Giấu tin trong mô hình sinh thơ lục bát

GIẤU TIN TRONG MÔ HÌNH SINH THƠ LỤC BÁT
Nguyễn Vũ Linh, Nguyễn Xuân Hoài, Nguyễn Văn Xuất
Nhóm nghiên cứu NC (Natural Computation Group),
Khoa CNTT – Học viện Kỹ Thuật Quân Sự.
E-mail: , ,
Tóm tắt
Bài báo này trình bày một nghiên cứu của nhóm tác giả về các phương
pháp giấu tin bằng mô hình sinh ngôn ngữ và thể hiện cụ thể trong việc sinh một
dạng văn bản đặc biệt, dạng thơ lục bát cổ truyền. Kết quả nghiên cứu cho thấy
giấu tin trong mô hình sinh thơ lục bát là một kỹ thuật giấu tin hứa hẹn mang đặc
trưng ngôn ngữ và văn hoá Việt nam, đồng thời nghiên cứu cũng chỉ ra một số
cách tấn công và chống tấn công vào các file chứa thơ.
I. Đặt vấn đề
Giấu tin là để thông tin được truyền đi một cách bí mật, tránh việc ăn cắp
thông tin hay xuyên tạc nó. Người ta đã sử dụng nhiều kỹ thuật để giấu thông tin
cần truyền vào nhiều nơi như giấu vào file ảnh, file văn bản, file âm thanh …
Thông điệp mật thường được chèn vào file chứa, ghi đè lên một phần file chứa
(thay thế) hoặc file chứa được sinh ra có chứa thông điệp. Ta gọi là các phương
pháp chèn, thay thế và sinh. Trên thực tế người ta chủ yếu dùng phương pháp
chèn và thay thế, phương pháp sinh cũng đã được nghiên cứu trong [1] nhưng rất
hạn chế và khó áp dụng vào thực tế . Dùng phương pháp chèn thì sẽ làm tăng
kích thước file chứa, phương pháp thay thế thì sẽ làm giảm chất lượng file chứa,
đây là những điều không thể tránh khỏi. Với phương pháp sinh, vì file chứa là
được sinh ra mới hoàn toàn nên không sợ có sự thay đổi về kích thước hay chất
lượng file nhưng nội dung file chứa thường khó giống thật ( ví dụ như sinh file
ảnh thì ảnh đó phải là ảnh gì đó hoặc file văn bản thì nội dung không được ngô
nghê quá). Và điều này có thể hạn chế được.
Vậy ta chọn mô hình sinh để giấu tin, nhưng vấn đề đặt ra là sinh cái gì?
Thực tế xảy ra chiến tranh, khi điều kiện truyền đa phương tiện số không
thực hiện được, thông tin chỉ có thể truyền qua sóng radio hay những tài liệu viết
tay như các bài phát thanh, bình luận, báo in, thư tay. Giấu tin vào những đoạn

văn bản đó là một ý tưởng rất hay. Như vậy ta sẽ chọn mô hình sinh ngôn ngữ để
nghiên cứu, cụ thể là mô hình sinh thơ lục bát, một thể thơ cổ truyền đặc sắc và
rất Việt Nam.
II. Giấu tin
1. Định nghĩa
Giấu tin là thao tác nhúng thông tin vào trong các dạng dữ liệu số hóa như
tập tin ảnh, tập tin âm thanh, tập tin văn bản … Thao tác này được tiến hành theo
nhiều cách khác nhau tùy theo từng phương pháp và mục đích. Nhìn chung bài
toán giấu tin gồm hai quá trình :
- Nhúng tin ( hay còn gọi là mã hóa ).
- Trích rút tin ( giải mã ).
Ví dụ :
- Trên ảnh :
Mã hóa thông điệp và nhúng các bít của thông điệp vào trong ảnh
Bức ảnh dưới đã được nhúng thông tin.
- Trên văn bản :
Giả sử đối tượng chứa là đoạn văn bản có nội dung sau
“Apparently neutral’s protect is thoroughly discounted and ignored.
Isman hard hit. Blockade issue affects for pretext embargo on by-products,
ejecting suets and vegetable oils”
Và thông điệp cần chuyển tải là : “Pershing sails for YN June 1”
Đoạn văn bản trên chính là đoạn thông điệp mật mà gián điệp Đức đã sử
dụng trong chiến tranh thế giới lần II.
2. Đối tượng của bài toán giấu tin
Trong bài toán giấu tin có 4 đối tượng chính là:
- Thông tin mật : Là thông tin nhúng vào đối tượng chứa và là thông tin
cần được bảo vệ. Tùy theo từng phương pháp cụ thể thông tin này được bảo vệ
với các mức độ khác nhau.
- Đối tượng chứa : Là đối tượng dùng để chứa thông điệp mật. Đối tượng
này còn được gọi là Cover - <Data Type>, tùy thuộc vào loại dữ liệu mà nó

