BÁO CÁO MÔN HỌC KĨ THUẬT GIẤU TIN Đề tài 6: BẢO VỆ BẢN QUYỀN MỚI CHO BẢN ĐỒ VECTOR SỬ DỤNG FFT – DỰA TRÊN WATERMARKING

HỌC VIỆN KỸ THUẬT MẬT MÃ

KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN

BÁO CÁO MÔN HỌC

KĨ THUẬT GIẤU TIN
Đề tài 6:

BẢO VỆ BẢN QUYỀN MỚI CHO BẢN ĐỒ
VECTOR SỬ DỤNG FFT – DỰA TRÊN
WATERMARKING
Sinh viên thực hiện:

TRỊNH THỊ DUNG AT150209
NGUYỄN THÙY DƯƠNG AT150211
NGUYỄN MINH HẰNG AT150216
ĐỖ DUY HƯNG AT150225
Nhóm 10

Giảng viên hướng dẫn:

GV. HOÀNG THU PHƯƠNG


Hà Nội, 02-2022


MỤC LỤC
LỜI MỞ ĐẦU

2

CHƯƠNG 1. GIỚI THIỆU

3

CHƯƠNG 2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

5

2.1 Biến đổi Fourier nhanh

5

2.2 Chuyển đổi Biến đổi

6

2.3 Giai đoạn hình mờ nhúng

6

2.4 Giai đoạn hình mờ chiết xuất

7

CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ ĐÁNH GIÁ

8

3.1 Kết luận thực nghiệm

8

3.2 Đánh giá tổng quan

9

3.3 Đánh giá độ chính xác

10

3.4 Đánh giá độ chắc chắn

11

CHƯƠNG 4. KẾT LUẬN

16

TÀI LIỆU THAM KHẢO

16

LỜI MỞ ĐẦU
Bảo vệ bản quyền mới đang là một thách thức đối với các nhà nghiên
cứu trong thời đại mà công nghệ không ngừng phát triển. Trong bài nghiên cứu
này, đã đề xuất một cách tiếp cận mới về bảo vệ bản quyền đối với bản đồ vectơ
bằng cách sử dụng tính năng khắc chìm mạnh mẽ trên thuật toán FFT. Một điểm

đánh dấu bản quyền được chèn vào bản đồ vectơ làm hình mờ. Ngồi khả năng
xác thực nguồn gốc dữ liệu hình mờ, thuật tốn mật mã RSA được sử dụng khi
tạo hình mờ. Đo lường chất lượng của kết quả dựa trên ba đặc điểm của kỹ thuật
khắc chìm kỹ thuật số:
(1) khả năng tàng hình bằng cách sử dụng tính tốn RMSE,
(2) độ trung thực với khoảng cách xa nhất và
(3) tính tốn NC và mức độ chắc chắn chống lại các cuộc tấn công bằng đá
quý.
Kết quả thí nghiệm cho thấy phương pháp được sử dụng trong nghiên
cứu này đã thành công trong việc chèn bản quyền dưới dạng hình mờ trên bản
đồ vectơ. Kiểm tra khả năng tàng hình cho kết quả tốt, được chứng minh bởi
RMSE gần bằng không. Độ trung thực của bản đồ hình mờ cũng được duy trì.
Mức độ mạnh mẽ của watermark chống lại các cuộc tấn công hình học trên kết
quả bản đồ vector đã được duy trì trong giới hạn mà các cuộc tấn cơng này
khơng ảnh hưởng trực tiếp đến giá trị bit của watermark.


CHƯƠNG 1.

GIỚI THIỆU

Trong vài thập kỷ qua, quá trình sản xuất dữ liệu không gian địa lý đã
phát triển từ bản đồ giấy sang định dạng dữ liệu kỹ thuật số do ảnh hưởng của sự
phát triển của công nghệ máy tính đối với các thiết bị thu thập dữ liệu địa lý như
hệ thống định vị địa lý (GPS) và vệ tinh cung cấp dữ liệu tọa độ không gian
chính xác Bản đồ .Vector với tư cách là dữ liệu nền tảng của hệ thống thông tin
địa lý (GIS) đã thay thế vai trò của dữ liệu tương tự hoặc bản in [1]. Điều này có
thể hiểu được vì dữ liệu vectơ khơng gian địa lý có lợi thế là dữ liệu có độ chính
xác cao, quy trình tự động và tỷ lệ không mất dữ liệu so với dữ liệu ở dạng giấy.
Sản xuất, lưu trữ và phân phối dễ dàng hơn trong giao dịch bản đồ số mang lại

