Bài tập lớn an ninh mạng steganography

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
VIỆN CÔNG NGHỆ THÔNG TIN VÀ TRUYỀN THÔNG












BÀI TẬP LỚN
AN NINH MẠNG






Đề tài:
STEGANOGRAPHY

Nhóm sinh viên thực hiện:
Nguyễn Khánh Hưng 20081279
Nguyễn Lê Hoài Nam 20081819
Lê Đình Cường 20080370
Giáo viên hướng dẫn: Lê Đức Anh


HÀ NỘI 11-2011
Sinh viên thực hiện: Nguyễn Khánh Hưng 20081279 Khóa : 53 Lớp: TTM-K53
Nguyễn Lê Hoài Nam 20081819 Khóa: 53 Lớp: TTM-K53
Lê Đình Cường 20080370 Khóa: 53 Lớp: TTM-K53

2

MỤC LỤC

Lời nói đầu 4
I. TỔNG QUAN VỀ STEGANOGRAPHY 5
1. Steganography là gì ? 5
2. Phân biệt Steganography và Cryptography 5
3. Dữ liệu được ẩn ở đâu ? 6
4. Ưu và nhược điểm của Steganography 7
II. CÁC PHƯƠNG PHÁP CƠ BẢN TRONG STEGANOGRAPHY 8
1. Các phương pháp cơ bản 8
a. LSB – (Least Significant Bit) 8
b. Injection (phép nội xạ) 8
2. Steganography trong “hình ảnh” 9
a. LSB – (Least Significant Bit) 9
b. Masking and Filtering 9
c. Algorithms and Transformations 9

3. Steganography trong Audio 9
a. LSB 9
b. Mã hóa Parity (Parity Coding) 10
c.

Mã hóa Phase (Phase Coding)
10
d. Kỹ thuật trải phổ 10
e.

Kỹ thuật giấu dựa vào tiếng vang (Echo)
11
f.

Kỹ thuật mã hóa Echo
11
4.

Steganography trong Video
12
5. Steganography trong Document 12
Sinh viên thực hiện: Nguyễn Khánh Hưng 20081279 Khóa : 53 Lớp: TTM-K53
Nguyễn Lê Hoài Nam 20081819 Khóa: 53 Lớp: TTM-K53
Lê Đình Cường 20080370 Khóa: 53 Lớp: TTM-K53

3
III. STEGANALYSIS 12
a. Xem tập tin 12
b. Nghe tập tin 13
2. Phân loại 13

IV. ỨNG DỤNG CỦA STEGANOGRAPHY
13
1. Lĩnh vực anh ninh mạng và che dấu thông tin
13
2. Watemarking (làm hình mờ) 14
a. Giới thiệu 14
b. Các trình ứng dụng của Watermarking 15
VI. KẾT LUẬN 23
TÀI LIỆU THAM KHẢO 24
PHIẾU GIAO NHIỆM VỤ BÀI TẬP LỚN 25



Sinh viên thực hiện: Nguyễn Khánh Hưng 20081279 Khóa : 53 Lớp: TTM-K53
Nguyễn Lê Hoài Nam 20081819 Khóa: 53 Lớp: TTM-K53
Lê Đình Cường 20080370 Khóa: 53 Lớp: TTM-K53

4
Lời nói đầu


Sự phát triển mạnh mẽ của Internet cùng với cuộc cách mạng thông tin số đã
đem lại những bước tiến vượt bậc trong xã hội, vai trò của nó cũng đã vượt ra
khỏi phạm vi kinh tế và dần đi vào cuộc sống như một nhu cầu thiết yếu. Truyền
thông bang tần rộng cùng với các định dạng dữ liệu số phong phú hiện nay đã
mở ra nhiều cơ hội và không ít thách thức. Các thiết bị số ngày càng hiện đại và
giá thành ngày càng rẻ, điều này cho phép người dung có thể dễ dàng tạo và
chỉnh sửa hay trao đổi dữ liệu đa truyền thông. Bên cạnh những tác dụng tích
cực, ta cũng không thể phủ nhận những vấn đề nan giải nảy sinh trong thực tế:
giả mạo, ăn cắp tác phẩm, sử dụng các tác phẩm không bản quyền,… Chính vì

vậy mà nhóm tôi đã chọn đề tài “STEGANOGRAPHY” để nghiên cứu và tìm
hiểu tầm quan trọng của nó trong tương lai. Trong quá trình thực hiện đề tài
không tránh khỏi những sai sót mong thầy góp ý bổ sung.



Xin chân thành cảm ơn !

Nguyễn Khánh Hưng
Nguyễn Lê Hoài Nam
Lê Đình Cường




Sinh viên thực hiện: Nguyễn Khánh Hưng 20081279 Khóa : 53 Lớp: TTM-K53
Nguyễn Lê Hoài Nam 20081819 Khóa: 53 Lớp: TTM-K53
Lê Đình Cường 20080370 Khóa: 53 Lớp: TTM-K53

