ộ i (HVS) ít m n ẫ S dĩ kênh xanh da tr i đ ở ượ c c m v i các màu xanh da tr i do các hình nón xanh da tr i (S- cone) ít đ ả ố phân ph i dày đ c h n so v i các hình nón xanh lá cây và đ trong ph n h ầ ố đã th c hi n nhi u ki m nghi m và phát c a võng m c ng ủ ầ ng Watermark trên kênh xanh da tr i l n g p 50 l n hi n ra r ng năng l ằ ệ ử năng l ng Watermark trên kênh đ chói, t ượ nghi m trên cùng m t tác nhân (artifact). Đi u này nói lên r ng Watermark ệ ạ kênh xanh da tr i có đ an toàn cao h n v i các phép t n công ch ng h n ơ đã nh l c (trung bình, trung tuy n,…) và nhi u c ng. H n n a tác gi ậ kh ng đ nh d ng ti p c n i phép nén có m t thông tin JPEG, c hai h ế đ u x p x nhau. Tuy nhiên v n đ n y sinh đ i v i Watermark trên kênh ề ả ấ xanh da tr i là nó khó ki m soát hay tiên đoán các tác nhân. Nghĩa là tính ộ kh ki n c a Watermark trên kênh đ chói đ ng nh t h n và ít ph thu c ộ t k Watermark trên kênh xanh da tr i (hay m t vào nh màu. Do đó, thi ộ ế ế ứ ạ kênh nào b t kì) thì tinh x o h n và đòi h i nh ng mô hình HVS ph c t p ơ ả ấ ng đ và màu i u v i đ t đ làm Watermark thích ng t ố ư ứ ể s c.ắ

Hình 8: nh g c và nh đ c nhúng Ả ả ố ượ

3.2.2 Thu t toán nhúng Watermark trên nhi u kênh ề ậ

Tác giả Alessandro Piva thu cộ Khoa Công Nghệ Đi nệ Tử Đại H cọ Fizenze, Italy

Watermark Chu iỗ các giá trị giả ngẫu nhiên

ngươ ngứ v iớ các kênh màu. Sử Phân tích nhẢ được phân tích thành các băng R, G, B t dụng bi nế đ iổ FF-DCT cho mỗi băng R, G, B.

L aự ch nọ ngườ zig-zag cho m iỗ kênh, và được ch nọ từ Các hệ s đ (k+1) t v trí ị c ố ượ s pắ l iớ v trí ị iạ theo đ (k+n). S vố ị trí t ngươ ng ứ với s giáố tr ị Watermark. hệ số

Nhúng ố là Vr, Vg, Vb. Các cượ nhúng vector Watermark X = {x1, x2, …, xn} theo ngỨ v iớ 3 băng R, G, B có 3 vector ch aứ các hệ s DCT vector này sau đó đ các qui lu tậ sau:

ị ườ ng đ năng l ộ ượ ỗ ng nhúng trong m i Trong đó i=1..n, và αr, αg, αb xác đ nh c kênh.

Mô hình Watermarking trên nh màu c a Piva ủ ả

Theo tính toán c a tác gi , thì gi a các h s c ng đ nhúng ph i th a ràng ủ ả ệ ố ườ ả ỏ ộ ữ 28

bu c:ộ

Ví d , n u l y αr,g,b = 0.3 thì αr = 0.042, αg = 0.022, αb = 0.231 ụ ế ấ

c ti n hành theo qui trình ng ế ượ ầ ả

i. Đ u tiên nh đ c l ượ ạ ụ i theo đ ườ Trích ệ ố ủ ệ ố ừ ế ọ i khi nhúng đ l y l c s p l ượ ắ ạ ể c l ượ ạ ể ấ ạ ứ c Quá trình trích đ ượ ỗ phân tích thành các băng R’, G’ , B’ sau đó đem áp d ng FF- DCT lên m i băng. Các h s c a các băng này đ ng zig-zag, sau đó ế (k+1) đ n (k+n) đ phát ra các vector Vr', Vg', Vb' và ti n ch n các h s t hành tính toán theo công th c ng i các thông tin c a Watermark. ủ