những hậu quả khác, đó là dễ dàng thao tác và thu thập. Nó khuyến khích các
nhà sản xuất bản đồ có nhu cầu về một cơ chế sản xuất bản đồ có thể tạo điều
kiện thuận lợi cho việc đánh dấu bên phải sao chép [2]. Tính hợp lệ của quyền
sở hữu bản đồ được phân phối công khai. Đánh dấu kỹ thuật số là một trong
những giải pháp tốt nhất có thể được sử dụng để giải quyết vấn đề.
Kỹ thuật tạo hình mờ kỹ thuật số là một kỹ thuật hoạt động bằng cách chèn một
số thơng tin nhất định (gọi là hình mờ) vào một tệp phương tiện kỹ thuật số, khi
được sử dụng trên bản đồ kỹ thuật số, thơng tin đó có thể chứa dữ liệu được sử
dụng để xác minh tính tồn vẹn hoặc quyền sở hữu của bản đồ; với điều kiện là
quá trình chèn phải dẫn đến giá trị biến dạng rất nhỏ của bản đồ kết quả [3].
Watermarking kỹ thuật số mạnh mẽ là một trong những kỹ thuật watermarking
kỹ thuật số có đặc tính chống lại việc loại bỏ và sửa đổi nội dung dữ liệu khi
điểm phương tiện chèn của nó thay đổi, do các cuộc tấn công hoặc xử lý dữ liệu.
Trong giai đoạn nộp đơn, kỹ thuật này thường được sử dụng để bảo vệ bản
quyền. Việc áp dụng mạnh mẽ kỹ thuật đánh dấu nước kỹ thuật số trên vector
bản đồ hoạt động trên hai loại miền; miền không gian và miền biến đổi [3]. Các
thuật tốn biến đổi chính là DFT (Biến đổi Fourier rời rạc), DWT (Biến đổi
Wavelet rời rạc), và DCT (Biến đổi Cosin rời rạc) [4]. Những hình mờ kỹ thuật
số này trong miền chuyển đổi được biết là rất mạnh để tấn công. Fordigital
mediacopyright bảo vệ ứng dụng, kỹ thuật đánh dấu kỹ thuật số mạnh mẽ chủ
yếu hoạt động trên miền chuyển đổi; bởi vì miền biến đổi có một số ưu điểm về
khả năng tàng hình và độ bền mạnh, so với miền khơng gian có tính chất mỏng
manh và dễ thực hiện [5]. Hiện tại, các nhà nghiên cứu chủ yếu tập trung vào
thuật toán khắc chìm kỹ thuật số mạnh mẽ trong miền biến đổi cho hình ảnh [6]
- [11] và âm thanh [12] - [16]. Đặc điểm của bản đồ vectơ tệp rất khác với hình
ảnh hoặc âm thanh như phương tiện nhúng watermark. Vì nó cần một kỹ thuật
khác để chèn thơng tin vào bản đồ vectơ. Một số nghiên cứu hiện có đã đề xuất
việc sử dụng watermarking kỹ thuật số mạnh mẽ trên miền biến đổi của bản đồ
vectơ bằng cách sử dụng các thuật toán biến đổi dữ liệu dựa trên DFT [2], IWT
(Integer Wavelet Transform) [17], và DCT [18] - [20]. Chỉ có hai nghiên cứu

hiện có được thực hiện cụ thể nhằm mục đích bảo vệ bản quyền bản đồ vector
[2], [17]. Các nghiên cứu khác thảo luận về chủ đề bản đồ số bản quyền với các


kỹ thuật khác nhau là watermarking mù với DCT [21], watermarking zero trong
miền không gian [22], watermarking đệ quy trong miền không gian [23],
watermarking trong miền toplogy không gian [24] , và đánh dấu nước có thể đảo
ngược trong miền không gian [25].
Để nâng cao các kỹ thuật thực hiện bảo vệ bản quyền trên bản đồ vectơ,
nghiên cứu này đề xuất sử dụng chuyển đổi miền watermarking kỹ thuật số
mạnh mẽ làm bằng chứng về bản quyền trên bản đồ vectơ bằng cách sử dụng
thuật toán biến đổi dữ liệu FFT. Thuật toánFFT rất phổ biến trong cộng đồng
watermarking [26] và chưa bao giờ được sử dụng để bản đồ vectơ dưới dạng
phương tiện được nhúng. FFT thường được sử dụng do giảm gánh nặng tính
tốn trong khi vẫn duy trì chất lượng chèn so với một số thuật tốn biến đổi dữ
liệu khác [27]. Ngồi mục đích đánh dấu quyền sở hữu, cách tiếp cận được thực
hiện trong nghiên cứu này cũng cung cấp khả năng xác thực nguồn gốc dữ liệu
thơng qua thuật tốn mã hóa khóa cơng khai RSA. Người dùng có thể dễ dàng
xác thực nguồn gốc dữ liệu của bản đồ bằng cách sử dụng khóa cơng khai RSA.
Hiệu suất techique được đo lường thông qua kiểm tra độ tương tự bằng
cách sử dụng tính tốn NC. Thử nghiệm được sử dụng để xác định sự thành
công của kỹ thuật này trong việc chèn bản quyền vào bản đồ vectơ. Kết quả của
nghiên cứu này được đo lường một cách khách quan, không dựa trên cảm nhận
như một số nghiên cứu hiện có [17], [18], [28]. Đo lường chất lượng kết quả của
nghiên cứu này dựa trên ba đặc điểm của kỹ thuật số watermarking. Chúng có
khả năng tàng hình bằng cách sử dụng tính tốn sai số bình phương trung bình
gốc (RMSE), độ trung thực với phép tính khoảng cách xa nhất và tương quan
chéo chuẩn hóa (NC), và sức mạnh của hình mờ chống lại các cuộc tấn công
bằng đá quý như dịch, xoay và chia tỷ lệ [29].
Kết quả thu được cho thấy rằng cách tiếp cận được sử dụng trong nghiên

