Đề tài Ứng dụng ẩn mã và giấu tin trong ảnh

Đồ án tốt nghiệp – Khoa ATTT – Học viện KTMM – Khóa 2006-2011
MỤC LỤC
MỤC LỤC 1
DANH MỤC HÌNH ẢNH 3
LỜI MỞ ĐẦU 4
CHƯƠNG I : GIỚI THIỆU CHUNG VỀ AN TOÀN THÔNG TIN DỮ LIỆU
VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP BẢO VỆ 7
1.1. Các khái niệm 7
1.1.1.Thế nào là thông tin 7
1.1.2. Thế nào là an toàn bảo mật thông tin 7
1.1.3. An toàn bảo mật thông tin và vai trò 9
1.1.4. Phân loại các hình thức tấn công 9
1.1.5. Dịch vụ, cơ chế, tấn công 10
1.2. Các phương pháp bảo vệ 12
1.2.1. Phương pháp bảo vệ thông thường 12
1.2.2. Phương pháp bảo vệ dùng phần cứng 12
1.2.3. Phương pháp bảo vệ dùng phần mềm 12
1.3. Đánh giá độ an toàn và bảo vệ thông tin dữ liệu 12
1.3.1. Tổng quan 12
1.3.2. Đánh giá mức độ an toàn hệ thống 13
1.3.2.1. Đánh giá mức độ an toàn mạng 13
1.3.2.2. Đánh giá mức độ an toàn Internet 13
1.3.2.3. Đánh giá mức độ an toàn ứng dụng 14
1.3.2.4. Đánh giá mức độ an toàn vật lý 14
1.3.2.5. Đánh giá về chính sách sử dụng mạng 14
1.3.3. An toàn phần mềm 15
1.3.4. Sự phát triển của công nghệ và các ảnh hưởng 15
15
CHƯƠNG II : GIẤU THÔNG TIN TRONG ĐA PHƯƠNG TIỆN VÀ ỨNG
DỤNG 16
2.1. Đa phương tiện 16

2.2. Giấu tin trong dữ liệu đa phương tiện 16
2.2.2. Phân loại các kỹ thuật giấu tin 16
2.2.3. Môi trường giấu tin 18
2.2.4. Giấu tin trong ảnh 18
GVHD: TS.Nguyễn Chung Tiến 1 SVTH: Nguyễn Duy Thắng
Đồ án tốt nghiệp – Khoa ATTT – Học viện KTMM – Khóa 2006-2011
2.2.5. Giấu tin trong audio 19
2.2.6. Giấu tin trong video 19
2.3. Steganalysis 19
2.3.1. Steganalysis có mục tiêu 20
2.3.2. Steganalysis thám 20
2.4. Một số ứng dụng của giấu tin 20
2.4.1. Bảo vệ bản quyền tác giả (copyright protection) 20
2.4.2. Xác thực thông tin và phát hiện giả mạo thông tin (authentication
and tamper detection) 22
2.4.3. Dấu vân tay và dán nhãn (fingerprinting and labeling) 24
2.4.4. Điều khiển truy cập (copy control) 24
2.4.5. Truyền thông tin mật (steganography) 24
CHƯƠNG III : TÌM HIỂU CÁC PHƯƠNG PHÁP GIẤU TIN TRONG ẢNH
25
3.1. Các định dạng ảnh thường được sử dụng để giấu tin 25
3.1.1. Định dạng ảnh BITMAP 25
3.1.2. Định dạng ảnh .JPEG 26
3.1.3. Định dạng ảnh .GIF 28
3.1.4. Định dạng ảnh PNG 30
3.2. Kỹ thuật được sử dụng để giấu tin trong ảnh 31
3.2.1. Kỹ thuật Injection 31
3.2.2. Kỹ thuật Substitution 32
3.2.3. Kỹ thuật Generation 33
3.3. Kỹ thuật giấu tin trong ảnh sử dụng các bit LSB 34