ự ậ ố ộ c nh ụ ượ ỹ ệ ượ t cho k thu t Watermarking d a trên DCT. Nó ng gây ườ ề c các h s α thích ệ ố ượ c đi m c a vi c nhúng trên mi n DCT là th ế ủ ể ọ Mô hình này là m t mô hình t kh c ph c đ ể ắ h i cho HVS, Watermark có th vô hình n u ch n đ ạ h p.ợ

ề ệ ố ươ ữ ổ ả ổ cũng đ ngh cách tính t ng h s t ể ị ng quan gi a các băng và so ng toàn c c T đ kh ng đ nh có Watermark hay ưỡ ẳ ụ ng quan riêng cho t ng băng. Tác gi ị sánh t ng này v i ng ớ không thay vì tính t ươ ừ

Nh n xét ậ

c nhúng Watermark v i α = 0.2, k ả Ả ố 16000, và m t n đ ặ ạ ượ nh Boat g c và nh sau khi đ ượ ự = nhúng = ớ ụ ộ ộ ử ng sai c c b m t c a ươ c xây d ng b ng cách tính ph ằ s 9x9 ổ

CH

NG 4. Đ AN TOÀN

, T N CÔNG WATERMARK

ƯƠ

Ộ

Ấ

Trong khi có nh ng nghiên c u v làm sao có th t o ra các ể ạ ữ ứ ề Watermark có đ anộ

toàn cao thì cũng có nh ng nghiên c u t p trung v cách t n công các mô hình ữ ứ ề ậ ấ

Watermarking. T n công watemark l ấ ạ ộ i là m t ph n không th b quên khi sáng t o ra m t ể ỏ ầ ạ ộ

ủ mô hình Watermarking m i vì nó góp ph n phân tích các đi m s h , ch a th a đáng c a ơ ở ư ể ầ ớ ỏ

m t thu t toán đ đ xu t m t cách ti p c n cao h n. ế ậ ể ề ậ ấ ơ ộ ộ

4.1 Các ph

ng pháp ti p c n nh m t o Watermark có đ an toàn cao

ươ

ế ậ

ộ

ạ

ằ 29

Trong h u h t các ng d ng c đ t lên hàng ụ Watermarking, m t yêu c u luôn đ ứ ế ầ ầ ộ ượ ặ

t k m t Watermark có th dò ra đ đ u đó là làm sao thi ầ ế ế ộ ể ượ c ngay c trong tr ả ườ ng h p tài ợ

c nhúng đã b s a đ i x lý. M t Watermark có đ an toàn cao là Watermark có li u đ ệ ượ ổ ử ị ử ộ ộ

c phép. kh năng sóng sót khi n i dung tài li u b ch nh s a trong m t ch ng m c đ ệ ừ ự ử ả ộ ộ ị ỉ ượ

Ng i thi t k ph i l ng tr c các t n công có th x y ra và gi ườ ế ế ả ườ ướ ể ả ấ i h n l ớ ạ ạ ầ i yêu c u

ữ Watermark c a mình ch quan tâm m t s x lí c th nào đó. Các ti n trình x y ra gi a ộ ố ử ụ ể ủ ế ả ỉ

khâu nhúng và dò c n đ ầ ượ ấ c xác đ nh rõ, ch ng h n, chúng có th bao g m: nén có m t ể ạ ẳ ồ ị

thông tin, chuy n tín hi u t tu n t ệ ừ ầ ự ể sang s và ng ố c l ượ ạ ả i, thâu âm thanh, in và quét, gi m

nhi u, chuy n đ i đ nh d ng. ổ ị ễ ể ạ

4.1.1 Nhúng th a, nhúng l p ừ ặ

Ph ng pháp này giúp Watermark không b m t khi nh đ ươ ị ấ ả ượ ằ c nhúng b x lý b ng ị ử

ng, nh không ph i b ch nh s a t t c các phép nh xén nh, l c, c ng nhi u. Thông th ọ ư ễ ả ộ ườ ả ị ử ấ ả ả ỉ

