nghiên cứu phương pháp giấu tin không làm mất thông tin trong ảnh chứa tin

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ THÔNG TIN VÀ TRUYỀN THÔNG




ĐẶNG THỊ HIỀN





NGHIÊN CỨU PHƯƠNG PHÁP GIẤU TIN KHÔNG
LÀM MẤT THÔNG TIN TRONG ẢNH CHỨA TIN






LUẬN VĂN THẠC SĨ: NGÀNH KHOA HỌC MÁY TÍNH








Thái Nguyên - 2011

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ THÔNG TIN VÀ TRUYỀN THÔNG



ĐẶNG THỊ HIỀN




NGHIÊN CỨU PHƯƠNG PHÁP GIẤU TIN KHÔNG
LÀM MẤT THÔNG TIN TRONG ẢNH CHỨA TIN

Chuyên ngành: Khoa học máy tính
Mã số: 604801


LUẬN VĂN THẠC SĨ: NGÀNH KHOA HỌC MÁY TÍNH


NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC
PGS. TS NGÔ QUỐC TẠO

Thái Nguyên - 2011

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
- i -
LỜI CẢM ƠN
Luận văn được thực hiện tại trường Đại học Công nghệ Thông tin và Truyền
Thông – Đại học Thái Nguyên dưới sự hướng dẫn của PGS. TS Ngô Quốc Tạo.
Trước hết tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới thầy Ngô Quốc Tạo, người
đã có những định hướng, những kiến thức quý báu, những lời động viên và chỉ bảo
giúp tôi vượt qua những khó khăn để tôi hoàn thành tốt luận văn của mình.
Tôi xin được bày tỏ lòng cảm ơn và sự kính trọng của mình đến các thầy cô
giáo Trường Đại học Công nghệ Thông tin và Truyền Thông, Đại học Thái Nguyên,
đặc biệt là các thầy cô giáo đã giảng dạy và giúp đỡ tôi trong suốt quá trình học tập
tại trường.
Tôi cũng đặc biệt cảm ơn tới bạn bè lớp Cao học K8, các đồng nghiệp tại
Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Nam Định, đã luôn động viên, giúp đỡ tôi trong
quá trình học tập và công tác, để tôi hoàn thành nhiệm vụ được giao.
Nhân dịp này, tôi cũng xin gửi lời cảm ơn đến gia đình, người thân, đã tạo
điều kiện giúp đỡ, động viên, trợ giúp tôi về tinh thần trong suốt quá trình học tập.

Thái Nguyên, tháng 9 năm 2011
Tác giả

Đặng Thị Hiền

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
- ii -

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan luận văn “Nghiên cứu phương pháp giấu tin không làm
mất thông tin trong ảnh chứa tin” này là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số
liệu sử dụng trong luận văn là trung thực. Các kết quả nghiên cứu được trình bày
trong luận văn chưa từng được công bố tại bất kỳ công trình nghiên cứu nào khác.



Đặng Thị Hiền

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
- iii -
MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN i
LỜI CAM ĐOAN ii
MỤC LỤC iii
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ vii
MỞ ĐẦU 1
1. Lý do lựa chọn đề tài 1
2. Mục tiêu nghiên cứu 2
3. Phạm vi nghiên cứu 2
4. Phương pháp nghiên cứu 2
5. Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn của đề tài 3
6. Cấu trúc của luận văn 3
CHƢƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ GIẤU TIN 5
1.1. Tổng quan về giấu tin 5
1.1.1. Khái niệm về giấu tin 5
1.1.2. Vài nét về lịch sử giấu tin 5
1.1.3. Mô hình kỹ thuật giấu tin 6

1.1.4. Các ứng dụng của kỹ thuật giấu tin 7
1.1.5. Giấu tin trong dữ liệu đa phương tiện 9
1.1.5.1. Giấu tin trong ảnh 9
1.1.5.2. Giấu tin trong audio 9
1.1.5.3. Giấu tin trong video 10
1.1.5.4. Giấu tin trong văn bản 11
1.1.6. Giấu tin trong ảnh những đặc trưng và tính chất 11
1.1.6.1. Phương tiện chứa có dữ liệu tri giác tĩnh 11
1.1.6.2. Kỹ thuật giấu tin lợi dụng tính chất hệ thống thị giác của con người 12
1.1.6.3. Đảm bảo chất lượng ảnh sau khi giấu tin 12
1.1.6.4. Thông tin trong ảnh sẽ bị biến đổi nếu có bất cứ biến đổi nào trên ảnh 13
1.1.6.5. Vai trò của ảnh gốc khi giải tin 13

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
- iv -
1.1.7. Phương pháp giấu tin 13
1.2. Các phạm trù trong giấu tin thuận nghịch [19] 15
1.3. Giấu tin có khả năng khôi phục phương tiện giấu tin 16
1.3.1. Những thuật toán giấu tin thuận nghịch xác thực không bền vững 16
1.3.2. Những thuật toán giấu tin thuận nghịch khả năng nhúng dữ liệu cao 17
1.3.2.1. Lược đồ RS 17
1.3.2.2. Lược đồ mở rộng sai khác. 18
1.3.2.3. Biến đổi Wavelet số nguyên dựa trên lược đồ. 19
1.3.3. Những thuật toán giấu tin thuận nghịch về bán xác thực không bền vững 22
1.3.3.1. Lược đồ dựa trên Patchwork sử dụng bổ sung Modulo-256 23
1.3.3.2. Lược đồ dựa trên Patchwork không sử dụng bổ sung Modulo-256 24
CHƢƠNG 2: CÁC PHƢƠNG PHÁP GIẤU TIN CÓ KHẢ NĂNG KHÔI
PHỤC VỎ MANG TIN 26
2.1. Đọc dữ liệu và ghép ảnh bitmap 26
2.2. Các hướng tiếp cận của kỹ thuật giấu tin trong ảnh 27