CHƯƠNG IV : XÂY DỰNG CHƯƠNG TRÌNH GIẤU TIN DỰA TRÊN
THUẬT TOÁN LSB 36
4.1. Xây dựng chương trình dựa trên thuật toán LSB 36
4.1.1. Ảnh BITMAP 36
4.1.2. Ý nghĩa của các phần trong tệp ảnh bitmap 37
4.1.3. Kích thước và giá trị các trường trong tệp ảnh 37
4.2. Thuật toán LSB 39
4.3. Giới thiệu về chương trình demo 40
4.3.1. Giới thiệu ngôn ngữ sử dụng 40
4.3.2. Mã nguồn chương trình 41
GVHD: TS.Nguyễn Chung Tiến 2 SVTH: Nguyễn Duy Thắng
Đồ án tốt nghiệp – Khoa ATTT – Học viện KTMM – Khóa 2006-2011
4.4. Chương trình demo 44
Phần 1 : Giấu đoạn text dữ liệu vào trong file ảnh bitmap 44
Phần 2 : Giấu 1 file dữ liệu vào trong file ảnh bitmap 49
KẾT LUẬN 55
1. Đánh giá 55
2. Phát triển và hạn chế của đề tài 56
TÀI LIỆU THAM KHẢO 56
PHỤ LỤC 57
Mã nguồn chương trình đầy đủ 57
Nội dung chi tiết 57
DANH MỤC HÌNH ẢNH
GVHD: TS.Nguyễn Chung Tiến 3 SVTH: Nguyễn Duy Thắng
Đồ án tốt nghiệp – Khoa ATTT – Học viện KTMM – Khóa 2006-2011

LỜI MỞ ĐẦU
GVHD: TS.Nguyễn Chung Tiến 4 SVTH: Nguyễn Duy Thắng
Đồ án tốt nghiệp – Khoa ATTT – Học viện KTMM – Khóa 2006-2011
Chắc không ai là không biết về sự kiện 11/9, hai toà cao ốc trung tâm

thương mại thế giới của Mĩ đã bị khủng bố khiến biết bao người thiệt mạng,
đó là một ngày kinh hoàng đối với nước Mĩ nói riêng và thế giới nói chung.
Vậy làm sao khủng bố lại có thể “qua mặt” cơ quan tình báo CIA của Mĩ để
thực hiện được vụ khủng bố một cách dễ dàng như vậy? Mãi gần đây mới có
câu trả lời, đó là vì chúng đã áp dụng công nghệ Datahiding, ở đây tạm dịch là
Công nghệ Giấu Tin, với công nghệ này chúng có thể truyền tin cho đồng bọn
trên các phương tiện đại chúng mà không bị phát hiện. Cuộc cách mạng thông
tin kỹ thuật số đã đem lại những thay đổi sâu sắc trong xã hội và trong cuộc
sống của chúng ta. Những thuận lợi mà thông tin kỹ thuật số mang lại cũng
sinh ra những thách thức và cơ hội mới cho quá trình đổi mới. Mạng Internet
toàn cầu đã biến thành một xã hội ảo nơi diễn ra quá trình trao đổi thông tin
trong mọi lĩnh vực chính trị, quân sự, quốc phòng, kinh tế, thương mại…Và
chính trong môi trường mở và tiện nghi như thế xuất hiện những vấn nạn, tiêu
cực đang rất cần đến các giải pháp hữu hiệu cho vấn đề an toàn thông tin như
nạn xuyên tạc thông tin, truy nhập thông tin trái phép, v.v Đi tìm giải pháp
cho những vấn đề này không chỉ giúp ta hiểu thêm về công nghệ phức tạp
đang phát triển rất nhanh này mà còn đưa ra những cơ hội kinh tế mới cần
khám phá.
Giấu tin dữ liệu đa phương tiện 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(che dấu thông 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, xác thực thông tin và điều khiển truy cập ứng dụng
trong an toàn và bảo mật thông tin.
Để tìm hiểu sâu hơn về công nghệ giấu tin trong ảnh đề tài của em đã
tiến hành tìm hiểu các phương pháp để giấu tin, cách thức giấu tin và giấu các
loại tin khác nhau như thế nào. Ở đề tài này em đã nghiên cứu cách thức giấu
tin trong ảnh Bitmap, ảnh JPEG, ảnh Tif các loại tin được giấu như một đoạn
văn bản, một tệp Word thậm chí là giấu ảnh trong ảnh…
Từ đó em đã chọn đề tài : “Ứng dụng ẩn mã và giấu tin trong ảnh”