5

I. TỔNG QUAN VỀ STEGANOGRAPHY
1. Steganography là gì ?
Steganography(ẩn thông tin) : là kỹ thuật ẩn thông tin liên lạc, là quá trình
giấu thông tin cá nhân hay thông tin nhạy cảm vào một thứ gì mà không để lộ
chúng theo dạng thông thường. Steganography có nguồn gốc từ Hy Lạp.
Steganos (có nghĩa là phủ hoặc bí mật) và graphy(bằng văn bản hoặc bản vẽ).
Các ghi chép đầu tiên về Steganography đã được một nhà sử học Hy Lạp là
Herodotus ghi chép lại. Một trong những câu chuyện kể nổi tiếng khi nói tới lĩnh
vực này là câu chuyện về tên bạo chúa Histiaeus. Trong suốt thế kỷ thứ 5 trước

công nguyên (486-425 B.C), tên này bị giam cầm tại nhà tù Susa. Trong thời
gian này ông ta đã cố gắng liên lạc với con rể của mình là Aristagoras. Để thực
hiện được âm mưu này, Histaeus đã cạo đầu một tên nô lệ và xăm lên đó thông
điệp cần chuyển và khi tóc mọc lại thì anh này được đưa tới Aristagoras. Phương
pháp này vẫn được các điệp viên Đức sử dụng vào đầu thế kỷ 20.
Kỹ thuật che dấu văn bản giữa các dòng của một tài liệu bằng mực vô hình
được tạo ra từ nước trái cây hoặc sữa, mà chỉ hiển thị khi đun nóng, đã được sử
dụng từ thời La Mã cổ đại. Năm 1499, xuất bản Trithemius Steganographia, một
trong những cuốn sách đầu tiên về che giấu thông tin. Trong thế chiến II của Đức
sử dụng microdots để ẩn lớn Số tiền của dữ liệu trên các tài liệu in, giả mạo như
là dấu chấm của dấu chấm câu. Ngày nay che giấu thông tin là một phần của
Internet. Được sử dụng để truyền dữ liệu cũng như về việc che giấu các thông tin
trong các hình ảnh và âm nhạc (được gọi là kỹ thuật số watermarking).

2. Phân biệt Steganography và Cryptography
Cryptography (hay Crypto) – mật mã học : là ngành học nghiên cứu về những
cách chuyển đổi thông tin từ dạng “có thể hiểu được” thành dạng “không thể
hiểu được” và ngược lại. Cryptography giúp đảm bảo : tính bí mật, toàn vẹn, xác
thực và tính không chối bỏ cho thông tin.
Sinh viên thực hiện: Nguyễn Khánh Hưng 20081279 Khóa : 53 Lớp: TTM-K53
Nguyễn Lê Hoài Nam 20081819 Khóa: 53 Lớp: TTM-K53
Lê Đình Cường 20080370 Khóa: 53 Lớp: TTM-K53

6
Ta cần phân biệt Cryptography và Steganography vì rất dễ nhầm lẫn giữa hai
khái niệm này. Điểm khác nhau căn bản nhất giữa hai khái niệm này là :
Cryptography là việc giấu nội dung của thông tin, trong khi Steganography là
việc giấu sự tồn tại của thông tin đó. Ta có thể kết hợp hai phương pháp này,
bằng cách mã hóa một tin nhắn sau đó giấu nó trong một tập tin để truyền.

3. Dữ liệu được ẩn ở đâu ?
Không giống như một tệp tin bạn tạo ra mà bạn đang có khả năng thông báo
thư bí ẩn ở đây và nó có thể làm thay đổi các tệp tin đồ họa hoặc âm thanh mà
không làm mất khả năng tổng thể cho người xem. Với âm thanh, người ta có thể
sử dụng những bit của tập tin mà tai người không nghe được. Với tập tin đồ họa,
người ta có thể loại bỏ các bit dư thừa của màu sắc từ hình ảnh mà vẫn tạo ra
một hình ảnh trông không thay đổi đối với mắt người, và rất khó có thể phân biệt
với bản gốc.
Steganography giấu dữ liệu của mình trong những mẩu nhỏ. Một chương trình
Steganography sử dụng thuật toán để nhúng dữ liệu trong một hình ảnh hoặc file
âm thanh. Chương trình cho phép sử dụng mật khẩu để lấy lại thông tin. Một số
chương trình bao gồm mật mã và che dấu thông tin các công cụ để bảo mật
thông tin ẩn tránh bị phát hiện.
Chất lượng hình ảnh hoặc âm thanh, dữ liệu dự phòng nhiều hơn sẽ có đó là
tại sao tệp tin âm thanh 16-bit và 24-bit, hình ảnh là những điểm ẩn phổ biến.
Nếu một người không có ảnh gốc hoặc tệp tin âm thanh gốc để so sánh thì họ sẽ
khó thể phát hiện có dữ liệu ẩn giấu trong đó.
Để nhấn mạnh sức mạnh của che giấu thông tin, kiểm tra hai hình ảnh được
hiển thị trong hình 1.1 và 1.2. Nhìn vào hai hình ảnh, ta không thấy có sự khác
biệt.



Sinh viên thực hiện: Nguyễn Khánh Hưng 20081279 Khóa : 53 Lớp: TTM-K53
Nguyễn Lê Hoài Nam 20081819 Khóa: 53 Lớp: TTM-K53
Lê Đình Cường 20080370 Khóa: 53 Lớp: TTM-K53

7

H.1.1- Không có thông tin được che giấu








H.1.2- Có thông tin được che giấu

4. Ưu và nhược điểm của Steganography
Steganography giúp ta có thể che dấu thông tin quan trọng, nhạy cảm mà
không muốn công khai. Stego là một công cụ rất mạnh mẽ nếu nó cho phép hai
người được trao đổi với nhau bằng một đường dẫn truyền thông.
Sinh viên thực hiện: Nguyễn Khánh Hưng 20081279 Khóa : 53 Lớp: TTM-K53
Nguyễn Lê Hoài Nam 20081819 Khóa: 53 Lớp: TTM-K53
Lê Đình Cường 20080370 Khóa: 53 Lớp: TTM-K53

8
Để có một mức độ bảo mật cao, bạn phải triển khai nhiều cấp độ bảo mật.