2.2.1. Tiếp cận trên miền không gian ảnh 27
2.2.2. Tiếp cận trên miền tần số ảnh 28
2.3. Các phép biến đổi từ miền không gian ảnh sang miền tần số 29
2.3.1. Phép biến đổi Fourier rời rạc 29
2.3.2. Phép biến đổi Cosin rời rạc 29
2.3.3. Phép biến đổi sóng nhỏ - Descrete Wavelet Transform (DWT) 31
2.4. Các phương pháp giấu tin thuận nghịch 33
2.4.1. Phương pháp giấu thuận nghịch dựa trên biến đổi sóng kỹ thuật số Haar
(HDWT). 33
2.4.1.1. Biến đổi wavelet rời rạc Haar 33
2.4.1.2. Phương pháp giấu tin 35
2.4.2. Phương pháp giấu tin khôi phục dữ liệu cho hình ảnh chất lượng cao sử dụng
thay đổi của sai số dự đoán. [43] 43
2.4.2.1. Kỹ thuật dịch chuyển biểu đồ Histogram 43

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
- v -
2.4.2.2. Phương pháp đưa ra 45
2.4.3. Phương pháp giấu thuận nghịch HKC 55
2.4.4. Phương pháp giấu tin dựa trên sự khác biệt 56
CHƢƠNG 3: XÂY DỰNG CHƢƠNG TRÌNH 61
3.1. Sơ đồ chương trình 61
3.2. Giấu tin theo phương pháp HDWT 61
3.3. Chương trình và kết quả thực nghiệm 63
3.3.1. Chương trình 63
a. Giao diện nhúng dữ liệu 63
b. Giao diện trích dữ liệu 64
3.3.2 Kết quả thực nghiệm 66
KẾT LUẬN VÀ HƢỚNG PHÁT TRIỂN 67

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
- vi -
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ MỤC VIẾT TẮT

LSB
Least Significant Bit
QIM
Quantization Index Modulation
IWT
Interger Wavelet Transform
DFT
Discrete Fourier Transform
DCT
Discrete Cosine Transform
DW
T
Descrete Wavelet Transform
HD
WT
Haar Descrete Wavelet Transform
IDW
T
Inverse Discrete Cosine Transform
IDT
C
Inverse Discrete Cosine Transform
MP
E
Modify Precision Error
PSN

R
Peak Signal to Noise Ratio
HVS
Human Visual System


Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
- vii -
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ
Hình 1.1. Sơ đồ quá trình giấu tin 7
Hình 1.2. Sơ đồ quá trình giải mã 7
Hình 1.3. So sánh kết quả hình ảnh lena (trái) và ảnh Babara (phải). 21
Hình 1.4. (a) Bản gốc ảnh y tế, (b) ảnh stego với độ nhiễu trắng và nhiễu đen nhiều.
bit thông tin 746 được nhúng vào hình ảnh của 512x512 với một PSNR
của ảnh-stego so với ảnh gốc thấp hơn 10dB 24
Hình 2.1. Năng lượng phân bố của ảnh Lena qua phép biến đổi DCT 30
Hình 2.2. Phân chia 3 miền tần số của phép biến đổi DCT, (a) Miền tần số thấp, (b)
miền tần số ở giữa, (c) miền tần số cao 31
Hình 2.3. Cấu trúc phân tích và ảnh nhận được qua phép biến đổi sóng nhỏ hai chiều 32
Hình 2.4. Phân tích một khối của HDWT mức 1. (a) khối 10x10 vào ảnh ''Lena". (b)
Các hệ số của dải tần số LL, HL, LH, và HH của khối trong (a) 34
Hình 2.5. Các HHS, HHI, và HHD của các hệ số từ HH trong hình 1b. 35
Hình 2.6. Các giá trị điểm ảnh của một ảnh 16x16. 35
Hình 2.7. HDWT dựa trên ảnh miền tần số của f
c
trong hình 3. 36
Hình 2.8. Các dải tần HH, HHS, HHI, và HHD của f
hc
. 36
Hình 2.9. Dải tần HH’ sau khi cất giấu dữ liệu bí mật trong HH. 36

Hình 2.10. Ảnh giấu tin f
st
38
Hình 2.11. Biểu đồ sai số dự đoán và biểu đồ của các điểm ảnh trong miền không
gian cho ảnh Lena và Baboon. 47
Hình 2.12. Ngữ cảnh dự đoán điểm x 47
Hình 2.13. Sơ đồ của quy trình nhúng. 49
Hình 2.14. Ví dụ về các bit bí mật ẩn. (a) hình ảnh gốc, (b) khởi tạo ma trận I’, và
(c) - (f) kết quả xử lý pixel trong ma trận I’ 50
Hình 2.15. Biểu đồ quy trình trích rút và khôi phục ảnh 53
Hình 2.16. Thí dụ về trích rút dữ liệu bí mật và khôi phục ảnh gốc. (a) Ảnh stego, (b)
Ma trận khởi tạo I’, (c)-(f) các kết quả của phân tử xử lý trong ma trận I’. 54

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
- viii -
Hình 2.17. (a) Biểu đồ tần số ảnh Lena gốc, (b) Biểu đồ tần số ảnh giấu tin sử dụng
HKC 55
Hình 2.18. - Lược đồ quá trình giấu tin. 57
Hình 2.19. - Lược đồ quá trình tách tin. 59
Hình 3.1 Sơ đồ chương trình 61
Hình 3.2. Giao diện nhúng tin 63
Hình 3.3. Giao diện trích rút dữ liệu 64
Hình 3.4. Giao diện so sánh giữa ảnh gốc và ảnh sau khi phục hồi thông tin 65
Hình 3.5. Ảnh gốc và ảnh sau khi nhúng tin 66

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
- 1 -
MỞ ĐẦU
1. Lý do lựa chọn đề tài
Ngày nay, trong sự phát triển rộng rãi của công nghệ thông tin nói chung,