các h s hi n th mà ch m t ph n nào đó. Ch ng h n, khi m t b l c băng thông đ c áp ệ ố ể ộ ộ ọ ỉ ộ ạ ẳ ầ ị ượ

i toàn b trong khi mi n Fourier ch d ng vào nh, mi n không gian c a nh b l y m u l ụ ủ ả ẫ ạ ị ấ ề ả ề ộ ỉ

tác đ ng b tác đ ng vào các băng thông xác đ nh. Nh v y, có th nhúng Watermark qua ư ậ ể ộ ộ ị ị

nhi u h s đ cho khi h s này b h ng thì v n còn nh ng h s khác giúp dò ra đ c. ệ ố ể ệ ố ệ ố ị ỏ ữ ề ẫ ượ

M t cách khác là ki m tra Watermark trong t ng kh i c a nh, n u t l ể ộ ố ủ ả ế ỉ ệ ừ kh i dò ố

đ c Watermark đ t m t ng ượ ạ ộ ưỡ ứ ng c đ nh nào đó, có th k t lu n toàn kh i nh có ch a ể ế ố ả ố ị ậ

Watermark.

Ý t c phát tri n m t hình th c c p cao h n là nhúng ưở ng c a nhúng l p, nhúng th a đ ặ ừ ượ ủ ể ở ộ ứ ấ ơ

m t thông đi p nhi u l n, s d ng các b mã hóa watemark khác nhau, trong đó m i b ề ầ ử ụ ỗ ộ ệ ộ ộ

nhúng đ c thi t k m nh m v i t ng bi n d ng. Thông th ượ ế ế ạ ẽ ớ ừ ế ạ ườ ị ự ng, kh năng nh b th c ả ả

hi n t t c các bi n đ i là không th x y ra và nh v y s có t i thi u m t Watermark ệ ấ ả ư ậ ẽ ể ả ế ổ ố ể ộ

s ng sót. Tác gi ố ả ớ C.S. Lu, H.Y.M. Liao đã g i m t h th ng Watermarking nh v y v i ộ ệ ố ư ậ ọ

m t thu t ng r t vui mà chính xác là “Cocktail Watermarking”. ữ ấ ậ ộ

4.1.2 Mã hóa tán phổ

Trong h th ng truy n thông tán ph , các thông đi p đ c mã hóa là m t dãy ký t ệ ố ệ ượ ề ổ ộ ự .

Các ký t c truy n trong mi n th i gian, t ng ký t xem nh m t tín hi u (chip). Các đ ự ượ ừ ề ề ờ ự ư ộ ệ

chip là các chu i gi ng u nhiên 0 và 1. Trong mi n t n s , chúng đ ỗ ả ề ầ ố ẫ ượ ộ c truy n trãi r ng ề

trên m t kho ng t n s . N u có m t ti n trình làm h ng tín hi u thì cũng ch nh h ầ ố ộ ế ỉ ả ế ệ ả ộ ỏ ưở ng

ch trên m t t n s và nh v y các chíp v n sóng sót v n còn nh n đ c và dùng đ c. ộ ầ ố ư ậ ậ ượ ẫ ẫ ỉ ượ

Truy n thông tán ph có hai tính ch t quan tr ng có th áp d ng vào Watermarking ụ ề ể ấ ổ ọ

đó là năng l ng đ c chèn vào b t kì m t t n s nào cũng khá nh . Đi u này giúp gi ượ ượ ộ ầ ề ấ ố ỏ ữ

đ c tính tr c quan c a anh. Th hai, nh Watermark phân tán r i rác trên nhi u t n s ượ ề ầ ự ủ ứ ả ờ ố

nên nó có đ an toàn cao v i các bi n d ng tín hi u thông th ng. ế ệ ạ ộ ớ ườ

4.1.3 Nhúng trong các h s quan tr ng c m nh n đ ệ ố c ậ ượ ọ ả

Không ph i t ả ấ ả ẳ t c các h s trong cách trình bày c a m t nh đ u có ích. Ch ng ệ ố ộ ả ủ ề