Tuy nhiên, không có mức bảo mật hay công nghệ nào là an toàn tuyệt đối. Stego
cũng không nằm ngoại lệ, nó mang lại nhiều lợi ích, nhưng nó không phải là
hoàn hảo. Khía cạnh tiêu cực đầu tiên của Stego là ngay cả khi tin nhắn được ẩn,
nếu ai đó biết được sự tồn tại của nó, họ vẫn có thể đọc được. Điều này có thể
giải quyết bằng cách mã hóa trước khi ẩn dấu thông tin. Một vấn đề khác của
Stego là nếu người nào đó nghĩ rằng bạn đang sử dụng Stego, họ có thể xóa bỏ
thông điệp ẩn. Trong hầu hết các trường hợp, khi ẩn dữ liệu trong hình ảnh, ta sẽ
chèn tin nhắn vào các bit ít quan trọng nhất. Và tin nhắn có thể bị xóa bỏ bằng
cách chuyển đổi hình ảnh sang định dạng khác hay chuyển nó trở lại định dạng
ban đầu.

II. CÁC PHƯƠNG PHÁP CƠ BẢN TRONG STEGANOGRAPHY
1. Các phương pháp cơ bản
Có rất nhiều phương pháp được sử dụng để ẩn thông tin dưới dạng tập tin
hình ảnh, âm thanh và video. Hai phương pháp phổ biến nhất là LSB (byte giá trị
thấp nhất) và Injection (phép nội xạ).
a. LSB – (Least Significant Bit)
Khi các tập tin được tạo ra, thường có một số byte trong tập tin không thực sự
cần thiết, hoặc không quan trọng lắm. Những phần này của tập tin có thể được
thay thế bằng thông tin ẩn mà không làm thay đổi tập tin nhiều hoặc làm hư hại
nó. Điều này cho phép một người giấu thông tin vào tập tin và đảm bảo rằng
không ai có thể phát hiện ra sự thay đổi trong tập tin. Phương pháp LSB này làm
hoạt động tốt nhất trong các tập tin tranh ảnh (Picture) có độ phân giải cao, sử
dụng nhiều màu sắc khác nhau, và với tập tin âm thanh (Audio) có nhiều âm
thanh khác nhau và tỷ lệ bit cao. Phương pháp LSB thường không làm tăng kích
thước tập tin, nhưng tuỳ thuộc vào kích thước của các thông tin được ẩn bên
trong tập tin, tập tin có thể bị biến dạng đáng kể.
b. Injection (phép nội xạ)
Injection là một phương pháp khá đơn giản, nó chỉ là việc tiêm trực tiếp thông
tin bí mật vào tập tin chứa. Vấn đề chính của phương pháp này là nó có thể làm

tăng đáng kể kích thước của file chứa đó.
Sinh viên thực hiện: Nguyễn Khánh Hưng 20081279 Khóa : 53 Lớp: TTM-K53
Nguyễn Lê Hoài Nam 20081819 Khóa: 53 Lớp: TTM-K53
Lê Đình Cường 20080370 Khóa: 53 Lớp: TTM-K53

9
Sau đây ta sẽ tìm hiểu cụ thể các phương pháp được sử dụng để ẩn thông tin
trong các file hình ảnh, âm thanh, video và document.
2. Steganography trong “hình ảnh”
a. LSB – (Least Significant Bit)
Phương pháp này thường được sử dụng khi ẩn thông tin trong files ảnh.
Thông tin cần được che dấu sẽ được thay thế bằng mỗi bit có trọng số thấp nhất
(Least Significant Bit) của mỗi pixel trong bức ảnh. LSB hoạt động tốt nhất
trong file ảnh có độ phân giải cao như ảnh 24 Bit. Lý do vì đây là loại ảnh lớn
nhất và thường có chất lượng tốt nhất. Khi ảnh ở độ phân giải cao và chất lượng
tốt, nó dễ dàng che giấu thông tin bên trong. Ví dụ :
Mẫu 8 bit ban đầu : 0 1 0 1 1 1 1 0
Sau khi giấu bit 1: 0 1 0 1 1 1 1 1
b. Masking and Filtering
Bằng cách lọc độ chói của những vùng riêng biệt trên bức ảnh để che dấu dữ
liệu. Thay đổi này không gây ra khác biệt rõ ràng nào trên bức ảnh. Với phương
pháp này sử dụng định dạng ảnh là JEPG là tốt nhất.
c. Algorithms and Transformations
Đây là một cách che dấu sử dụng và được cải biến từ cách biến đổi cosin
riêng. Định dạng JPEG được sử dụng, đầu tiên biến đổi mỗi khối pixel tới
Discrete Cosine Transformations (DCT). Thay các bit có trọng số thấp nhất của
mỗi hệ số DCT, thay thế LSB với mỗi bit của thông điệp cần ẩn liệu.