mạng máy tính nói riêng, nhu cầu trao đổi thông tin ngày càng lớn. Tuy nhiên,
lượng thông tin truyền thông càng nhiều thì nguy cơ truy nhập trái phép đến dữ liệu
trong quá trình phân phối càng cao.
Vấn đề an toàn cho thông tin trong quá trình trao đổi và phân phối được xem
xét theo hai khía cạnh: bảo vệ những thông tin bí mật và bảo vệ những thông tin rõ
như văn bản, bức ảnh, đoạn phim…
Đảm bảo bí mật cho một thông điệp truyền đi người ta thường tiến hành mã
hóa thông điệp bằng một quy tắc nào đó đã được thỏa thuận trước giữa người gửi và
người nhận. Theo hướng này, các kỹ thuật mã hóa dữ liệu sử dụng hệ mã hóa công
khai đã được hình thành và phát triển mạnh từ những năm 70 của thế kỉ XX. Ngày
nay, kĩ thuật này vẫn tiếp tục được nghiên cứu và phát triển. Tuy nhiên, phương
thức này thể hiện rõ thông điệp đã được mã hóa trong quá trình trao đổi nên thường
gây sự chú ý của những người lạ về tầm quan trọng của nó.
Theo nhiều nghiên cứu, một trong phương pháp được sử dụng và tỏ ra có hiệu
quả cho việc bảo đảm bí mật với những thông điệp cần trao đổi là giấu thông điệp
vào những phương tiện chứa khác nhau, có thể kết hợp với các phương pháp mã
hóa truyền thống, rồi truyền các phương tiện chứa bao gồm cả thông điệp. Phía
người nhận thực hiện quá trình tách và giải mã để lấy lại thông điệp bí mật. Phương
tiện chứa được dùng phổ biến là các bức ảnh. Vấn đề đặt ra khi giấu thông điệp vào
các bức ảnh là làm thế nào để các bức ảnh sau khi chứa thông điệp giấu không có
những điểm bất thường gây sự chú ý của những người ngoài cuộc. Nghiên cứu đưa
ra các kỹ thuật giấu thông tin mật trong ảnh sao cho vẫn giữ được chất lượng ảnh
sau khi đã giấu thông tin và đảm bảo an toàn cho thông tin giấu là một lĩnh vực có ý
nghĩa và cần được tiếp tục nghiên cứu.
Việc bảo vệ bản quyền những sản phẩm số cũng đang được khoa học quan
tâm. Trong đó, thủy vân là một trong các kỹ thuật đáp ứng được yêu cầu này.

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
- 2 -
Nghiên cứu bảo vệ các bức ảnh nhằm mục đích bảo vệ bản quyền tác giả của bức

ảnh, phát hiện hiện tượng xuyên tạc bức ảnh, xác định tính chân thực của bức ảnh…
Đáp ứng mỗi mục đích, có những định hướng nghiên cứu và kỹ thuật đảm bảo khác
nhau. Trong đó, thủy vân ẩn trên ảnh nhằm mục đích bảo vệ quyền tác giả bức ảnh
được quan tâm nghiên cứu và phát triển. Kỹ thuật thủy vân ẩn nhằm bảo vệ quyền
sở hữu ảnh cho phép nhúng một lượng thông tin số vào trong ảnh, đảm bảo thông
tin về ảnh không thay đổi đáng kể về chất lượng, đồng thời thông tin nhúng tồn tại
bền vững cùng ảnh. Với kỹ thuật này, khó có thể phát hiện trong bức ảnh có thông
tin nhúng, khi không biết các thông tin về khóa.
Với mục đích phát triển các kỹ thuật giấu thông tin nhằm bảo vệ các thông tin
mật trong quá trình trao đổi, tôi chọn thực hiện đề tài luận văn: “Nghiên cứu
phương pháp giấu tin không làm mất thông tin trong ảnh chứa tin”. Kết quả của đề
tài khi triển khai thực tế sẽ góp phần tăng thêm độ an toàn cho các thông điệp được
giấu trong ảnh khi trao đổi, tăng khả năng chứng minh quyền sở hữu.
2. Mục tiêu nghiên cứu
Luận văn nghiên cứu hệ thống lý thuyết liên quan đến việc giấu tin trong
ảnh. Các dữ liệu sử dụng trong giấu tin có thể là hình ảnh, các file audio, video hay
text. Cụ thể trong luận văn là nghiên cứu về giấu tin trong ảnh Bitmap. Do dữ liệu
ẩn có thể xảy ra biến dạng sau khi được trích xuất, chính vì vậy mà luận văn tập
trung nghiên cứu vào tính hồi phục dữ liệu ẩn cho hình ảnh chất lượng cao.
3. Phạm vi nghiên cứu
- Tìm hiểu tổng quan về giấu tin.
- Tìm hiểu các phương tiện chứa tin: ảnh, audio, video, text.
- Nghiên cứu một số phương pháp giấu tin trong ảnh.
- Nghiên cứu phương pháp giấu tin thuận nghịch dựa trên HDWT.
4. Phƣơng pháp nghiên cứu
Trong luận văn sử dụng phương pháp nghiên cứu tài liệu liên quan đến việc
giấu tin và kế thừa kết quả nghiên cứu của một số luận văn, đề tài nghiên cứu khoa
học.

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

- 3 -
Trên cơ sở nghiên cứu lý thuyết cơ bản giấu tin và phương pháp giấu tin
không làm mất thông tin trong ảnh chứa tin cùng với các thuật toán trong ảnh sẽ
tiến hành cài đặt chương trình.
5. Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn của đề tài
Giấu tin (DataHiding) là phương pháp đã và đang được nghiên cứu và ứng
dụng rất mạnh mẽ ở nhiều nước trên thế giới đó là phương pháp nhúng tin trong các
phương tiện khác. Đây là phương pháp mới và phức tạp nó đang được xem như một
công nghệ chìa khoá cho vấn đề bảo vệ bản quyền, nhận thức thông tin và điều
khiển truy cập ứng dụng trong an toàn và bảo mật thông tin.
Dữ liệu ẩn là một kỹ thuật để đảm bảo thông tin đầy hứa hẹn, tuy nhiên dữ liệu
ẩn cũng có một số biến dạng có thể xảy ra và gây mất mát thông tin. Với kỹ thuật
phổ biến nhất hiện nay là watermarking hoặc trong miền DCT hoặc lỗi cắt ngắn
diễn ra trong quá trình nhúng dữ liệu, kết quả là chưa có phương pháp tối ưu để
khôi phục lại dữ liệu như dữ liệu gốc.
Trong hình ảnh viễn thám và quân sự thì độ chính xác cao là cần thiết, trong
một số nghiên cứu khoa học dữ liệu thử nghiệm rất đắt phải đảm bảo được, còn
trong ứng dụng như thực thi pháp luật, hệ thống hình ảnh y tế … mong muốn phải
đúng với dữ liệu gốc để xem xét về mặt pháp lý tránh những lệch lạc thông tin gây
ra kiện tụng. Do vậy mà việc phục hồi dữ liệu sau khi giấu tin để đảm bảo tính
chính xác là rất có ý nghĩa khoa học và thực tiễn.
6. Cấu trúc của luận văn
Ngoài phần mở đầu và phần kết luận, luận văn được trình bày thành ba
chương như sau:
Chƣơng 1: Tổng quan về giấu tin.
1.1. Tổng quan về giấu tin
1.2. Các phạm trù giấu tin
1.3. Giấu tin có khả năng khôi phục vật giấu tin
Chƣơng 2: Các phƣơng pháp giấu tin có khả năng khôi phục vỏ mang tin
2.1. Đọc dữ liệu và ghép ảnh Bitmap