cứu này đã thành công trong việc chèn bản quyền dưới dạng hình mờ trên bản
đồ vectơ. Tàng hình trên các phát hiện kết quả thử nghiệm cho thấy kết quả tốt,
được chứng minh bằng các giá trị RMSE được tạo ra từ các giá trị dữ liệu thử
nghiệm bản đồ: dưới 1 hoặc gần bằng không. Độ trung thực của bản đồ cũng
được duy trì, được biểu thị bằng sự dịch chuyển khoảng cách và các giá trị NC
trong phạm vi được cho là có thể chấp nhận được theo tiêu chuẩn. Mức độ mạnh
mẽ của watermark chống lại các cuộc tấn cơng hình học trên kết quả bản đồ
vectơ đã được duy trì trong giới hạn mà các cuộc tấn công này không ảnh hưởng
trực tiếp đến giá trị bit watermark hoặc vẫn nằm trong giới hạn trích xuất giá trị
đã chỉ định.
Trong phần tiếp theo của bài báo này, chúng tơi sẽ giải thích các kỹ
thuật được sử dụng trên phương pháp tiếp cận được phát triển trong nghiên cứu
này, tiếp theo là sự trình bày chi tiết các kết quả thử nghiệm và phân tích hiệu
suất của phương pháp tiếp cận. Phần cuối cùng của bài báo này kết thúc với
phần kết luận.


CHƯƠNG 2.

PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1

Biến đổi Fourier nhanh
Biến đổi Fourier nhanh (FFT) là một thuật toán được sử dụng để biểu
diễn một tín hiệu trong một miền thời gian và tần số rời rạc. FFT nói chung được
sử dụng để tính tốn sự biến đổi rời rạc của DFT một cách nhanh chóng và hiệu
quả. FFT được sử dụng để giảm độ phức tạp của DFT. Nói chung, cơng thức
FFT có thể được mơ tả như trong phương trình (1) hoặc (3) [30].
(1)

(2)
(3)
là giá trị chuyển đổi miền, là giá trị khối phương tiện kỹ thuật số, N là lượng dữ
liệu sẽ được thay đổi thành miền tần số. Trong khi đối với công thức nghịch đảo
của FFT đang sử dụng phương trình (4).
(4)
Re là giá trị thực của hình phức, Im là giá trị ảo của hình phức, và là giá trị
chuỗi phức hợp được đánh dấu mờ.
2.2

Chuyển đổi Biến đổi
Trong nghiên cứu này, việc chèn watermark làm điểm đánh dấu bản
quyền trên bản đồ vectơ được thực hiện trên miền biến đổi đối với tọa độ của
các đỉnh. Để biến đổi ánh xạ vectơ thành tín hiệu tần số miền, tọa độ ánh xạ
vectơ được sửa đổi thành một chuỗi phức với cơng thức (5) [2].
(5)
là hồnh độ của tọa độ bản đồ vectơ và là hoành độ của tọa độ ánh xạ vectơ.
Trong khi k được sử dụng là chỉ số tọa độ xảy ra trong tệp bản đồ được đề cập.
Kỹ thuật được sử dụng để chèn hình mờ là cơng thức này (6).
F' = F + αW
(6)
F ' là hệ số tần số hình mờ, F là hệ số tần số ban đầu, α là biên độ sửa đổi
và W là bit hình mờ. Theo công thức (6) ở trên, α càng lớn được sử dụng, các
thay đổi lớn hơn sẽ xảy ra trên tệp bản đồ vectơ, nhưng khả năng chống hình mờ
là mạnh mẽ hơn. Nghiên cứu này sử dụng α giá trị lớn như 2, với những thay đổi
bản đồ vector có thể chấp nhận, và một giá trị điện trở cao[31].
2.3