3. Steganography trong Audio
Các kỹ thuật giấu tin trong audio dựa vào hệ thống thính giác của con người.

Việc giấu tin trong audio thường là khó hơn trong các dữ liệu media khác do hệ
thống thính giác của con người khá nhạy với các nhiễu. Các phương pháp sau
đây có thể được sử dụng thể thực hiện giấu tin trong audio.
a. LSB
Tương tự như việc sử dụng phương pháp LSB trong hình ảnh.Ta sẽ thay thế
các bit ít quan trọng nhất (thường là bit cuối) của mỗi mẩu dữ liệu bằng bit tin
Sinh viên thực hiện: Nguyễn Khánh Hưng 20081279 Khóa : 53 Lớp: TTM-K53
Nguyễn Lê Hoài Nam 20081819 Khóa: 53 Lớp: TTM-K53
Lê Đình Cường 20080370 Khóa: 53 Lớp: TTM-K53

10
giấu. Ưu điểm của phương pháp này là dễ cài đặt và cho phép giấu nhiều dữ liệu.
Có thể tăng thêm dữ liệu giấu bằng cách dùng hai bit LSB. Tuy nhiên cách làm
này cũng làm tăng nhiễu trên đối tượng chứa dẫn đến đối phương dễ phát hiện và
thực hiện tấn công. Vì vậy dữ liệu chứa cần phải được chọn trước khi giấu sử
dụng phương pháp LSB. Để tăng độ cho kỹ thuật này, ta sử dụng bộ sinh số
nguyên ngẫu nhiên để sinh ra các vị trí các mẫu được chọn giấu chứ không phải
các mẫu liên tục. Bộ sinh số này sử dụng một khóa bí mật key như là phần tử
khởi tạo của bộ sinh số. Khóa key này được sử dụng trong cả quá trình giấu
tin và giải tin. Lưu ý là bộ sinh số không tạo ra các giá trị trùng nhau để tránh
trường hợp một vị trí được giấu hai lần.
b. Mã hóa Parity (Parity Coding)
Thay vì chia dữ liệu thành các mẫu riêng
lẻ,
phương pháp mã hóa chẵn lẻ
chia dữ liệu
thành
các nhóm mẫu và giấu từng bit thông tin
vào
trong các

nhóm mẫu này. Nếu parity bít
của
nhóm mẫu này không trùng với bit
thông
tin
giấu thì ta tiến hành điều chỉnh một bít nào
đó
trong nhóm mẫu này.
Phương pháp này cho
ta
nhiều sự lựa chọn hơn khi thay đổi 1 bít và
có
vẻ
“kín đáo” hơn so với phương pháp
điều
chỉnh
LSB.

Cả hai phương pháp LSB và Parity đều
có
những hạn chế. Do tai người
khá nhạy
nên
những thay đổi trên dữ liệu chứa sẽ sinh
nhiễu
và người nghe
rất dễ nhận ra. Một điểm nữa
là
hai phương pháp này không bền vững và
thông

tin sẽ bị mất sau khi thực hiện việc lấy mẫu
lại.
Một trong những cách
khắc phục là thực
hiện
việc giấu nhiều lần. Tuy nhiên cách này cũng
có
hạn
chế là nó làm tăng thời gian xử
lý.
c.

Mã hóa Phase (Phase Coding)

Phương pháp mã hóa pha giải quyết
được
các hạn chế do sinh ra nhiễu
của hai
phương
pháp giấu dữ liệu trên. Phương pháp mã
hóa
pha dựa vào
tính chất là các thành phần của
pha
không gây ảnh hưởng đến hệ thống thính
giác
của con người như nhiễu. Việc giấu tin
được
thực hiện bằng cách điều
chỉnh pha trong

phổ
pha của dữ liệu số.
d. Kỹ thuật trải phổ
Thông thường các file audio được
truyền
qua các kênh truyền thông,
các kênh
truyền
thông này sẽ tập trung dữ liệu audio trong
vùng
hẹp của phổ
tần số để duy trì năng lượng và
tiết
kiệm băng thông. Các kỹ thuật trải phổ cố
Sinh viên thực hiện: Nguyễn Khánh Hưng 20081279 Khóa : 53 Lớp: TTM-K53
Nguyễn Lê Hoài Nam 20081819 Khóa: 53 Lớp: TTM-K53
Lê Đình Cường 20080370 Khóa: 53 Lớp: TTM-K53

11
gắng
trải thông tin mật vào trong phổ tần số của
dữ
liệu audio càng nhiều
càng tốt. Nó cũng
tương
tự như kỹ thuật LSB là trải ngẫu nhiên thông
tin
giấu
trên toàn bộ file audio. Ưu điểm
của

phương pháp trải phổ là nó bền vững
trước
một
số tấn công. Tuy nhiên nó cũng có hạn chế
là
sinh nhiễu và dễ nhận
ra. Hai phương pháp
trải
phổ sử dụng trong giấu tin audio là
DSSS
(Direct
Sequency Spread Spectrum) và
FHSS
(Frenquency Hopped Spread
Spectrum).
e.

Kỹ thuật giấu dựa vào tiếng vang (Echo)

Kỹ thuật giấu dựa vào tiếng vang thực
hiện
giấu tin bằng cách thêm vào
tiếng vang
trong
tín hiệu gốc. Dữ liệu nhúng được giấu
bằng
cách thay
đổi 3 tham số của tiếng vang :
Biên
độ ban đầu, tỉ lệ phân rã và độ trễ. Khi

thời
gian
giữa tín hiệu gốc và tiếng vang giảm xuống, hai tín hiệu có thể trộn
lẫn và người nghe khó
có
thể phân biệt giữa hai tín hiệu. Số lượng
tin
giấu có liên quan ñến thời gian trễ của
tiếng
vang và biên độ của
nó.