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
- 4 -
2.2. Các hướng tiếp cận của kỹ thuật giấu tin trong ảnh
2.3. Các phép biến đổi từ miền không gian sang miền tần số
2.4. Các phương pháp giấu tin
2.4.1. Phương pháp giấu thuận nghịch dựa trên biến đổi sóng kỹ thuật
số Haar (HDWT).
2.4.2. Phương pháp giấu tin khôi phục dữ liệu cho hình ảnh chất lượng
cao sử dụng biến đổi, các lỗi dự báo.
2.4.3. Phương pháp giấu thuận nghịch HKC
2.4.4. Phương pháp giấu dựa trên sự khác biệt của cặp giá trị điểm ảnh
Chƣơng 3: Xây dựng chƣơng trình
3.1. Sơ đồ chương trình
3.2. Giấu tin theo phương pháp HDWT
3.3. Kết quả
Một số thuật ngữ
Cover Image (Cover - Ảnh gốc): được lựa chọn để giấu (hoặc bao che) thông
tin, đôi khi ảnh gốc được gọi là ảnh môi trường.
Stego Image (Stego - Ảnh giấu tin mật): Ảnh gốc sau khi đã được giấu tin
mật vào đó.
Message (Thông điệp): thông điệp có thể có nhiều dạng như văn bản, hình
ảnh và thường được biểu diễn dưới dạng nhị phân.
Pixel (điểm ảnh): miền dữ liệu của một ảnh là một tập hợp các điểm ảnh. Mỗi
dạng ảnh khác nhau thì giá trị pixel khác nhau. Với ảnh bitmap 8-bít thì giá trị của
mỗi pixel tương ứng 256 mầu khác nhau, với ảnh bitmap 24-bít thì mỗi pixel biểu
diễn bởi 3 kênh mầu RGB, mỗi kênh biểu thị bởi 8 bít mầu khác nhau.
Embedding Ratio (Tỉ lệ nhúng): là tỉ lệ nhúng thực tế so với tỷ lệ nhúng lớn
nhất có thể. Trong một số trường hợp, tỷ lệ nhúng là số bít thông điệp có thể nhúng
so với số pixel của ảnh.

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
- 5 -
CHƢƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ GIẤU TIN
1.1. Tổng quan về giấu tin
1.1.1. Khái niệm về giấu tin
Giấu thông tin là một kỹ thuật nhúng (giấu) một lượng thông tin số nào đó vào
một đối tượng dữ liệu số khác.
Kỹ thuật giấu thông tin nhằm hai mục đích: một là bảo mật cho dữ liệu được
đem giấu, hai là bảo vệ cho chính đối tượng giấu tin ở trong. Hai mục đích khác
nhau này dẫn đến hai hướng kỹ thuật chủ yếu của giấu tin. Hướng thứ nhất là giấu
tin mật, nhằm tập trung vào các kỹ thuật giấu tin sao cho người khác khó phát hiện
được một đối tượng có giấu tin bên trong hay không. Hướng thứ hai là thủy vân số,
hướng thủy vân số có miền ứng dụng lớn hơn nên được quan tâm nghiên cứu nhiều
hơn và thực tế đã có rất nhiều những kỹ thuật được đề xuất.
1.1.2. Vài nét về lịch sử giấu tin
Từ Steganography bắt nguồn từ tiếng Hy Lạp và được sử dụng cho tới ngày
nay, nó có ý nghĩa là tài liệu được phủ (covered writting). Các câu chuyện kể về kỹ
thuật giấu thông tin được truyền qua nhiều thế hệ. Có lẽ những ghi chép sớm nhất
về kỹ thuật giấu thông tin (thông tin được hiểu theo nghĩa nguyên thủy của nó)
thuộc về sử gia Hy Lạp Herodotus. Khi bạo chúa Hy Lạp Histiaeus bị vua Darius
bắt giữ ở Susa vào thế kỷ thứ năm trước Công nguyên, ông ta đã gửi một thông báo
bí mật cho con rể của mình là Aristagoras ở Miletus. Histiaeus đã cạo trọc đầu của
một nô lệ tin cậy và xăm một thông báo trên da đầu của người nô lệ ấy. Khi tóc của
người nô lệ này mọc đủ dài người nô lệ được gửi tới Miletus.
Một câu chuyện khác về thời Hy Lạp cổ đại cũng do Herodotus ghi lại. Môi
trường để ghi văn bản chính là các viên thuốc được bọc trong sáp ong. Demeratus,
một người Hy Lạp, cần thông báo cho Sparta rằng Xerxes định xâm chiếm Hy Lạp.
Để tránh bị phát hiện, anh ta đã bóc lớp sáp ra khỏi các viên thuốc và khắc thông
báo lên bề mặt các viên thuốc này, sau đó bọc lại các viên thuốc bằng một lớp sáp

mới. Những viên thuốc mang tin mật đã ngụy trang được để cùng với các viên
thuốc thông thường khác lọt qua mọi sự kiểm tra một cách dễ dàng.