Giai đoạn hình mờ nhúng
Mơ hình nhúng của hình mờ kỹ thuật số của dữ liệu bản đồ vectơ được

thể hiện trong Hình 1. Trong quá trình chèn hình mờ, ba đầu vào được sử dụng.
Chúng là bản đồ vectơ, bản quyền được chèn vào dưới dạng hình mờ và khóa
riêng của thuật toán mật mã RSA. Giai đoạn đầu tiên của quá trình chèn là tìm
kiếm tọa độ trên bản đồ vectơ sẽ được lưu vào một danh sách có thể được


chuyển đổi thành tần số miền. Sau khi nhận được một tập hợp tọa độ từ điểm
đỉnh của mỗi đối tượng địa lý, tọa độ đó sẽ được chuyển thành một chuỗi phức
tạp. Giai đoạn tiếp theo là đọc hoặc hình mờ byte từ tệp đánh dấu bản quyền và
được mã hóa bằng thuật tốn khóa riêng RSA của chủ bản quyền. Mục đích của
mã hóa này là cung cấp bảo mật cho tính xác thực của nguồn gốc dữ liệu, đây là
sự đảm bảo rằng nguồn dữ liệu là từ một bên hợp pháp. Kết quả mã hóa hình mờ
sau đó được chuyển đổi thành một tập hợp bit và được lưu vào danh sách. Sau
khi cả hai đầu vào đã sẵn sàng, giai đoạn tiếp theo là thực hiện lưu trình tự phức
tạp và kéo dài hình mờ byte trong một tệp khác. Sau đó, trình tự phức tạp sẽ
được sử dụng để trích xuất hình mờ với hình mờ khơng mù. Bước tiếp theo là
biến đổi tệp bản đồ vectơ FFT thành miền tần số và chèn hình mờ trên các số
liệu kết quả thực của miền biến đổi được đề cập. Và sau khi đã chèn tồn bộ
hình mờ, thì bước tiếp theo là khơi phục bản đồ vectơ miền tần số để trở về tệp
hình dạng ban đầu bằng iFFT.
2.4

Giai đoạn hình mờ chiết xuất
Điểm trích xuất hình mờ về cơ bản giống với quy trình chèn bằng các
bước đảo ngược. Trong q trình trích xuất, chúng tôi sử dụng ba đầu vào là kết
quả của quá trình chèn, chẳng hạn như trình tự phức tạp của tệp bản đồ vectơ
thực, vectơ được đánh dấu bản đồ, và khóa cơng khai RSA thuật tốn. Bạn có
thể thấy các giai đoạn của q trình chiết watermark trên Hình 2.

Hình 1. Hình mờ được nhúng

Hình 2. Giai đoạn trích xuất hình mờ

Giai đoạn đầu tiên của q trình trích xuất là tìm kiếm tọa độ từ tệp hình
dạng bản đồ vectơ bao gồm hình mờ và lưu nó trong danh sách để chuyển đổi
thành tần số miền. Giai đoạn tiếp theo là tính tốn chuỗi phức hợp và FFT để thu
được phức hình từ tệp shapefile. Danh sách bao gồm giá trị bit watermark được
mã hóa nhận được từ độ lệch của hình phức tạp so với bản đồ thực và bản đồ
hình mờ. Sau đó, bởi sử dụng khóa cơng khai RSA, giải mã hình mờ cho hình
mờ ban đầu dưới dạng bản quyền đánh dấu. Quá trình giải mã có thể được thực
hiện khi hình mờ được mã hóa sử dụng quyền bộ khóa cơng khai và riêng tư, vì
vậy chúng tơi có thể đảm bảo rằng bản quyền là của một bên hợp pháp.

CHƯƠNG 3.
3.1

KẾT QUẢ VÀ ĐÁNH GIÁ

Kết luận thực nghiệm
Bản đồ vectơ được sử dụng làm dữ liệu đánh giá là hai loại tệp shapefile
(.shp) tiêu chuẩn ESRI được xây dựng từ các đối tượng điểm có 4008 đỉnh và
các đối tượng đường với 7518 đỉnh. Như một đánh dấu bản quyền, chúng tôi đã
sử dụng ba tệp ảnh kiểu bitmap với các phép đo này cho mỗi tệp: 178 byte (29 x


29 pixel), 154 byte (22 x 23 pixel) và 174 byte (28 x 28 pixel). Chiều dài của bit
đánh dấu bản quyền được giới hạn ở mức nhỏ hơn hai lần so với số lượng đỉnh
trên bản đồ vectơ tập tin.
Phân tích kỹ thuật hiệu suất được phát triển trong nghiên cứu này được