H1. Kỹ thuật giấu điều chỉnh Echo
f.

Kỹ thuật mã hóa Echo

Bằng cách dùng thời gian trễ khác
nhau
giữa tín hiệu gốc và tiếng
vang để thể
hiện
tương ứng giá trị nhị phân 1 hoặc 0, theo
cách
đó dữ liệu
được giấu vào file audio. Đ
ể giấu
nhiều hơn một bit, tín hiệu gốc được chia
thành

các đoạn ngắn hơn và mỗi đoạn sau đó có
thể
được tạo tiếng vang để
giấu số bit mong
muốn.
Dữ liệu chứa cuối cùng bao gồm các
đoạn
được
mã độc lập nối lại theo thứ tự chia
ban
đầu. Kỹ thuật giấu tin dựa vào tiếng
vang
rất
hiệu quả trong các file audio chất lượng
cao.
Các file âm thanh chưa
làm giảm chất lượng
và
không có quá nhiều đoạn yên lặng thường
dùng
kỹ
thuật này để giấu
tin.
Một cách tiếp cận khác là tiến hành mã
hóa
chuỗi bit theo
một cách nào đó giúp ta phát
hiện
ra lỗi. Thay vì giấu trực tiếp L bit vào đối
Sinh viên thực hiện: Nguyễn Khánh Hưng 20081279 Khóa : 53 Lớp: TTM-K53

Nguyễn Lê Hoài Nam 20081819 Khóa: 53 Lớp: TTM-K53
Lê Đình Cường 20080370 Khóa: 53 Lớp: TTM-K53

12
tượng
chứa, ta biến đổi chuỗi bit bằng cách bổ
sung
một số bit vào S nhằm
mục đích kiểm tra
lỗi.
4.

Steganography trong Video
Khi mà thông tin được chứa trong chương trình video hoặc người, che giấu
thông tin sẽ thường sử dụng DCT ( Discrete Cosine Transform) - phương pháp
biến đổi hàm cosin rời rạc. DCT hoạt động bằng cách thay đổi một chút đối với
mỗi ảnh trong video, do vậy nó không gây chú ý đối với mắt người. Cụ thể hơn,
DCT thay đổi giá trị của những phần nhất định của tấm ảnh, nó thường thay đổi
chúng. Khi chỉ 1 phần nhỏ thông tin bị che giấu trong video, nói chung không
gây chú ý chút nào. Tuy nhiên, nhiều thông tin hơn bị che giấu có thể gây sự
chú ý.
5. Steganography trong Document
Có thể sử dụng phương pháp Steganography trong tài liệu bằng cách đơn giản
là thêm khoảng trắng và tab cho đến cuối dòng tài liệu. Loại steganography này
là vô cùng hiệu quả bởi vì việc sử dụng khoảng trắng và tab sẽ không thể bị mắt
thường phát hiện, ít nhất là đối với tất cả các trình biên tập văn bản/tài liệu.


III. STEGANALYSIS
1. Các phương pháp

Steganalysis là kỹ thuật dùng để phát hiện Steganography. Có nhiều phương
pháp để kiểm tra sự tồn tại của thông tin được ẩn trong các tập tin, như các
phương pháp dưới đây.
a. Xem tập tin
Xem tập tin và so sánh nó với một bản sao khác được tìm thấy trên Internet
(File tranh ảnh). Thường có nhiều bản sao của hình ảnh trên Internet, vì vậy bạn
có thể dễ dàng tìm kiếm nhiều bản sao và thử so sánh các tập tin đáng nghi
với chúng.
Ví dụ, nếu bạn tải về một tập tin JPEG, tập tin nghi ngờ của bạn cũng là JPEG
và hai tập tin trông giống nhau hoàn hoàn ngoại trừ một tập tin lớn hơn tập tin
Sinh viên thực hiện: Nguyễn Khánh Hưng 20081279 Khóa : 53 Lớp: TTM-K53
Nguyễn Lê Hoài Nam 20081819 Khóa: 53 Lớp: TTM-K53
Lê Đình Cường 20080370 Khóa: 53 Lớp: TTM-K53

13
kia. Điều đó rất có thể là trường hợp tập tin nghi ngờ của bạn có chứa thông tin
được giấu bên trong.
b. Nghe tập tin
Điều này tương tự phương pháp được sử dụng để cố gắng phát hiện
steganography trong các tập tin tranh ảnh ở trên. Nếu bạn đang cố gắng phát hiện
thông tin ẩn bên trong một tập tin âm thanh MP3, bạn sẽ cần phải tìm một tập tin
âm thanh so sánh với nó và cả hai phải sử dụng cùng dạng nén (MP3) . Phương
pháp này cũng được áp dụng như tìm kiếm thông tin ẩn bên trong các tập tin
tranh ảnh

2. Phân loại
Steganalysis có hai loại là : Steganalysis có mục tiêu, Steganalysis mò
Steganalysis có mục tiêu có liên quan đến thuật toán steganographic đang được
sử dụng. Phương pháp này cung cấp một manh mối có hiệu quả lớn trong việc
chọn ra đại diện đặc trưng.