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
- 6 -
Mực không màu là phương tiện hữu hiệu cho bảo mật thông tin trong một thời
gian dài. Người Romans cổ đã biết sử dụng những chất rắn có sẵn như nước quả,
nước tiểu và sữa để ghi các thông báo bí mật những hàng văn tự thông thường. Khi
được hơ nóng, những thứ mực không nhìn thấy này trở nên sẫm mầu và có thể đọc
dễ dàng. Mực không màu cũng được sử dụng rất gần đây, như trong thời gian chiến
tranh thế giới thứ II.
Ý tưởng về che giấu thông tin đã có từ hàng nghìn năm về trước nhưng kỹ
thuật này được dùng chủ yếu trong quân đội và trong các cơ quan tình báo. Mãi cho
tới vài thập niên gần đây, giấu thông tin mới nhận được sự quan tâm của các nhà
nghiên cứu với rất nhiều các công trình nghiên cứu.
Do sự bùng nổ nhanh chóng của công nghệ thông tin, người ta cũng số hoá
lĩnh vực giấu tin mật phục vụ cho cuộc sống hiện đại. Các phương tiện giấu tin
được tập trung nhiều vào các dữ liệu đa phương tiện đặc biệt là ảnh số (Cover
image). Mặc dù mục đích ban đầu của nó dùng để tạo ra các dấu thuỷ vân
(Watermarking) trong ảnh phục vụ cho mục đích bảo vệ bản quyền sản phẩm,
chống xuyên tạc thông tin, nhưng đã nhanh chóng trở thành phương pháp hữu ích
sử dụng trao đổi thông tin mật.
1.1.3. Mô hình kỹ thuật giấu tin
Mô hình của kỹ thuật giấu tin cơ bản được mô tả trong các Hình 1.1 và Hình
1.2. Trong đó, Hình 1.1 biểu diễn quá trình giấu tin cơ bản. Phương tiện chứa bao
gồm các đối tượng được dùng làm môi trường để giấu tin như văn bản, audio,
video, ảnh… Thông tin cần giấu là một lượng thông tin mang một ý nghĩa nào đó
tùy thuộc vào mục đích của người sử dụng. Thông tin sẽ được giấu vào trong
phương tiện chứa nhờ một bộ nhúng. Bộ nhúng là những chương trình theo những
thuật toán để giấu tin và được thực hiện với một khóa bí mật giống như các hệ mã

mật cổ điển. Sau khi giấu tin ta thu được phương tiện chứa đã giấu và được phân
phối trên các môi trường khác nhau.

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
- 7 -










Hình 1.1. Sơ đồ quá trình giấu tin
Quá trình giải mã được thực hiện thông qua một bộ giải mã tương ứng với bộ
nhúng thông tin cùng với khóa của quá trình nhúng. Kết quả thu được gồm phương
tiện chứa gốc và thông tin đã giấu. Tùy trường hợp, thông tin nhận được có thể cần
xử lí, kiểm định so sánh với thông tin giấu ban đầu.


Hình 1.2. Sơ đồ quá trình giải mã
1.1.4. Các ứng dụng của kỹ thuật giấu tin
Giấu tin mật: Thông tin được giấu trong những trường hợp này cần được
bảo mật trước các đối thủ. Việc giải mã để nhận được thông tin cũng không cần dữ
liệu môi trường gốc. Đối với các thuật toán giấu tin mật chúng ta không chú trọng
Phương tiện
chứa đã
được giấu tin

Bộ giải
mã tin
Thông tin giấu
Kiểm
định
Phân phối
Thông tin cần giấu
Phương
tiện chứa
tin
(audio,
ảnh,
video)

Bộ nhúng
thông
tin
Phương
tiện chứa
đã được
giấu tin

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
- 8 -
đến việc bảo vệ thông tin mật trước sự tấn công của các đối thủ mà thay vào đó các
thuật toán quan tâm đến tính ẩn và tính an toàn đối với dữ liệu cần giấu. Do đó, các
thuật toán giấu tin có độ bảo mật cao sẽ được sử dụng trong các ứng dụng giấu tin
mật.
Bảo vệ bản quyền tác giả: Đây là ứng dụng cơ bản nhất của kỹ thuật thuỷ
vân số. Một thông tin nào đó mang ý nghĩa bản quyền được sở hữu bởi tác giả gọi là

thuỷ vân, thông tin này sẽ được nhúng vào trong các sản phẩm multimedia, và đó là
minh chứng cho bản quyền của tác giả nhằm bảo vệ các sản phẩm chống lại các
hành vi lấy cắp hoặc làm nhái. Yêu cầu kỹ thuật đối với ứng dụng này là thuỷ vân
phải tồn tại bền vững cùng với sản phẩm, khi muốn bỏ thuỷ vân này mà không được
phép của người chủ sở hữu thì chỉ còn cách là phá huỷ sản phẩm.
Xác thực thông tin: Một tập các thông tin sẽ được giấu trong dữ liệu nguồn
và thông tin sẽ được sử dụng để nhận biết xem dữ liệu nguồn có bị thay đổi hay
không. Với kiểu ứng dụng này các thuỷ vân nên được ẩn để tránh được sự tò mò
của đối phương, hơn nữa việc làm giả các thuỷ vân hợp lệ hay xuyên tạc thông tin
nguồn cũng cần được xem xét. Trong các ứng dụng thực tế, người ta mong muốn
tìm được vị trí bị xuyên tạc cũng như phân biệt được các thay đổi. Yêu cầu chung
đối với ứng dụng này là khả năng giấu thông tin cao và thuỷ vân không cần bền
vững.
Giấu vân tay hay dán nhãn: Thuỷ vân số trong những ứng dụng này được
sử dụng để nhận diện người gửi hay người nhận của một thông tin nào đó. Ví dụ
như các vân khác nhau sẽ được nhúng vào các bản sao khác nhau của thông tin gốc
trước khi chuyển cho nhiều người. Với những ứng dụng này thì yêu cầu là đảm bảo
độ an toàn cao cho các thuỷ vân tránh sự xoá giấu vết trong khi phân phối.
Kiểm soát sao chép: Các thuỷ vân trong những trường hợp này được sử
dụng để kiểm soát việc sao chép thông tin. Các thiết bị phát hiện ra thuỷ vân thường
được gắn sẵn vào trong các hệ thống đọc/ghi. Ví dụ như hệ thống quản lí sao chép
DVD đã được sử dụng ở Nhật. Các ứng dụng loại này yêu cầu thuỷ vân phải được