mang tên khác nhau : Cover – Image, Cover – Audio, Cover – Text …
- Đối tượng đã nhúng: Là đối tượng chứa sau khi nhúng thông tin mật, còn
được gọi là Stego - <Data Type>, với Data Type tương ứng với kiểu dữ liệu của
đối tượng chứa. Ví dụ nếu đối tượng chứa là ảnh thì đối tượng đã nhúng là Stego
– Image. Một số tài liệu đã gọi đối tượng đã nhúng là đối tượng đã đánh dấu.
- Khóa mật: Là khóa tham gia vào quá trình nhúng, tùy theo từng thuật
toán mà khóa này có tham gia hay không. Đối tượng này còn có tên Stego – Key.
3. Yêu cầu trong một bài toán giấu tin
- Tính bền vững : Thể hiện khả năng ít bị thay đổi trước những tấn công từ
bên ngoài như thay đổi định dạng, nội dung. Hiện nay chưa có phương pháp nào
đảm bảo biện pháp này một cách tuyệt đối. Với từng ứng dụng cụ thể thì yêu cầu
này cũng thể hiện khác nhau.
- Khả năng không bị phát hiện: thể hiện ở việc khó xác định được đối
tượng có chứa thông tin mật hay không. Hầu hết các phương pháp giấu tin dựa
trên đặc điểm của hai hệ tri giác người: thị giác và thính giác. Khả năng này còn
gọi là khả năng giả dạng.
- Khả năng lưu trữ: Khả năng này thể hiện ở lượng thông tin của thông
điệp mật có thể nhúng trong đối tượng chứa. Do tính bảo mật nên khả năng lưu
trữ luôn bị hạn chế. Do đó trong trường hợp muốn ẩn một thông tin có kích
thước tương đối lớn ta thường chia nhỏ ra nhiều thành phần và thực hiện nhúng
từng phần.
4. Steganography
Steganography là một trong hai kỹ thuật ( Steganography và
Watermarking ) của lĩnh vực giấu tin. Kỹ thuật sử dụng trong bài báo này là
Steganogaphy. Ta có thể hiểu kỹ thuật này như sau:
Giấu thông tin (Steganography) là một kỹ thuật nhúng thông tin (embeding)
vào trong một nguồn đa phương tiện gọi là phương tiện chứa (host data) mà
không gây ra sự nhận biết về sự tồn tại của thông tin giấu (invisible).
Sự khác biệt chủ yếu giữa mã hóa thông tin và giấu thông tin là phương
pháp mã hóa làm cho các thông tin hiện rõ là nó có được mã hóa hay không còn