Steganalysis mò : vấn đề ở đây khó khăn hơn nhiều bởi thực tế thuật toán
steganographic được sử dụng là chưa xác định.
Hiện nay có rất nhiều loại thuật toán steganalysis mò và có mục tiêu như :


Nhúng LSB và Histogram Attack



Phân tích cặp mẫu



Steganalysis mò hình ảnh JPEG sử dụng phương pháp căn chỉnh.


IV. ỨNG DỤNG CỦA STEGANOGRAPHY
1.
Lĩnh vực anh ninh mạng và che dấu thông tin


Steganography đã và đang được áp dụng rộng rãi trong việc bảo mật thông
tin. Ngay từ thời Hy Lạp hay La Mã cổ đại, nó đã được sử dụng để ẩn dấu các
thông tin quan trọng.
Sinh viên thực hiện: Nguyễn Khánh Hưng 20081279 Khóa : 53 Lớp: TTM-K53
Nguyễn Lê Hoài Nam 20081819 Khóa: 53 Lớp: TTM-K53
Lê Đình Cường 20080370 Khóa: 53 Lớp: TTM-K53

14
Ngày nay,Stego được ứng dụng trong rất nhiều ngành khoa học và đời

sống. Nó có vai trò rất quan trọng trong lĩnh vực an ninh mạng. Việc
bảo mật
thông tin luôn là vấn đề quan trọng hàng đầu trong các lĩnh vực tình báo, quân
sự, ngoại giao, và đây cũng là một vấn đề đã được nghiên cứu hàng nghìn năm
nay. Nếu như các vấn đề liên quan đến các hoạt động tình báo và quân sự là khá
xa lạ với các doanh nghiệp thì việc bảo mật thông tin thương mại luôn là một vấn
đề được đặt ra, đặc biệt trong thời đại hiện nay, khi mà thông tin giữ vai trò quan
trọng hàng đầu và các phương tiện truyền thông hiện đại cho phép chúng ta
chuyển tin rất dễ dàng và cũng rất dễ dàng để mất thông tin. Vậy ta có thể làm
những gì để sử dụng được các tiện ích của công nghệ thông tin và viễn thông đã
mang lại cho thế giới và đồng thời không để đối thủ cạnh tranh cũng như các loại
tội phạm tin học sử dụng chính những công nghệ này để gây hại.

2. Watemarking (làm hình mờ)
a. Giới thiệu
Vào thế kỷ mười tám, hình mờ chìm trên giấy được tạo ra ở châu Âu và Mỹ
đã được sử dụng. Các ký hiệu và sự trang trí đặc biệt được sử dụng để làm nhãn
hiệu hàng hoá, để ghi ngày giấy tờ đó được sản xuất, và cho biết kích thước của
bản gốc. Tại thời điểm này, watermark cũng bắt đầu được sử dụng làm biện pháp
chống làm giả đối với tiền và các loại tài liệu khác. Từ khi watermark ra đời,
những kẻ làm hàng giả cũng bắt đầu phát triển những phương pháp bắt chước
các hình watermark bảo vệ tiền giấy.



Sinh viên thực hiện: Nguyễn Khánh Hưng 20081279 Khóa : 53 Lớp: TTM-K53
Nguyễn Lê Hoài Nam 20081819 Khóa: 53 Lớp: TTM-K53
Lê Đình Cường 20080370 Khóa: 53 Lớp: TTM-K53

15

Vào năm và Tominaga 1988, Komatsu đã phát minh ra phương pháp digital
watermark (làm hình mờ kỹ thuật số).




b. Các trình ứng dụng của Watermarking
Giám sát phát sóng
Có rất nhiều tổ chức, cá nhân quan tâm đến việc giám sát phát sóng. Ví dụ,
các nhà quảng cáo muốn đảm bảo rằng họ nhận được tất cả khoảng thời gian
phát sóng mà họ mua từ trung tâm phát thanh. Watermarking là một phương
pháp thay thế rõ ràng cho sự mã hóa thông tin nhận diện để giám sát việc phát
sóng tích cực và tiêu cực.
Nhận dạng chủ sở hữu
Nếu chủ sở hữu quyền tác giả muốn phân phối các tác phẩm của họ mà không
bị mất bất kỳ quyền hạn nào, họ phải đưa thông báo bản quyền vào bản sao được
phân phối. Watermark của Digimarc dành cho hình ảnh đã được thiết kế với
trình ứng dụng này theo một nguyên lý chính xác. Việc kết hợp chương trình
Sinh viên thực hiện: Nguyễn Khánh Hưng 20081279 Khóa : 53 Lớp: TTM-K53
Nguyễn Lê Hoài Nam 20081819 Khóa: 53 Lớp: TTM-K53
Lê Đình Cường 20080370 Khóa: 53 Lớp: TTM-K53