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
- 9 -
đảm bảo an toàn và cũng sử dụng phương pháp phát hiện thuỷ vân đã giấu mà
không cần thông tin gốc.
1.1.5. Giấu tin trong dữ liệu đa phƣơng tiện
1.1.5.1. Giấu tin trong ảnh
Hiện nay, giấu thông tin trong ảnh là một bộ phận chiếm tỉ lệ lớn nhất trong

các chương trình ứng dụng, các phần mềm, hệ thống giấu tin trong dữ liệu đa
phương tiện bởi lượng thông tin trao đổi bằng hình ảnh là rất lớn. Hơn nữa, giấu
thông tin trong ảnh cũng đóng vai trò hết sức quan trọng trong hầu hết các ứng dụng
bảo vệ an toàn thông tin như: nhận thức thông tin, xác định xuyên tạc thông tin, bảo
vệ bản quyền tác giả, điều khiển truy cập, giấu thông tin mật,… Vì thế mà vấn đề
này đã nhận được sự quan tâm rất lớn của các cá nhân, tổ chức, trường đại học, và
các viện nghiên cứu trên thế giới.
Thông tin sẽ được giấu cùng với dữ liệu ảnh nhưng chất lượng ảnh ít thay đổi
và ít ai biết được bên trong bức ảnh đó mang những thông tin có ý nghĩa khác. Và
ngày nay, khi ảnh số đã được sử dụng rất phổ biến, giấu thông tin trong ảnh đã đem
lại rất nhiều những ứng dụng quan trọng trên nhiều lĩnh vực trong đời sống xã hội.
Ví dụ tại các nước phát triển, chữ ký tay đã được số hóa và lưu trữ sử dụng như là
hồ sơ cá nhân của các dịch vụ ngân hàng và tài chính, nó được dùng để nhận thức
trong các thẻ tín dụng của người tiêu dùng. Thêm vào đó, lại có rất nhiều loại thông
tin quan trọng cần được bảo mật, chúng rất dễ bị lấy cắp và bị thay đổi bởi các phần
mềm chuyên dụng. Việc nhận thức chúng cũng như phát hiện thông tin xuyên tạc đã
trở nên vô cùng quan trọng và cấp thiết. Một đặc điểm của giấu thông tin trong ảnh
đó là thông tin được giấu trong ảnh một cách vô hình, nó như là một cách truyền
thông tin mật cho nhau mà người khác không thể biết được bởi sau khi giấu thông
tin thì chất lượng ảnh gần như không thay đổi, đặc biệt đối với ảnh mầu hay ảnh đa
mức xám.
1.1.5.2. Giấu tin trong audio
Giấu thông tin trong audio mang những đặc điểm riêng khác với giấu thông tin
trong các đối tượng đa phương tiện khác. Một trong những yêu cầu cơ bản của giấu

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
- 10 -
tin là đảm bảo tính chất ẩn của thông tin được giấu đồng thời không làm ảnh hưởng
nhiều đến chất lượng của dữ liệu gốc. Để đảm bảo yêu cầu này, kỹ thuật giấu thông
tin trong ảnh phụ thuộc vào hệ thống thị giác của con người, còn kỹ thuật giấu

thông tin trong audio lại phụ thuộc vào hệ thống thính giác. Và một vấn đề khó
khăn ở đây là hệ thống thính giác của con người nghe được các tín hiệu ở các dải
tần rộng và công suất lớn nên đã gây khó khăn đối với các phương pháp giấu tin
trong audio. Nhưng hệ thống thính giác lại kém trong việc phát hiện sự khác biệt
của các giải tần và công suất. Điều này có nghĩa là các âm thanh to, cao tần có thể
che giấu được các âm thanh nhỏ thấp một cách dễ dàng. Các mô hình phân tích tâm
lý đã chỉ ra điểm yếu trên và thông tin này sẽ giúp ích cho việc chọn các audio thích
hợp cho việc giấu tin. Vấn đề khó khăn thứ hai cho việc giấu thông tin trong audio
là kênh truyền tin. Kênh truyền hay băng thông chậm sẽ ảnh hưởng đến chất lượng
thông tin sau khi giấu. Các phương pháp giấu thông tin trong audio đều lợi dụng
điểm yếu trong hệ thống thính giác của con người.
1.1.5.3. Giấu tin trong video
Cũng giống như giấu tin trong ảnh hay trong audio, giấu tin trong video cũng
được quan tâm và được phát triển mạnh mẽ cho nhiều ứng dụng như kiểm soát sao
chép thông tin, nhận thức thông tin và bảo vệ bản quyền tác giả. Ta có thể lấy một
ví dụ là các hệ thống chương trình trả tiền xem theo đoạn phim đã xem. Một
phương pháp giấu tin trong video được đưa ra bởi Cox [7] là phương pháp phân bố
đều. Ý tưởng cơ bản của phương pháp là phân phối thông tin giấu dàn trải theo tần
số của dữ liệu chứa gốc. Nhiều nhà nghiên cứu đã dùng những hàm cosin riêng và
các hệ số truyền sóng riêng để giấu tin. Trong các thuật toán khởi nguồn thì thường
các kỹ thuật cho phép giấu cả âm thanh và hình ảnh vào video. Như phương pháp
của Swanson [8] đã sử dụng cách giấu theo khối, phương pháp này đã giấu được hai
bit vào khối 8x8.
Kỹ thuật giấu thông tin bằng video áp dụng cả đặc điểm thị giác và thính giác
của con người.

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
- 11 -
Kỹ thuật giấu tin đang được áp dụng cho nhiều loại đối tượng chứ không chỉ
riêng dữ liệu đa phương tiện như ảnh, audio hay video. Gần đây, đã có một số

nghiên cứu giấu tin trong văn bản text, cơ sở dữ liệu quan hệ và cơ sở dữ liệu XML,
cho phép mở ra những hướng nghiên cứu mới.
1.1.5.4. Giấu tin trong văn bản
Trong trao đổi thông tin qua hệ thống máy tính, văn bản chiếm một tỷ lệ rất
lớn so với các loại phương tiện chứa khác. Tuy vậy, giấu tin trong văn bản lại chưa
được quan tâm nghiên cứu nhiều. Các nghiên cứu về giấu tin trong văn bản được
chia theo hai hướng, thứ nhất văn bản được sử dụng để giấu tin là những văn bản
được chụp lại và lưu trên máy như một bức ảnh nhị phân. Theo hướng này, các kỹ
thuật giấu tin được thực hiện như kỹ thuật giấu tin trong ảnh. Hướng thứ hai,
phương tiện chứa sử dụng cho quá trình giấu tin được lưu dưới dạng văn bản. Theo
hướng này, các kỹ thuật giấu tin cũng tiến hành như giấu tin trong ảnh bằng cách
thay đổi một số ký tự tại một số vị trí trên văn bản mà không làm ảnh hưởng nhiều
đến nội dung văn bản gốc.
1.1.6. Giấu tin trong ảnh những đặc trƣng và tính chất
Giấu tin trong ảnh chiếm vị trí chủ yếu trong các kỹ thuật giấu tin, vì vậy các
kỹ thuật giấu tin phần lớn cũng tập trung vào các kỹ thuật giấu tin trong ảnh. Các
phương tiện chứa khác nhau thì cũng sẽ có các kỹ thuật giấu khác nhau. Đối tượng
ảnh là một đối tượng dữ liệu tĩnh có nghĩa là dữ liệu tri giác không biến đổi theo
thời gian. Dữ liệu ảnh có nhiều định dạng, mỗi định dạng có những tính chất khác
nhau nên các kỹ thuật giấu tin trong ảnh thường chú ý những đặc trưng và các chất
cơ bản sau đây:
1.1.6.1. Phƣơng tiện chứa có dữ liệu tri giác tĩnh
Dữ liệu gốc ở đây là dữ liệu của ảnh tĩnh, dù có giấu thông tin vào trong ảnh
hay không, khi ta xem ảnh bằng thị giác dữ liệu ảnh không thay đổi theo thời gian.
Điều này khác với dữ liệu audio hay video, vì khi ta nghe hay xem thì dữ liệu gốc sẽ
thay đổi liên tục với tri giác của con người theo các đoạn hay các bài, các ảnh… Sự