ị ả h n, đ i v i phép t nh ti n, trong khi thành ph n biên đ c a ph Fourier là không b nh ạ ố ớ ộ ủ ế ầ ổ ị

i b thay đ i khá nhi u. Trong các hưởng thì mi n t n s cao c a bi n đ i Fourier này l ề ầ ố ủ ế ổ ạ ị ề ổ

pháp x lý nh khác, đi u này càng rõ ràng h n: nén có m t l ấ ượ ử ề ả ơ ng hóa các t n s cao thành ầ ố

ấ không, phép halftoning c ng các nhi u cao t n, quét nh áp d ng b l c băng thông th p ầ ộ ọ ụ ễ ả ộ

tr c khi l y m u. N u s d ng các h s không đáng tin c y đó trong quá trình dò, h ướ ế ử ụ ệ ố ấ ẫ ậ ệ

th ng s không b o đ m đ ẽ ả ả ố ượ ậ c tính tin c y. V y làm sao quy t đ nh h s nào là tin c y ế ị ệ ố ậ ậ

hay không. Ta đ xu t các h s tin c y là các h s quan tr ng theo c m quan, đó là các ệ ố ệ ố ề ấ ậ ả ọ

thay đ i tr khi nh b bi n d ng nh n th y đ c. Nói cách khác, h s không bao gi ệ ố ờ ổ ừ ị ế ả ạ ậ ấ ượ

Watermark không nh t thi t ph i s ng sót qua các x lý làm h ng ch t l ng tr c quan vì ấ ế ả ố ấ ượ ử ỏ ự

thông tin tác quy n cho m t nh ch t l ng x u, m t đo n âm thanh t ộ ả ấ ượ ề ấ ạ ộ ồ ầ i thì không c n

thi t. ế

M t h ng ti p c n này là phân tán ộ ướ ế ậ ả Watermark trong nhi u h s quan tr ng c m ệ ố ề ọ

quan trong mi n t n s . Do mã hóa tán ph cho phép s d ng năng l ề ầ ố ử ụ ổ ượ ỗ ng nh trong m i ỏ

t n s nên thay đ i trong m i h s thì nh v a đ đ không th m t ch t l ầ ỗ ệ ố ể ấ ủ ể ỏ ừ ấ ượ ố ổ ả ng c m

quan.

4.1.4 Nhúng trong các h s đ c cho là m nh m ệ ố ượ ạ ẽ

Trong m t s ng d ng, chúng ta không nh t thi ộ ố ứ ụ ấ ế t đòi h i nh ph i sóng sót qua t ả ỏ ả ấ t

c các x lý (cách ti p c n 3) mà ch c n m nh m , an toàn cao v i ch m t s x lý c ả ỉ ộ ố ử ỉ ầ ử ế ẽ ậ ạ ớ ụ

th . Cách thông th ng là th c hi n các th nghi m bi n d ng ng tính ể ườ ạ vào nh và đo l ả ự ử ệ ệ ế ườ

m nh m c a nó trong m t mi n nào đó, t đó ch n ra các h s đ ẽ ủ ề ạ ộ ừ ệ ố ượ ọ c xem là manh m . ẽ

4.1.5 Đ o nhi u trong b dò ễ ộ ả

Trong h ng ti p c n này, tr Watermark t nh mang, nó tìm và ướ ế ậ ướ c khi b dò trích ộ ừ ả

phát hi n các x lý đã th c hi n trên nh, đ o l ả ạ ử ự ệ ệ ả ớ i các x lý đó n u có th . Sau cùng m i ử ế ể