Đề tài của em gồm 5 chương :
- Chương I : Giới thiệu chung về an toàn thông tin và các phương
pháp bảo vệ.
GVHD: TS.Nguyễn Chung Tiến 5 SVTH: Nguyễn Duy Thắng
Đồ án tốt nghiệp – Khoa ATTT – Học viện KTMM – Khóa 2006-2011
- Chương II : Giới thiệu về giấu tin.
- Chương III : Giấu thông tin trong đa phương tiện và ứng dụng
- Chương VI : Tìm hiểu các phương pháp giấu tin trong ảnh
- Chương V : Xây dựng chương trình giấu tin dựa trên thuật toán LSB
Em rất mong nhận được những ý kiến đóng góp của thầy cô và các bạn
để đồ án ngày càng hoàn thiện.
Em xin cảm ơn tập thể giảng viên Khoa An toàn Thông tin - Học viện
Kỹ thuật Mật Mã đã tận tình giảng dạy, hướng dẫn và trang bị kiến thức cho
em trong suốt 5 năm học vừa qua để từ đó đã tạo điều kiện tốt nhất cho em
thực hiện đồ án tốt nghiệp. Em xin cảm ơn thầy giáo, gia đình và bạn bè đã cổ
vũ, động viên rất nhiều để em có được sự quyết tâm, nỗ lực thực hiện mục
tiêu của mình.
Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo TS.Nguyễn Chung Tiến đã tận
tình giúp đỡ và hướng dẫn em hoàn thành đồ án tốt nghiệp này.
Em xin chân thành cảm ơn!!
Hà Nội, tháng 6 năm 2011

Sinh viên
Nguyễn Duy Thắng
GVHD: TS.Nguyễn Chung Tiến 6 SVTH: Nguyễn Duy Thắng
Đồ án tốt nghiệp – Khoa ATTT – Học viện KTMM – Khóa 2006-2011
CHƯƠNG I : GIỚI THIỆU CHUNG VỀ AN TOÀN THÔNG
TIN DỮ LIỆU VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP BẢO VỆ
1.1. Các khái niệm
1.1.1.Thế nào là thông tin

Trong cuộc sống con người luôn có nhu cầu trao đổi thông tin
với nhau. Những thông tin được trao đổi rất phong phú và được truyền
trên nhiều dạng khác nhau ví dụ như: dùng thư tay, dùng sóng điện từ
(điện thoại), dùng mạng Internet…
Vậy thông tin là gì? Hiện nay chưa có khái niệm đầy đủ về khái niệm
thông tin. Theo lý thuyết thông tin thì thông tin được định nghĩa là vật liệu
đầu tiên được gia công trong hệ thống truyền tin. Có thể khái quát rằng là sự
phản ánh sự vật, sự việc, hiện tượng của thế giới khách quan và các hoạt động
của con người trong đời sống xã hội. Điều cơ bản là con người thông qua việc
cảm nhận thông tin làm tăng hiểu biết cho mình và tiến hành những hoạt động
có ích cho cộng đồng.
1.1.2. Thế nào là an toàn bảo mật thông tin
Ngày nay, khi mà nhu cầu trao đổi thông tin dữ liệu ngày càng lớn và
đa dạng, các tiến bộ về điện tử viễn thông và công nghệ thông tin không
ngừng được phát triển để nâng cao chất lượng cũng như lưu lượng truyền
tin thì biện pháp bảo vệ thông tin ngày càng được đổi mới. An toàn bảo
mật thông tin là một chủ đề rộng, có liên quan đến nhiều lĩnh vực khác
nhau trong thực tế.
Vậy an toàn bảo mật thông tin là gì? đó là đảm bảo sự an toàn
cho thông tin gửi cũng như thông tin nhận giúp xác nhận đúng thông
tin khi nhận và đảm bảo tính toàn vẹn, sẵn sàng tin cậy, không bị tấn công
hay thay đổi thông tin khi truyền đi. Các hệ thống và những dịch vụ có khả
năng chống lại những tai hoạ, lỗi và sự tác động không mong đợi, các thay
đổi tác động đến độ an toàn của hệ thống là nhỏ nhất .
Không thể đảm bảo an toàn 100%, nhưng ta có thể giảm bớt các rủi ro
không mong muốn dưới tác động từ mọi phía của các lĩnh vực hoạt động kinh
tế xã hội . Khi các tổ chức, đơn vị tiến hành đánh giá những rủi ro và cân nhắc
kỹ những biện pháp đối phó về ATTT, họ luôn luôn đi đến kết luận: những
GVHD: TS.Nguyễn Chung Tiến 7 SVTH: Nguyễn Duy Thắng
Đồ án tốt nghiệp – Khoa ATTT – Học viện KTMM – Khóa 2006-2011