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
- 12 -
khác biệt này ảnh hưởng lớn đối với các kỹ thuật giấu thông tin trong ảnh với kỹ

thuật giấu thông tin trong audio hay video.
Kỹ thuật giấu tin phụ thuộc vào các loại ảnh khác nhau. Chẳng hạn, đối với
ảnh đen trắng, ảnh xám hay ảnh màu ta cũng có những kỹ thuật riêng do các loại
ảnh có những đặc trưng khác nhau.
1.1.6.2. Kỹ thuật giấu tin lợi dụng tính chất hệ thống thị giác của con
ngƣời
Giấu tin trong ảnh ít nhiều cũng gây ra những thay đổi trên dữ liệu ảnh gốc.
Dữ liệu ảnh được quan sát bằng hệ thống thị giác của con người nên các kỹ thuật
giấu tin phải đảm bảo một yêu cầu cơ bản là những thay đổi trên ảnh phải rất nhỏ,
sao cho bằng mắt thường khó nhận ra được sự thay đổi đó, vì có như thế mới đảm
bảo được độ an toàn cho thông tin giấu. Rất nhiều các kỹ thuật đã lợi dụng các tính
chất của hệ thống thị giác để giấu tin chẳng hạn như mắt người cảm nhận về sự biến
đổi về độ chói kém hơn sự biến đổi về mầu hay cảm nhận của mắt về mầu xanh da
trời là kém nhất trong ba màu cơ bản.
Giấu tin trong ảnh tác động lên dữ liệu ảnh nhưng không thay đổi kích thước
ảnh. Các thuật toán thực hiện công việc giấu thông tin sẽ được thực hiện trên dữ liệu
của ảnh. Dữ liệu ảnh bao gồm cả phần header, bảng màu (có thể có) và dữ liệu ảnh.
Khi giấu thông tin, các phương pháp giấu đều biến đổi các giá trị của các bit trong
dữ liệu ảnh chứ không thêm vào hay bớt đi dữ liệu ảnh. Do vậy mà kích thước ảnh
trước hay sau khi giấu thông tin là như nhau.
1.1.6.3. Đảm bảo chất lƣợng ảnh sau khi giấu tin
Đây là một yêu cầu quan trọng đối với giấu tin trong ảnh. Sau khi giấu tin bên
trong, ảnh phải đảm bảo được yêu cầu không bị biến đổi để có thể bị phát hiện dễ
dàng so với ảnh gốc. Yêu cầu này dường như là khá đơn giản đối với ảnh mầu hoặc
ảnh xám bởi mỗi một điểm ảnh được biểu diễn bởi nhiều bit, nhiều giá trị và khi ta
thay đổi một giá trị nhỏ nào đó thì chất lượng ảnh thay đổi không đáng kể, thông tin
giấu khó bị phát hiện, nhưng đối với ảnh đen trắng thì việc giấu thông tin phức tạp
hơn nhiều, vì đối với ảnh đen trắng mỗi điểm ảnh chỉ là trắng hoặc đen, và nếu ta

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

- 13 -
biến đổi một bit từ đen sang trắng mà không khéo thì sẽ rất dễ bị phát hiện. Do đó,
yêu cầu đối với các thuật toán giấu thông tin trong ảnh mầu hay ảnh xám và giấu
thông tin trong ảnh đen trắng là khác nhau. Trong khi đối với ảnh màu thì các thuật
toán chú trọng vào việc giấu được càng nhiều thông tin càng tốt, các thuật toán áp
dụng cho ảnh đen trắng lại tập trung vào việc làm thế nào để thông tin giấu khó bị
phát hiện nhất.
1.1.6.4. Thông tin trong ảnh sẽ bị biến đổi nếu có bất cứ biến đổi nào trên ảnh
Vì phương pháp giấu tin trong ảnh dựa trên việc điều chỉnh các giá trị của các
bit theo một qui tắc nào đó và khi giải mã sẽ theo các giá trị đó để tìm được thông
tin. Theo đó, nếu một phép biến đổi nào đó trên ảnh làm thay đổi giá trị của các bit
thì sẽ làm cho thông tin giấu bị sai lệch. Nhờ đặc điểm này mà giấu thông tin trong
ảnh có tác dụng nhận thức và phát hiện xuyên tạc thông tin.
1.1.6.5. Vai trò của ảnh gốc khi giải tin
Các kỹ thuật giấu tin phải xác định rõ ràng quá trình lọc ảnh để lấy thông tin
giấu cần hay không cần đến ảnh gốc. Đa số các kỹ thuật giấu tin mật thường không
cần đến ảnh gốc khi giải mã. Thông tin được giấu trong ảnh sẽ được mang cùng với
dữ liệu ảnh, khi giải mã chỉ cần ảnh đã mang thông tin giấu mà không cần dùng đến
ảnh gốc để so sánh đối chiếu. Nhưng trong một vài lĩnh vực như y học, quân đội
hoặc nghiên cứu thực nghiệm vật lý phân tử năng lượng,…đòi hỏi không những
tách đúng thông điệp mà còn khôi phục đúng ảnh gốc ban đầu.
1.1.7. Phƣơng pháp giấu tin
Kỹ thuật giấu tin đầu tiên được sử dụng phổ biến nhất đối với hầu hết các kiểu
giấu tin mật là kỹ thuật giấu LSB (LSB replacement - thay thế LSB), trong đó các
bit LSB của ảnh cover được thay thế bằng các bit thông điệp mật để tạo ra ảnh
stego. Nó có ưu điểm là cho phép chứa lượng thông tin lớn, vô hình về trực quan,
các điểm ảnh cover có giá trị chẵn không thay đổi hoặc tăng lên 1 trong khi các giá
trị lẻ lùi lại 1 hoặc giữ nguyên. Kỹ thuật thay thế LSB cũng được biết đến như là
phép nhúng  1( embledding): nếu bit thông điệp không trùng khớp với bit LSB
của điểm ảnh thì “1” được chèn vào điểm ảnh hoặc điểm ảnh tăng giảm 1 đơn vị .