ể ự th c hi n vi c trích. B c khó th c hi n nh t là xác đ nh nhi u nào đã x y ra đ th c ướ ự ự ệ ệ ệ ễ ấ ả ị

hi n phép bi n đ i ng c. Trong tr ng h p t ệ ế ổ ượ ườ ợ ệ nh t thì m t thu t toán tìm vét c n đ ậ ậ ạ ộ ượ c

ch n. M t s thu t toán s d ng nh g c trong quá trình dò đ tham kh o và phân tích so ộ ố ử ụ ể ậ ả ả ọ ố

sánh v i nh g c đ phát hi n thay đ i. ố ể ớ ả ệ ổ

4.2 M t ki u t n công

ể ấ

ộ

4.2.1 Đ t v n đ ặ ấ ề

A là ng ườ ạ i t o ra nh g c I. ả ố

A đã thêm hai ch ký SA và Sn và nh I đ t o ra nh đã đ c nhúng. Ch ể ạ ữ ả ả ượ ữ ký SA

i s h u (là A). SA đ c thêm vào t xác đ nh ng ị ườ ở ữ ượ ấ ả ể t c các b n sao c a nh Sn có th là ủ ả ả

ch ký giúp xác đ nh s s ri c a b n sao. Nh v y m i b n sao có m t Sn khác nhau. ỗ ả ư ậ ố ơ ữ ủ ả ộ ị

Th ng thì ch ký đ c nhúng vào m t s mi n (nh DCT, DFT, Hadamerd, Wavelet). ườ ữ ượ ộ ố ư ề

G i It là các h s bi n đ i c a I. nh đ c nhúng Î đ ệ ố ế ổ ủ Ả ọ ượ ượ c tính b ng công ằ th c ứ

Ît = It + SA + Sn

Î = ℑ-1 ( Ît)

Trong đó ℑ là bi n đ i đ c dùng. ổ ượ ế

Chu i s ki n x y ra nh sau: ỗ ự ệ ư ả

- A bán m t b n sao Î cho B. ộ ả

- B phân ph i l i b t h p pháp các b n sao c a Î. B có th đã s a b n sao đó trong ố ạ ấ ợ ử ả ủ ể ả

m t ch ng m c nào đó. Ta g i các b n sao đó là Ĩ1…Ĩk ừ ự ả ộ ọ

- A tình c g p b n sao nh b t h p pháp (g i là Ĩl). A trích đ t ấ ợ ờ ặ ả ả ọ ượ c ch ký Sn ữ ừ ả b n

sao đó và th y r ng s s ri này đã bán cho B. ố ơ ấ ằ

- A ki n B và A ph i ch ng minh tr ứ ệ ả ướ ằ : c tòa r ng

+ nh nghi v n Ĩl kia thu c quy n s h u c a A. ộ ề ở ữ ủ Ả ấ

+ B đã phân ph i l ố ạ ả ắ i b n sao b t h p pháp mà các b n sao b t h p pháp đó b t ấ ợ ấ ợ ả

ngu n t nh Î mà B đã mua t A. ồ ừ ả ừ

Bây gi chúng ta xem B vô hi u hóa các t cáo c a A nh th nào và A ph i làm gì ờ ệ ố ư ế ủ ả

cáo c a A thuy t ph c tr c tòa. đ t ể ố ủ ụ ế ướ

4.2.2 Các cách gi ả ệ ố i quy t bài toán tác quy n khác nhau c a các h th ng ủ ế ề

Watermarking khác nhau.

4.2.2.1 Mô hình 1

- A ch n m t ch ký tùy . Nh ng ch ký đ c đăng ký v i m t t ữ ữ ư ộ ọ ượ ộ ổ ớ ẩ ch c có th m ứ

ch c X) và đ c ch p nh n. quy n thích h p (t m g i t ợ ọ ổ ứ ề ạ ượ ấ ậ

c dò b ng các cách sau: - Ch ký đ ữ ượ ằ

+ Tính toán các h s bi n đ i c a nh g c c a A và nh nghi v n. ổ ủ ả ệ ố ế ố ủ ả ấ

It = ℑ(I), Ĩl t = ℑ(Ĩl)

c chu n hóa và đ c tính t + Độ sai khác Ĩlt – It đ ượ ẩ ượ ươ ế ng quan v i chu i SA. N u ỗ ớ

ng quan l n h n m t ng ng, t k t qu t ế ả ươ ộ ớ ơ ưỡ ừ đó có th kh ng đ nh có ch ký (N u ị ế ℑ ữ ể ẳ

tuy n tính, Ĩlt – It = ℑ (Ĩl – I)) ế

* Khi A trích ch ký SA t Ĩl, B không nao núng mà đ a ra tranh lu ữ ừ ư ận sau:

+ Î là nh g c, B không thích ả ố Watermarking lên nh g c c a mình. ả ố ủ

+ A đã tr m m t b n sao c a Î. ộ ả ủ ộ

+ A đăng ký ch ký SA. Sau đó A đã tr SA kh i nh tr m đ ỏ ả ừ ữ ộ ượ ố c Î đ t o nh g c I ể ạ ả

Tuy nhiên, B không th ch ng minh đ c mình là ng c a A. ủ ứ ể ượ ườ ở ữ i s h u nh ng đã đ a ra ư ư

ấ m t nghi ng h p lý và không b k t án. Lúc này, ai là ch s h u v n còn đang nghi v n ủ ở ữ ờ ợ ị ế ẫ ộ

thì tòa cũng không quan tâm đ n ch ký s ri (Sn) ữ ế ơ

4.2.2.2 Mô hình 2

Do mô hình tr c có dùng nh g c cho vi c trích và bài toán b n quy n không có ướ ề ệ ả ả ố

i gi i, A nghĩ r ng mô hình đó không h p l và s a nó l l ờ ả ử ằ ợ ạ i nh sau: ư

- A đăng ký ch ký nh mô hình 1. ữ ư

c trích nh sau: - Ch ký đ ữ ượ ư

+ Tính các h s bi n đ i Ĩl. ệ ố ế ổ

+ Tính t ng quan gi a chu i SA và Ĩlt (ch ký dò đ ươ ữ ữ ỗ ượ ả ả c không c n tham kh o nh ầ

g c). ố

* Lúc này, v n ch a đ k t t i B vì B bi n h nh sau: ư ủ ế ộ ẫ ộ ư ệ

- Î là nh g c. ả ố

- A tr m Î. Sau đó A tính toán m t ch ký có đ t ộ ươ ữ ộ ộ ng quan cao v i Ît, và ch n nó ớ ọ

đ đăng ký (SA). ể

- Do m t s phiên b n s a đ i c a Î v n r t t ng t v i Î nên SA v n thu đ ả ử ổ ủ ẩ ấ ươ ộ ố ự ớ ẫ cượ

m t đ t ng quan cao v i t t c các nh d n xu t t Î. ộ ộ ươ ớ ấ ả ấ ừ ả ẫ

- N u A ch ng minh r ng gi a SA và I có m i t ng quan kém, B v n qui cho A ố ươ ứ ữ ế ằ ẫ

i trích SA t c It (và sau đó là I). Nh v y m t l n n a, B đã thành công t ộ ừ Ît đ thu đ ể ượ ộ ầ ư ậ ữ

trong vi c ph n bi n. ệ ệ ả

4.2.2.3 Mô hình 3

A nh n ra r ng t ậ ằ ấ ả ắ ố ả t c r c r i x y ra là do ch ký c a A không có m t ràng bu t, vì ủ ữ ộ ộ

ch c X đã thêm các gi i h n sau: v y, t ậ ổ ứ ớ ạ

ộ + C n dùng m t hàm băm H c đ nh. Hàm H thao tác trên nh g c I đ sinh ra m t ố ị ể ả ầ ộ ố

hat gi ng. M t b phát sinh chu i ng u nhiên (cũng c đ nh) s d ng h t gi ng này đ ộ ộ ử ụ ố ị ẫ ạ ỗ ố ố ể

phát sinh dãy ch ký (th ng g i là dãy ng u nhiên Gauss). Chi u dài dãy ng u nhiên này ữ ườ ề ẫ ẫ ọ

không b gi i h n. ị ớ ạ

+ Quá trình nhúng c n dùng phép phân tích nào cũng đ ầ ượ ắ c Tuy nhiên nguyên t c