đo lường thơng qua Tính tốn NC. Tính tốn NC được thực hiện để phân tích sự
giống nhau giữa hình mờ trước khi chèn và kết quả hình mờ được trích xuất với
giá trị nằm trong khoảng từ 0 thành 1. Giá trị NC càng cao, cả hai hình ảnh càng
giống nhau, do đó có thể khẳng định rằng kỹ thuật sử dụng watermarking thành
công cao hơn. Kết quả tính tốn NC sử dụng phương trình (7) với w là hình mờ
ban đầu và w' là kết quả hình mờ được trích xuất có thể được nhìn thấy trong
Bảng 1 [2].
(7)
Bảng 1. Kết quả kiểm tra độ tương đồng giữa hình mờ gốc với hình mờ đã trích
xuất

Bảng 1 cho thấy tồn bộ kết quả dữ liệu đánh giá trong NC là 1 với chiều
dài và nội dung hình mờ. Giá trị tương tự bằng 1 giữa hình mờ ban đầu với kết
quả trích xuất hình mờ cho thấy cả hai hình mờ giống hệt nhau. Hình mờ có thể
được tái được trích xuất từ tệp bản đồ vectơ và nó sẽ khơng trải qua các thay đổi
về kích thước hoặc nội dung. Vì vậy, chúng tơi có thể xác nhận rằng kỹ thuật
này đã thành cơng trong việc chèn bản quyền làm hình mờ mà khơng thay đổi
chất lượng hình mờ.
3.2

Đánh giá tổng quan
Phép đo tàng hình sử dụng hai tham số vì phân tích tham chiếu là phép
tính RMSE. Tính tốn độ méo giữa phần đầu của tệp bản đồ và kết quả của hình
mờ nội suy được thực hiện trong phép đo RMSE. Công thức RMSE được sử
dụng dựa trên Công thức (8) [32].
(8)
N biểu thị số vectơ ánh xạ đỉnh, I(i,j) là giá trị của dãy số phức đầu bản đồ tại
tọa độ (i,j) ,I’(i,j) là giá trị của chuỗi phức tạp của kết quả bản đồ tại tọa độ (i,j) .

Bảng 2. Kết quả kiểm tra khả năng tàng hình giữa bản đồ gốc với bản đồ hình
mờ

Bảng 2 cho thấy các giá trị RMSE thu được cho tất cả các phân tích dữ
liệu được sử dụng trong nghiên cứu này tạo ra giá trị dưới 1 và gần bằng không.
Kết quả của nghiên cứu này cho thấy sự cải thiện so với nghiên cứu tương tự
trước đó [4]. rất thấp. Độ méo thấp cho thấy sự hiện diện của một hình mờ trên
phương tiện nội suy rất khó phát hiện bằng giác quan của con người.
Hình 3 cho thấy kết quả của lớp phủ bản đồ gốc và bản đồ hình mờ tương ứng
bằng cách sử dụng các miếng dotte màu đỏ và màu tím. Hộp màu xanh lá cây
đánh dấu sự thay đổi tọa độ của đỉnh của hai bản đồ. Hình này có thể thấy rằng
sự biến dạng do quá trình nhúng hình mờ gây ra là đủ nhỏ và bản đồ hình mờ sẽ
bảo tồn thơng tin không gian địa lý trong bản đồ gốc với độ chính xác cao.
3.3

Đánh giá độ chính xác
Khía cạnh trung thực của khái niệm vân nước kỹ thuật số được định
nghĩa là hình mờ khơng thể được phát hiện bằng giác quan của con người và
không làm suy giảm đáng kể chất lượng của nội suy tệp phương tiện [31]. Bên
cạnh RMSE, những thay đổi xa nhất đã xảy ra cũng sẽ được đo lường. Khoảng
cách xa nhất là sự thay đổi vị trí xảy ra do nội suy hình mờ vào các tệp bản đồ
vectơ. Khoảng cách xa nhất có được bằng cách so sánh tồn bộ đỉnh của tọa độ
giữa tệp bản đồ vectơ gốc và tệp bản đồ vectơ có chứa hình mờ. Khoảng cách xa
nhất sau đó được chuyển đổi thành mét bằng phần mềm Quantum GIS. Theo
Viện Khảo sát Địa lý Nhật Bản, những thay đổi có thể chịu đựng được là 75 cm
trên kích thước thực [31]. Dựa trên Bảng 3, sự dịch chuyển có thể nhìn thấy ở vị
trí dài nhất xảy ra trong phân tích dữ liệu bằng 0,506 mét x 51 cm, hay nói cách
khác, những thay đổi đã xảy ra khơng q 75 cm. Trong trường hợp này, kết quả
tính toán của giá trị khoảng cách xa nhất được áp dụng cho phân tích dữ liệu vẫn
có thể duy trì mức độ chính xác của bản đồ vectơ hoặc duy trì mức độ chính xác

của dữ liệu.