16
máy dò watermark với chương trình xử lý hình ảnh phổ biến là Photoshop của
Adobe đã khiến nó đạt được thành tựuphân phối rộng rãi. Khi trình dò tìm
Digimarc nhận biết được một hình mờ, nó sẽ liên lạc với cơ sở dữ liệu trung tâm
trên mạng Internet, và sử dụng tin nhắn watermark làm khóa tìm kiếm thông tin
liên lạc của chủ sở hữu hình ảnh đó.
Theo dõi giao dịch
Theo dõi giao dịch là thường được gọi là fingerprinting (tạo vân tay) nhiều

hơn vì mỗi bản sao của một sản phẩm có thể được xác định bằng cách duy nhất
là thông qua watermark, watermark tương tự như một dấu vân tay con người để
nhận dạng một người nhất định. Chủ sở hữu hoặc nhà sản xuất của sản phẩm sẽ
tạo một watermark khác nhau trong mỗi bản sao. Nếu sau đó sản phẩm bị sử
dụng sai mục đích (bị rò rỉ cho báo chí hoặc phân phối lại bất hợp pháp), chủ sở
hữu có thể tìm ra người chịu trách nhiệm.
Chứng thực nội dung
Việc làm xáo trộn một sản phẩm kỹ thuật số theo những cách thức khó có thể
phát hiện đang ngày càng trở nên dễ dàng hơn (chỉnh sửa một hình ảnh bằng
cách sử dụng Photoshop Adobe). Trong ngành mật mã học, vấn đề chứng thực
tin nhắn đã được nghiên cứu đến rất nhiều và đưa ra nhiều giải pháp. Một
phương pháp mã hóa chung cho vấn đề này là việc tạo ra một chữ ký số, mà chủ
yếu là một bản tóm tắt tin nhắn đã được mã hóa. Công nghệ chữ ký số đã được
áp dụng cho các máy ảnh kỹ thuật số của Friedman, người đưa ra ý kiến tạo ra
một "máy ảnh đáng tin cậy" bằng cách tính toán tạo một chữ ký bên trong máy
ảnh (nhãn chứng thực). Một máy ảnh kỹ thuật số an toàn (SDC) đã được đề xuất
bởi Mohanty, Blythe và Fridrich. Vào năm 2004 họ đã nghiên cứu về SDC để
tạo ra máy ảnh kỹ thuật số sử dụng phương pháp làm hình mờ để nhúng một
trình nhận dạng sinh trắc học cùng với một hàm băm mã hóa.
Kiểm soát sao chép
Trong trình ứng dụng kiểm soát sao chép, người ta đưa ra mục đích ngăn
chặn con người tạo bản sao bất hợp pháp của sản phẩm có bản quyền. Chức năng
đầu tiên và mạnh nhất có thể chống lại việc sao chép bất hợp pháp là mã hóa.
Kiểm soát phát lại
Khi đối thủ sử dụng một bản ghi không tuân theo quy tắc để thực hiện sao
Sinh viên thực hiện: Nguyễn Khánh Hưng 20081279 Khóa : 53 Lớp: TTM-K53
Nguyễn Lê Hoài Nam 20081819 Khóa: 53 Lớp: TTM-K53
Lê Đình Cường 20080370 Khóa: 53 Lớp: TTM-K53

17

chép bất hợp pháp đối với một sản phẩm có bản quyền, bản sao đó sẽ có một
hình mờ. Giấy phép cấp bằng sáng chế có thể yêu cầu người sử dụng kiểm tra
hình mờ trong nội dung đang được sử dụng (VEIL video watermark).

Nâng cao cơ sở kế thừa
Eurocontrol, tổ chức bảo vệ đạo hàng hàng không của châu Âu đã xem xét về
khả năng chèn tự động một hình mờ kỹ thuật số vào trong liên lạc thoại của
một phi công hay không. Bằng cách làm hình mờ kỹ thuật số cho tất cả các liên
lạc thoại, nó có thể cung cấp một bộ nhận dạng kỹ thuật số giống như mã số đuôi
máy bay để xác định rõ ràng về các máy bay.
Một vấn đề được đặt ra cho những máy nghe nhạc MP3 là việc cố gắng làm
cho lời bài hát hiển thị đồng bộ với âm nhạc. Một giải pháp, được tiên phong bởi
MarkAny của Hàn Quốc, là nhúng lời bài hát trực tiếp vào tín hiệu âm thanh
bằng cách sử dụng công nghệ watermark. Công nghệ này được gọi là MediaSync
và rất phổ biến ở Hàn Quốc.

Sinh viên thực hiện: Nguyễn Khánh Hưng 20081279 Khóa : 53 Lớp: TTM-K53
Nguyễn Lê Hoài Nam 20081819 Khóa: 53 Lớp: TTM-K53
Lê Đình Cường 20080370 Khóa: 53 Lớp: TTM-K53

18
V. CHƯƠNG TRÌNH MINH HỌA

Sinh viên thực hiện: Nguyễn Khánh Hưng 20081279 Khóa : 53 Lớp: TTM-K53
Nguyễn Lê Hoài Nam 20081819 Khóa: 53 Lớp: TTM-K53
Lê Đình Cường 20080370 Khóa: 53 Lớp: TTM-K53

19
Chức năng:
- Ẩn và tách thông tin trong tệp tin hình ảnh:
.png ; .jpg ; .gif ; .bmp
- Ẩn và tách thông tin trong tệp tin âm thanh
.mp3 ; .wma ; .wav
Bảo mật
- Sử dụng password để bảo mật thông tin và mã hóa thông tin trước khi ẩn
- Sử dụng phương pháp LSB để ẩn dữ liệu
Ưu điểm
- Dễ cài đặt và dễ sử dụng
- Không làm tăng đáng kể kích thước vật mang
- Khó phân biệt giữa hình ảnh trước và sau khi ẩn dữ liệu
- Vì thông tin đã được mã hóa trước khi ẩn nên mức độ bảo mật khá cao
Nhược điểm