“không cho phép s p x p tùy ý các h s ắ ệ ố” là m t yêu c u nghiêm ng t c n ph i đ ặ ầ ả ượ ế ầ ộ ỏ c th a

mãn nh m t o s c đ nh c a hàm băm và b phát sinh s . ố ạ ự ố ị ủ ằ ộ

Lúc này, A nhúng Watermark c a mình vào I đ thu đ c Î. Đ dò, A c n l y Ĩlt tr ủ ể ượ ầ ấ ể ừ

đi It tr c khi l y It tính t ng quan v i SA. SA thu đ hàm băm c đ nh H nh sau: ướ ấ ươ ớ c t ượ ừ ố ị ư

SA = H (I)

Lúc này B không th nói A đã tr m Î, t o m t ch ký và tr nó cho Î đ c nh ữ ể ạ ộ ộ ừ ượ ư

SA = H( I ) ≠ H( Î ) trong mô hình 1, d th y đi u này là do: ễ ấ ề

Tuy nhiên, kh năng t n công đ c mô hình này cũng có th th c hi n c, và B ấ ả ượ ể ự ệ đ ượ

có th th c hi n nh sau: ể ự ư ệ

+ Thay đ i Î đáng k có chú ý đ n l i bình ph ng trung bình và v n b o ế ỗ ể ổ ươ ả đ m tính ả ẫ

ng t v m t tr c quan gi a nh g c I và nh đ c s a đ i Îm. t ươ ự ề ặ ự ữ ả ả ố ượ ử ổ

+ S d ng m t s ph n m m t n công ộ ố ử ụ ề ấ ầ Watermark tiêu chu n làm cho A không th ẩ ể

dò ra ch ký c a mình v i đ chính xác cao đ c. ớ ộ ủ ữ ượ

Ramkumar đã đ ra m t ph ng pháp t n công th c hi n cho b ề ộ ươ ự ệ ấ ướ ờ c m t, đ ng th i ồ ộ

tác gi cũng tính toán đ ph c t p cho cách t n công đó. D a vào k t qu ch ng minh, tác ả ả ứ ứ ạ ự ế ấ ộ

gi gi ả ớ ứ ạ i thi u m t thu t toán c i thi n cho mô hình t n công 3 đ làm cho đ ph c t p ệ ệ ể ấ ả ậ ộ ộ

tăng lên đ n 10 cũng k t lu n, các mô hình c ng và dò ch ký tuy n tính ế .100 l n. Tác gi ầ ả ữ ế ế ậ ộ

không an toàn v i t n công Stirmark. Đó là vì nó ph thu c vào gi đ nh r ng n u nh b ớ ấ ụ ộ ả ị ế ả ằ ị

s a nhi u đáng k , ch t l ử ấ ượ ề ể ử ổ ng c a nh s tr nên x u đi. Tuy nhiên cách t n công s a đ i ẽ ở ủ ả ấ ấ

histogram và làm cong nh không gi m ch t l ả ấ ượ ả ự ng tr c quan nh cách mà Stirmark th c ư ự

ng nh không h gi m. hi n thì nh b s a nhi u đáng k nh ng ch t l ề ể ư ị ử ấ ượ ệ ả ề ả ả

T NG K T, H

NG PHÁT TRI N

Ổ

Ế

ƯỚ

Ể Đ TÀI Ề

1. K t lu n ế

ậ

Trong quá trình th c hi n d tài, ự ề ệ tuy còn nhi u h n ch v m t ki n th c cũng nh ế ề ặ ứ ế ề ạ ư

t v lĩnh v c nghiên c u nh ng cá nhân đã tìm hi u đ hi u bi ể ế ề ư ứ ự ể ượ c nh ng v n đ chung ấ ữ ề

trong lĩnh v c Watermarking. Đ i v i nh s , đ tài đã nghiên c u m t s thu t toán ố ớ ả ố ề ộ ố ứ ự ậ

Watermarking và k thu t Watermarking trong môi tr ng nh màu. ậ ỹ ườ ả

Các thu t toán đ ậ ượ ể c trình bày tuy còn h n ch nh ng là nh ng đ i di n tiêu bi u ư ữ ế ệ ạ ạ

i, các nhà cho các thu t toán Watermarking trên nh s . Hy v ng r ng trong th i gian t ả ậ ằ ờ ố ọ ớ