Hình 3. Bản đồ gốc và bản đồ hình mờ phủ lên nhau.

Bảng 3. Kết quả kiểm tra độ chính xác giữa bản đồ gốc với đồ thủy ấn

3.4

Đánh giá độ chắc chắn
Q trình thử nghiệm sau đó được thực hiện để xác định mức độ mạnh
mẽ của hình mờ từ các kỹ thuật được phát triển để đối phó với các cuộc tấn công
đã được chuẩn bị. Ba loại tấn cơng hình học, cụ thể là tấn cơng dịch, xoay và


chia tỷ lệ. Các cuộc tấn công đã được áp dụng cho dữ liệu thử nghiệm dưới dạng
bản đồ vectơ có các đặc điểm khơng gian với 4008 điểm đỉnh đã được chèn hình
mờ có kích thước 178 byte (29 x 29 pixel). được cung cấp bởi phần mềm
Quantum GIS. Tính tốn NC được thực hiện trên kết quả trích xuất hình mờ để
xác định mức độ của những thay đổi xảy ra do các cuộc tấn công này. Một loại
thử nghiệm khác cũng được tiến hành để xem tác động của việc triển khai RSA
là xác thực nguồn gốc dữ liệu đối với mức độ mạnh mẽ của hình mờ.
Cuộc tấn công dịch đã được giải quyết bằng cách thay đổi vị trí của một số đỉnh
bằng cách di chuyển một số tọa độ trên dữ liệu thử nghiệm. Kết quả thử nghiệm
có thể được xem trong Bảng 3.
Bảng 4. Kết quả kiểm tra các cuộc tấn công dịch

Tấn cơng xoay vịng được thực hiện bằng cách xoay tồn bộ tọa độ dữ
liệu thử nghiệm trong phạm vi - 0,01 đến 0,009 độ. Kết quả thử nghiệm được
thể hiện trong Bảng 4.

Mở rộng quy mô cuộc tấn công đã được thực hiện bằng cách mở rộng
kích thước của bản đồ bắt đầu thử nghiệm từ 1,0001 đến 1.0009. Kết quả thử
nghiệm được thể hiện trong Bảng 5.


Bảng 5. Kết quả kiểm tra các cuộc tấn công xoay vòng

Bảng 6. Kết quả kiểm tra các cuộc tấn công mở rộng quy mô


Sau khi thực hiện ba kiểu tấn công, các kỹ thuật được sử dụng không
phải lúc nào cũng quản lý để thực hiện việc trích xuất hình mờ với giá trị NC
bằng một. Kịch bản đánh giá không phát hiện được hình mờ là 40%. Bảng 4, 5
và 6 cho thấy rằng đối với các cuộc tấn công làm thay đổi bit hình mờ, kỹ thuật
này sẽ khơng thể được trích xuất. Một trong những ví dụ là cuộc tấn công dịch
gây ra xung đột đối với đỉnh khiến giá trị bit watermark được chèn vào thay đổi
và không thể thực hiện trích xuất. Bên cạnh nó được thấy trên kết quả tấn công
xoay trên Bảng 4, giá trị bit thay đổi nhiều như 1 sẽ làm cho việc trích xuất hình
mờ khơng thành cơng. Do đó, thuật tốn FFT sẽ có thể duy trì giá trị hình mờ
thực trên một giới hạn nhất định, nhưng khi FFT không thể duy trì cuộc tấn cơng
nữa, giá trị bit hình mờ sẽ thay đổi và việc trích xuất khơng thể thực hiện được
nữa.
Chúng tơi có thể nói rằng lỗi trích xuất hình mờ này là do sự biến dạng
khá lớn trên kết quả bản đồ chèn hình mờ. Một trong những yếu tố ảnh hưởng
đến giá trị biến dạng là việc sử dụng giá trị giới hạn trong quá trình chèn hình
mờ. Nghiên cứu này đã sử dụng phạm vi giới hạn -0,4 đến 0,6 để xác định giá trị
hình mờ để nó có thể được trích xuất một cách chính xác. Giá trị giới hạn bị ảnh
hưởng bởi việc sử dụng biên độ sửa đổi nhiều như 2 hoặc tích hợp đã xảy ra
trong giá trị tính tốn FFT.
Thành cơng của việc trích xuất hình mờ cũng bị ảnh hưởng bởi việc sử