- Chưa mở rộng được tất cả các định dạng file mang
- Một số định dạng file mang làm việc chưa hiệu quả
- Nếu lượng thông tin ẩn lớn gây biến dạng làm tăng kích thước file mang
- File .mp3, .wav còn có nhiễu nên dễ bị phát hiện.
Sinh viên thực hiện: Nguyễn Khánh Hưng 20081279 Khóa : 53 Lớp: TTM-K53
Nguyễn Lê Hoài Nam 20081819 Khóa: 53 Lớp: TTM-K53
Lê Đình Cường 20080370 Khóa: 53 Lớp: TTM-K53

20
Minh họa

















Input: + Text, password
+ file image: a.png
Output: + file image Steganoraphy.png

Sinh viên thực hiện: Nguyễn Khánh Hưng 20081279 Khóa : 53 Lớp: TTM-K53
Nguyễn Lê Hoài Nam 20081819 Khóa: 53 Lớp: TTM-K53
Lê Đình Cường 20080370 Khóa: 53 Lớp: TTM-K53

21
- Trước khi ẩn dữ liệu










- Sau khi ẩn dữ liệu











Sinh viên thực hiện: Nguyễn Khánh Hưng 20081279 Khóa : 53 Lớp: TTM-K53
Nguyễn Lê Hoài Nam 20081819 Khóa: 53 Lớp: TTM-K53

Lê Đình Cường 20080370 Khóa: 53 Lớp: TTM-K53

22
- Dữ liệu đã ẩn













Sinh viên thực hiện: Nguyễn Khánh Hưng 20081279 Khóa : 53 Lớp: TTM-K53
Nguyễn Lê Hoài Nam 20081819 Khóa: 53 Lớp: TTM-K53
Lê Đình Cường 20080370 Khóa: 53 Lớp: TTM-K53

23
VI. KẾT LUẬN

Steganography là một ứng dụng quan trọng trong truyền thông mật, đây
là phương pháp truyền thông tin trên các phương tiện thông tin đại chúng nhưng
vẫn bảo đảm được tính bảo mật của thông tin. Ở Việt Nam, các kỹ thuật và ứng
dụng của ẩn dữ liệu chưa được sự quan tâm thích đáng của các nhà nghiên cứu.
Với nhu cầu bảo mật thông tin, truyền thông các thông điệp mà người trung gian
không nhận biết và không thể giải mã, nhóm tôi thực hiện đề tài này nhằm thử

nghiệm các kỹ thuật ẩn dữ liệu nói chung và Steganography nói riêng hiện đang
còn là các kỹ thuật khá mới tại Việt Nam. Trong quá trình thực hiện không tránh
khỏi những sai sót, chúng tôi mong nhận được góp ý bổ sung của thầy.
Sinh viên thực hiện: Nguyễn Khánh Hưng 20081279 Khóa : 53 Lớp: TTM-K53
Nguyễn Lê Hoài Nam 20081819 Khóa: 53 Lớp: TTM-K53
Lê Đình Cường 20080370 Khóa: 53 Lớp: TTM-K53

24
TÀI LIỆU THAM KHẢO

-
-
-
-
Sinh viên thực hiện: Nguyễn Khánh Hưng 20081279 Khóa : 53 Lớp: TTM-K53
Nguyễn Lê Hoài Nam 20081819 Khóa: 53 Lớp: TTM-K53
Lê Đình Cường 20080370 Khóa: 53 Lớp: TTM-K53

25
PHIẾU GIAO NHIỆM VỤ BÀI TẬP LỚN

1. Thông tin về sinh viên
+ Họ và tên sinh viên: Nguyễn Khánh Hưng
Điện thoại liên lạc: 01668831690 Email:
Lớp: TTM-K53
+ Nguyễn Lê Hoài Nam
Lớp: TTM-K53
+ Lê Đình Cường
Lớp: TTM-K53

Đồ án được thực hiện tại: Đại học Bách Khoa Hà Nội
Thời gian làm BTL: Từ ngày 15/ 10 /2011 đến 20 / 11 /2011

2. Mục đích nội dung của BTL

+ Nghiên cứu lý thuyết và ứng dụng của Steganography
+ Viết tool minh họa
+ Rèn luyện kỹ năng làm việc nhóm.

3. Các nhiệm vụ cụ thể của BTL

+ Nguyễn Khánh Hưng: Nghiên cứu Steganography in Audio, slide, design, code giao diện,
xử lý thông tin input, output .
+ Nguyễn Lê Hoài Nam: Nghiên cứu Steganography in Image, code hide bytes information,
viết báo cáo.
+ Lê Đình Cường: Nghiên cứu Steganography in Document, Video, code recover bytes
information.

4. Lời cam đoan của trưởng nhóm:
Tôi, trưởng nhóm – Nguyễn Khánh Hưng - cam kết BTL là công trình nghiên cứu của
nhóm tôi dưới sự hướng dẫn của thầy Lê Đức Anh.
Các kết quả nêu trong BTL là trung thực, không phải là sao chép toàn văn của bất kỳ công
trình nào khác.


Hà Nội, ngày 20 tháng 11 năm 2011

Tác giả BTL

Nguyễn Khánh Hưng

Nguyễn Lê Hoài Nam
Lê Đình Cường