giải pháp công nghệ (kỹ thuật) đơn lẻ không thể cung cấp đủ sự an toàn.
Những sản phẩm Anti-virus, Firewalls và các công cụ khác không thể cung
cấp sự an toàn cần thiết cho hầu hết các tổ chức. ATTT là một mắt xích liên
kết hai yếu tố: yếu tố công nghệ và yếu tố con người.
1. Yếu tố công nghệ: bao gồm những sản phẩm như Firewall, phần
mềm phòng chống virus, giải pháp mật mã, sản phẩm mạng, hệ điều hành và
những ứng dụng như: trình duyệt Internet và phần mềm nhận Email từ máy
trạm.
2. Yếu tố con người: Là những người sử dụng máy tính, những người
làm việc với thông tin và sử dụng máy tính trong công việc của mình. Hai yếu
tố trên được liên kết lại thông qua các chính sách về ATTT.
Theo tiêu chuẩn ISO 17799, An Toàn Thông Tin là khả năng bảo vệ
đối với môi trường thông tin kinh tế xã hội, đảm bảo cho việc hình thành, sử
dụng và phát triển vì lợi ích của mọi công dân, mọi tổ chức và của quốc gia.
Thông qua các chính sách về ATTT , lãnh đạo thể hiện ý chí và năng lực của
mình trong việc quản lý hệ thống thông tin. ATTT được xây dựng trên nền
tảng một hệ thống các chính sách, quy tắc, quy trình và các giải pháp kỹ thuật
nhằm mục đích đảm bảo an toàn tài nguyên thông tin mà tổ chức đó sở hữu
cũng như các tài nguyên thông tin của các đối tác, các khách hàng trong một
môi trường thông tin toàn cầu. Như vậy , với vị trí quan trọng của mình , có
thể khẳng định vấn đề ATTT phải bắt đầu từ các chính sách trong đó con
người là mắt xích quan trọng nhất.
Con người – khâu yếu nhất trong toàn bộ quá trình đảm bảo an toàn
thông tin . Hầu như phần lớn các phương thức tấn công được hacker sử dụng
là khai thác các điểm yếu của hệ thống thông tin và đa phần các điểm yếu đó
rất tiếc lại do con người tạo ra. Việc nhận thức kém và không tuân thủ các
chính sách về ATTT là nguyên nhân chính gây ra tình trạng trên. Đơn cử là
vấn đề sử dụng mật khẩu đã được quy định rất rõ trong các chính sách về
ATTT song việc tuân thủ các quy định lại không được thực hiện chặt chẽ.
Việc đặt một mật khẩu kém chất lượng, không thay đổi mật khẩu định kỳ,