dụng thuật tốn mật mã khơng đối xứng RSA làm dịch vụ xác thực nguồn gốc


dữ liệu. Điều này được đánh giá bằng cùng một kỹ thuật thực hiện nhưng khơng
sử dụng thuật tốn RSA. Kết quả có thể thấy trên Bảng a, V và VI, giá trị NC
tăng lên và cho thấy độ bền của hình mờ đã trở nên tốt hơn và mức độ thành
cơng của việc trích xuất hình mờ ngày càng cao. Việc sử dụng thuật tốn mật mã
khơng đối xứng RSA được chứng minh là làm giảm mức độ mạnh mẽ của kỹ
thuật được sử dụng. Nghiên cứu này đã sử dụng các thuật tốn mật mã khơng
đối xứng RSA để xác thực thư viện bảo mật java. Thuật toán này là một thuật
toán rất nhạy cảm đối với các thay đổi dữ liệu được mã hóa.
Khi một dữ liệu được mã hóa có một chút thay đổi, thì dữ liệu này sẽ
khơng thể được giải mã thêm. Do đó, bất kỳ thay đổi nào xảy ra trên bit sau
cuộc tấn cơng sẽ gây ra lỗi trích xuất dữ liệu hình mờ. Điều này sẽ cung cấp cho
chúng tơi các lựa chọn, tăng cường độ mạnh của hình mờ hoặc tăng xác thực
nguồn gốc dữ liệu. Sự kiện mặc dù mức độ mạnh mẽ là khá thấp, nhưng kỹ thuật
này có thể duy trì hình mờ cho một số thử nghiệm có thể thấy trên bảng 4, 5, 6.
Một số quy trình trích xuất cho thấy kết quả của hình mờ được trích xuất hồn
tồn giống với watermark ban đầu và giá trị NC cho thấy 1.
Mức độ mạnh mẽ đối với các cuộc tấn công đã xảy ra bởi vì nó gây ra
một số thay đổi về giá trị của chuỗi phức hợp trên ánh xạ vectơ, phép tính FFT
sẽ được lan truyền cho mọi giá trị FFT. Điều này sẽ làm cho những thay đổi đã
xảy ra không ảnh hưởng nhiều và giá trị FFT vẫn nằm trong giới hạn giá trị trích
xuất hình mờ. Kết quả sẽ khác khi chúng ta thực hiện việc chèn trên miền khơng
gian vì sự thay đổi giá trị tọa độ sẽ ảnh hưởng trực tiếp đến giá trị bit watermark
được chèn. Vì vậy, tính tốn trải rộng được thực hiện bởi FFT, là một trong
những phương pháp miền biến đổi có thể duy trì hình mờ tốt hơn so với sử dụng
phương pháp khơng gian.
Do đó, mức độ vững chắc của kỹ thuật đã phát triển được xác định bởi
một số yếu tố như chất lượng của thuật tốn khóa bất đối xứng được sử dụng;

giới hạn khai thác sử dụng; các loại thuật toán miền tần số và một số thứ quan
trọng khác như lưu trữ độ dài dữ liệu và các kỹ thuật lập trình liên quan khác.

CHƯƠNG 4.

KẾT LUẬN

1. Kỹ thuật đánh dấu bản quyền mạnh mẽ dựa trên biến đổi miền với FFT đã
được thực hiện thành công để nhúng một điểm đánh dấu bản quyền vào
bản đồ vectơ.
2. Mức độ tàng hình và mức độ trung thực được thể hiện bằng kết quả thực
nghiệm của kỹ thuật này chứng minh rằng mức độ tương tự và mức độ
trung thực của bản đồ vectơ hình mờ được giữ nguyên. Thang biến dạng
được đại diện bởi giá trị RMSE gần bằng 0 và chênh lệch khoảng cách xa
nhất là 51 cm.
3. Khi thực hiện chèn trong miền tần số, bất kỳ thay đổi nào xảy ra trên tọa
độ bản đồ vectơ sẽ được lan truyền trên giá trị miền tần số khác nên sẽ
không ảnh hưởng đáng kể đến bản quyền được chèn. Nó sẽ làm cho bản


quyền được chèn trở nên nhiều hơn đáng tin cậy đối với bất kỳ thay đổi
nào. Mức độ mạnh mẽ của kỹ thuật đối với bất kỳ cuộc tấn công dịch,
xoay vịng và thay đổi quy mơ nào đạt tới 60% trong toàn bộ các kịch bản
đánh giá.
4. Việc sử dụng thuật tốn miền tần số FFT có thể duy trì mức độ chính xác
của bản đồ vectơ kết quả, với thang độ méo có thể chấp nhận được. Việc
sử dụng thuật tốn khóa mật mã khơng đối xứng RSA cung cấp dịch vụ
xác thực nguồn gốc dữ liệu nhưng nó sẽ làm giảm mức độ mạnh mẽ của
bản quyền được chèn đối với bất kỳ cuộc tấn cơng hình học nào đã xảy ra

TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] N Wang, C Men. Reversible fragile watermarking for locating tampered
blocks in 2D vector maps. Multimed. Tools Appl. 2013; 67(3): 709–739.
[2] S Tao, X Dehe, L Chengming, S Jianguo. Watermarking GIS Data for Digital
Map Copyright Protection. Proceedings of the 24th International Cartographic
Conferences (ICC). 2009: 1–9.
[3] L Zheng, F You. A Fragile Digital Watermark Used to Verify the Integrity of
Vector Map. 2009 International Conference on E-Business and Information
System Security. 2009: 1–4.
[4] J Kim. Robust Vector Digital Watermarking Using Angles and a Random Table.
AISS 4. 2010; 2(4): 79–90.
[5] J Cao, A Li, G Lv. Study on multiple watermarking scheme for GIS vector data.
18th International Conference on Geoinformatics. 2010; 2008: 1–6.
[6] Y Xu, Q Zhang, C Zhou. A Novel DWT-Based Watermarking for Image with The
SIFT. TELKOMNIKA Telecommun. Comput. Electron. Control. 2013; 11(1): 191–
198.
[7] HTU of F & E Gao, LTU of F & E Jia, MTU of F & E Liu. A Digital
Watermarking Algorithm for Color Image Based on DWT. TELKOMNIKA Indones.
J. Electr. Eng. 2013; 11(6): 3271–3278.
[8] C Ma, Y Zhu, M Chi, Yongyong. A Novel Selfadaptive Discrete Wavelet
Transform Digital Watermarking Algorithm. TELKOMNIKA Indones. J. Electr. Eng.
2013; 11(11): 6281–6289.
[9] J Li, Q Cao. DSDWA: A DCTbased Spatial Domain Digital Watermarking
Algorithm. TELKOMNIKA Indones. J. Electr. Eng. 2014; 12(1): 693–702.
[10] H Suryavanshi, A Mishra, S Kumar. Digital Image Watermarking in Wavelet
Domain. Int. J. Electr. Comput. Eng. 2013; 3(1): 1–6.


[11] Q Liu, QLDU Liu Yantai. An Adaptive Blind Watermarking Algorithm for Color
Image. TELKOMNIKA Indones. J. Electr. Eng. 2013; 11(1): 302–309.

[12] A Al-haj, A Mohammad, L Bata. DWT – Based Audio Watermarking. Int. Arab
J. Inf. Technol. 2011; 8(3): 326–333.
[13] PK Dhar, J Kim. Digital Watermarking Scheme Based on Fast Fourier
Transformation for Audio Copyright Protection. Int. J. Secur. Its Appl. 2011; 5(2):
33–48.
[14] IH Sarker, MI Khan, K Deb, MF Faruque. FFT-Based Audio Watermarking
Method with a Gray Image for Copyright Protection. Int. J. Adv. Sci. Technol. 2012;
47: 65–76.
[15] A Tefas, A Giannoula, N Nikolaidis, I Pitas. Enhanced Transform-Domain
Correlation-Based Audio Watermarking. Proceedings. (ICASSP ’05). IEEE
International Conference on Acoustics, Speech, and Signal Processing. 2005; 2(2):
1049–1052.
[16] VBK, I Sengupta, A Das. Audio Watermarking Based on Quantization in
Wavelet Domain. in Information Systems Security. R. Sekar and A. K. Pujari,
Eds. Springer Berlin Heidelberg. 2008: 235–
242.
[17] C Zhu, C Yang, Q Wang. A watermarking algorithm for vector geo-spatial
data based on integer wavelet transform. ISPRS Congr., vol. XXXVII Par, no.
Spatial Data Infrastructure. 2008: 15–18.
[18] B Liang, J Rong, C Wang. A Vector Maps Watermarking Algorithm Based
On DCT Domain. ISPRS Congr. 2010; XXXVIII(3).
[19] C Wang, L Zhang, B Liang, H Zheng, W Du, Y Peng. Watermarking Vector
Maps Based on Minimum Encasing Rectangle. Fourth International Conference
on Intelligent Computation Technology and
Automation. 2011; 2: 1243–1246.
[20] X Wang, DJ Huang, ZY Zhang. A DCT-Based Blind Watermarking
Algorithm for Vector Digital Maps. Adv. Mater. Res. 2011; 179–180: 1053–
1058.
[21] A Li, W Zhou, B Lin, Y Chen. Copyright Protection for GIS Vector Data
Production. Proceedings of SPIE. 2008; 7143: 71432X–71432X-9.

[22] A Li, B Lin, Y Chen, G Lü. Study on copyright authentication of GIS vector
data based on Zerowatermarking. Int. Arch. Photogramm. Remote Sens. Spat.
Inf. Sci. 2008; XXXVIII Pa: 1783–1786.


[23] L Cao, C Men, X Li. Iterative embedding-based reversible watermarking
for 2D-vector maps. IEEE International Conference on Image Processing. 2010:
3685–3688.