đối với phương pháp giấu tin thì người ta sẽ khó mà biết được là có thông tin
giấu bên trong do tính chất ẩn của thông tin được giấu.
Còn với Watermarking thì Steganography quan tâm đến ứng dụng che
giấu các bản tin đòi hỏi có độ bí mật và dung lượng càng lớn càng tốt (thường là
truyền thông tin). Thông tin được giấu sao cho người khác không biết được là có
Lưu trữ
Bảo mật Bản quyền
Khả năng Lưu trữ
Khả năng không
bị phát hiện
Tính bền vững
thông tin giấu trong đối tượng chứa. Còn Watermarking quan tâm nhiều đến giấu
những mẩu tin ngắn nhưng đòi hỏi độ bền vững cao (thường là chữ ký số). Bảo
mật cho chính đối tượng chứa (host data).
5. Phân loại
Nếu xem xét các phương pháp giấu tin qua việc xem thông điệp được ẩn
như thế nào và nơi thông điệp sẽ được ẩn người ta chia Steganography thành 3
loại: Giấu tin bằng phương pháp chèn, giấu tin bằng phương pháp thay thế, giấu
tin bằng phương pháp sinh.
a. Giấu tin dựa vào phương pháp chèn
Kỹ thuật chèn này có sự khác biệt là ở chỗ nó tìm một vị trí trong file mà
ứng dụng bỏ qua khi đọc file. Về cơ bản, bạn chèn dữ liệu vào một file, việc này
làm tăng kích thước của file lên nhưng không làm ảnh hưởng đến sự thể hiện (tái
hiện, nghe nhìn) của dữ liệu.
Ví dụ với một vài file có gọi cờ EOF. Cờ này báo hiệu cho ứng dụng rằng
đang đọc file đến tận cuối file và vì thế có thể dừng việc xử lý file. Bạn có thể ẩn
dữ liệu vào sau vạch EOF và ứng dụng sẽ bỏ qua nó mặc dù dữ liệu ẩn vẫn có ở
trong file.
Thuộc tính chính của kỹ thuật này là ta chỉ thêm dữ liệu vào file, không
sửa hay thay đổi một chút nào nội dung đang có của file.

Cái tốt hơn ở đây là với sự chèn vào ta có thể ẩn về mặt lý thuyết khá
nhiều thông tin bạn muốn mà không làm giảm chất lượng file chứa.
Và tệ ở chỗ là một vài điểm trong file sẽ lớn hơn bình thường.
b. Giấu tin dựa vào phương pháp thay thế
Chính là chèn dữ liệu trên file, thường là ghi đè. Phương pháp này đơn
giản nhưng nên cẩn thận. Thủ thuật là tìm thông tin không quan trọng trong file,
thông tin có thể ghi đè lên mà không gây tác động gì đến file, hoặc không ảnh
hưởng gì nhiều.
Ví dụ trong file Word thì một vài dữ liệu giữa dấu Begin-text và End-text
có ảnh hưởng nhỏ tới văn bản và có thể ghi đè lên. Khác với cách chèn thì ghi đè
làm cho kích thước file không thay đổi.
Nhưng hạn chế là ở chỗ lượng dữ liệu ẩn phụ thuộc vào file chứa vì số
lượng dữ liệu không quan trọng trong file là hạn chế.
c. Giấu tin bằng phương pháp sinh
Cả hai kỹ thuật trên đều đòi hỏi phải có cách ẩn và file chứa. Với kỹ thuật
sinh việc giấu tin được dùng để tạo file chứa.
Một ví dụ khá phổ biến của kỹ thuật giấu tin này là khi ta dùng file chứa
để tạo một ảnh Fractal. Một ảnh Fractal có thuộc tính giới hạn toán học, nhưng
về cơ bản nó là tập hợp của những mẫu và đường trong những màu khác nhau.
Ta có thể dùng thông điệp ẩn của bạn để xác định góc, độ dài và mầu của mỗi
đường.
Trong các mô hình sinh, thông tin được chứa trong chính mô hình sinh file
chứa (mô hình này thường được giữ kín), do đó việc phát hiện, hay tác động lên
tin mật trên đường truyền sẽ khó khăn hơn (do thông tin mật không chứa đựng
trong file chứa truyền đi).
III. Giấu tin bằng mô hình sinh thơ lục bát
1. Giấu tin bằng mô hình sinh