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
- 14 -
Mặt khác để tránh mất mát thông điệp trên miền không gian điểm ảnh bằng
một số phép hình thái học (co, giãn, dịch chuyển, nén, ) người ta nghiên cứu kỹ
thuật giấu tin trong các miền khác nhau: miền biến đổi tần số rời rạc cosine [11, 12,
13, 14], miền biến đổi wavelet [15], dựa trên chỉ số mầu của ảnh GIF [26], miền giá
trị sai khác (difference image) [16, 17].
Đa số các kỹ thuật giấu trên là kỹ thuật giấu không thuận nghịch, sau khi tách
thông điệp chúng ta không thể khôi phục lại ảnh cover ban đầu. Để đảm bảo an toàn
thông tin, trong một số trường hợp người ta phải huỷ các vật mang tin (stego) sau
khi tách thông điệp. Tuy nhiên một số lĩnh vực như trong y học, quân sự, nghiên
cứu năng lượng hoặc hệ thống thông tin vệ tinh, đòi hỏi phải lưu trữ lại ảnh gốc.
Vì vậy kỹ thuật giấu tin thuận nghịch ra đời.
Giấu tin thuận nghịch là kỹ thuật giấu thông điệp sau khi khôi phục thông điệp
ta có thể khôi phục lại ảnh gốc ban đầu.
Năm 1999, Honsiger và các cộng sự giới thiệu kỹ thuật giấu tin thuận nghịch
đầu tiên [18], mở ra một hướng mới trong lĩnh vực giấu tin. Tiếp đó một loạt các kỹ
thuật giấu tin thuận nghịch khác được công bố: kỹ thuật DE (Difference Expansion)
đây là kỹ thuật giấu tin dựa trên mở rộng sai khác của ảnh. Sau đó (2008) Shaowei
Weng và đồng nghiệp đưa ra kỹ thuật DE cải tiến[17].
Năm 2003, Ni và các cộng sự đưa ra kỹ thuật thuận nghịch NSAS [19], là kỹ
thuật đầu tiên dựa trên dịch chuyển biểu đồ tần số. Sau đó một loạt các kỹ thuật giấu
tin thuận nghịch khác cũng dựa trên dịch chuyển tần số như: kỹ thuật DIH dựa trên
dịch chuyển biểu đồ tần số giá trị sai khác [20] (2004), HKC [21, 22] (cải tiến kỹ
thuật NSAS) (2006, 2008), kỹ thuật IWH [15] (2006) dựa trên dịch chuyển biểu đồ
các hệ số wavelet.
Hiện nay vẫn có hai xu hướng giấu tin song song và tồn tại: Kỹ thuật giấu tin
không thuận nghịch và kỹ thuật giấu tin thuận nghịch. Tuỳ vào mục đích sử dụng cụ
thể mà người ta sử dụng kỹ thuật giấu nào cho phù hợp. Trong luận văn này, tác giả

chỉ tập trung tìm hiểu và khai thác một số phương pháp giấu tin thuận nghịch hiện
nay.

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
- 15 -
1.2. Các phạm trù trong giấu tin thuận nghịch [19]
Gần đây có nhiều phương pháp giấu đầy triển vọng được đề xuất để đảm bảo
thông tin. Do khả năng giấu dữ liệu, một số biến dạng vĩnh viễn có thể xảy ra và kết
quả là các phương tiện gốc (cover) không thể khôi phục được chính xác ngay cả sau
khi dữ liệu ẩn được trích ra.
Theo phân loại các thuật toán nén dữ liệu thì các dạng của thuật toán giấu tin
có thể xem như là giấu dữ liệu có mất mát thông tin. Hãy xem xét ba lớp chính của
thuật toán giấu tin: một là với kỹ thuật watermarking sử dụng trải phổ là phổ biến
nhất, hoặc trong miền DCT hoặc khối 8x8 miền DCT, lỗi làm tròn (roundoff) và /
hoặc lỗi chặt cụt có thể xảy ra trong quá trình nhúng dữ liệu. Kết quả là, không có
cách nào để khôi phục phương tiện chứa tin (stego media) trở lại ban đầu. Hai là
phương pháp nhúng bit-plane (LSB) bít có trọng số thấp, các bit dữ liệu bị nhúng
chuyển thành các bit trong LSB và các bit thay thế là không nhớ. Với lớp thứ ba của
kỹ thuật watermarking được sử dụng nhiều gọi là lượng tử hóa chỉ số điều chế
(QIM) [28], lỗi lượng tử hóa làm cho giấu dữ liệu mất đi.
Trong các ứng dụng như pháp luật, hệ thống ảnh y tế, thì việc mong muốn
phương tiện chứa tin có thể khôi phục lại với ảnh gốc để xem xét về mặt pháp lý
hoặc trong ảnh viễn thám và quân sự luôn đòi hỏi độ chính xác cao. Chính vì vậy
mà tính thuận nghịch của phương pháp giấu tin được sử dụng.
Những thuật toán giấu tin thuận nghịch có thể được chia thành ba loại: thứ
nhất những thuật toán giấu tin thuận nghịch xác thực không bền vững (fragile
authentication), thứ 2 những thuật toán giấu tin thuận nghịch có khả năng nhúng cao
(high data embedding capacity) và thứ 3 những thuật toán giấu tin thuận nghịch xác
thực bán không bền vững (semi-fragile authentication). Có thể liệt kê các phương
pháp giấu thuận nghịch của các tác giả như sau:

1. Barton sáng chế của Mỹ số 5.646.997 (97) (1)
2. Honsinger và các cộng sự. US Patent số 6.278.791 B1 (01) (1)
3. Phương pháp của Fridrich và các cộng sự (SPIE01) (1).
4. Phương pháp của de Vleeschouwer và các cộng sự. (MMSP01) (3)