ơ khoa h c và nh ng chuyên gia trong các lĩnh v c liên quan s ti p t c nghiên c u sâu h n, ẽ ế ụ ứ ữ ự ọ

chính xác h n đ các thu t toán, các k thu t Watermarking đ c áp d ng nhi u, hi u qu ể ậ ậ ơ ỹ ượ ụ ề ệ ả

và ph bi n h n n a trong th c t ổ ế ự ế ữ ơ ề nh m đáp ng nh ng nhu c u v b o v tác quy n, ề ả ứ ữ ệ ằ ầ

phân ph i tác ph m và xác nh n n i dung ngày càng gia tăng. ậ ẩ ộ ố

2. H ng phát tri n

ướ

ể

Các thu t toán Watermarking hi n nay không ng ng đ c c i ti n, phát tri n, và ừ ệ ậ ượ ả ế ể

ầ xu t hi n nh ng thu t toán m i đ áp d ng cho nhi u lĩnh v c khác nhau có nhu c u ớ ể ữ ụ ự ệ ề ấ ậ

ng t t ươ ự . Các nhu c u v b o v b n quy n, ch ng th c n i dung, ph c v đi u tra, an ứ ụ ụ ề ề ả ệ ả ự ề ầ ộ

ninh qu c phòng, b o v các thông tin cá nhân không ch trên môi tr ng truy n thông đa ệ ả ố ỉ ườ ề

ph ng ti n mà đó còn là nhu c u trong t ươ ệ ầ ấ ả ứ t c các lĩnh v c cu c s ng. Vi c nghiên c u ộ ố ự ệ

phát tri n các thu t toán, công ngh , k thu t Watermarking là đi u vô cùng c n thi t và ệ ỹ ể ề ậ ầ ậ ế

i công ngh s đang phát tri n nhanh chóng nh hi n nay, đây còn là c p bách trong th gi ấ ế ớ ư ệ ệ ố ể

ng lai. ti m năng vô cùng l n cho m t ngành công nghi p s trong t ộ ệ ố ề ớ ươ

TÀI LI U THAM KH O

Ả

Ệ

t, M t s v n đ v k thu t 1. D ng Anh Đ c, Tr n Minh Tri ứ ươ ầ ế ộ ố ấ ề ề ỹ ậ Watermarking

trên nh k thu t s , H i th o Qu c gia “M t s v n đ ch n l c c a Công ọ ọ ủ ộ ố ấ ậ ố ề ả ả ộ ố ỹ

t Nam, 5-7 tháng 6 năm 2002. Ngh Thông Tin” l n 5, Nha Trang, Vi ầ ệ ệ

2. Duong Anh Duc, Tran Minh Triet, Luong Han Co, Chu n mã hóa m i AES, 4 ẩ ớ

National Conference in Information Technology, Hai Phong, Vietnam, Jun 2001.

3. Martin Kutter, Sviatoslav Voloshynovskiy, Alexander Herrigel, The Watermark

Copy Attack.

4. P.Wofgang and E. Delp, “A Watermark for digital images”, Proc. IEEE Inter.

Conf. Image Processing, 1996.

5. C. Hsu and J. Wu, “Hidden signatures in images”, Proc. IEEE Inter. Conf. Image

Processing, 1996.

6. P. Meerwarld, “Digital Image Watermarking in the Wavelet Transfrom Domain”,

Salburg, 2001.

Website:

1. http://en.wikipedia.org/wiki/Digital_Watermarking

2. http://www.alpvision.com/Watermarking.html

3. www.tapchibcvt.gov.vn%2FUploaded%2Fadmin%2FCS13016%2520Thuong

%2520Tuan.pdf

4. http://www.bkitclub.net/forum/showthread.php?

t=2144&s=eebdd61d77e208c7f23d99f7d4937731

5. http://www.cs.hcmus.edu.vn/elib/handle/123456789/114098