quản lý mật khẩu lỏng lẻo là những khâu yếu nhất mà hacker có thể lợi dụng
để xâm nhập và tấn công.
GVHD: TS.Nguyễn Chung Tiến 8 SVTH: Nguyễn Duy Thắng
Đồ án tốt nghiệp – Khoa ATTT – Học viện KTMM – Khóa 2006-2011
1.1.3. An toàn bảo mật thông tin và vai trò
An toàn bảo mật thông tin đang là vấn đề quan tâm hiện nay bởi xã
hội phát triển nhu cầu trao đổi thông tin không ngừng tăng lên, các thông
tin đòi hỏi phải được đảm bảo an toàn ở mức tốt nhất có thể trước sự tấn
công để đánh cắp cũng như sửa đổi thông tin.
Ví dụ như: muốn trao đổi tiền với ngân hàng phải sử dụng thẻ tín dụng
và sử dụng hệ thống mạng để trao đổi giữa ngâng hàng và người sử dụng thẻ
tín dụng đó giả sử số thẻ tín dụng bị đánh cắp thì sao? Nếu thông tin không
được bảo vệ tốt.Từ đó thấy vai trò của an toàn bảo mật thông tin là vô cùng
quan trọng trong nhiều lĩnh vực trong cuộc sống cũng như chính trong lĩnh
vực công nghệ thông tin.
1.1.4. Phân loại các hình thức tấn công
Hình 1.1: Ví dụ về tấn công giả mạo
Các hệ thống trên mạng có thể là đối tượng của nhiều kiểu tấn công:
- Tấn công giả mạo là một thực thể tấn công giả danh một thực thể khác.
Tấn công giả mạo thường được kết hợp với các dạng tấn công khác như
tấn công chuyển tiếp và tấn công sửa đổi thông báo.
- Tấn công chuyển tiếp xảy ra khi một thông báo, hoặc một phần thông
báo được gửi nhiều lần, gây ra các tác động tiêu cực.
GVHD: TS.Nguyễn Chung Tiến 9 SVTH: Nguyễn Duy Thắng
Đồ án tốt nghiệp – Khoa ATTT – Học viện KTMM – Khóa 2006-2011
- Tấn công sửa đổi thông báo xảy ra khi nội dung của một thông báo bị
sửa đổi nhưng không bị phát hiện.
- Tấn công từ chối dịch vụ xảy ra khi một thực thể không thực hiện chức
năng của mình, gây cản trở cho các thực thể khác thực hiện chức năng
của chúng.

- Tấn công từ bên trong hệ thống xảy ra khi người dùng hợp pháp cố tình
hoặc vô ý can thiệp hệ thống trái phép. Còn tấn công từ bên ngoài là
nghe trộm, thu chặn, giả mạo người dùng hợp pháp và vượt quyền hoặc
lách qua các cơ chế kiểm soát truy nhập.
Các hình thức tấn công cũng có thể được phân loại theo các tiêu chí sau:
Tấn công bị động. Do thám, theo dõi đường truyền để:
- Nhận được nội dung bản tin
- Theo dõi luồng truyền tin
Tấn công chủ động. Thay đổi luồng dữ liệu để:
- Giả mạo một người nào đó.
- Lặp lại bản tin trước
- Thay đổi ban tin khi truyền
- Từ chối dịch vụ.
1.1.5. Dịch vụ, cơ chế, tấn công
Nhu cầu thực tiến dẫn đến sự cần thiết có một phương pháp hệ thống
xác định các yêu cầu an ninh của tổ chức. Trong đó cần có tiếp cận tổng thể
xét cả ba khía cạnh của an toàn thông tin: bảo vệ tấn công, cơ chế an toàn và
dịch vụ an toàn.
1.1.5.1. Các dịch vụ an toàn
Đây là công cụ đảm bảo an toàn của hệ thống xử lý thông tin và truyền
thông tin trong tổ chức. Chúng được thiết lập để chống lại các tấn công phá
hoại. Có thể dùng một hay nhiều cơ chế an toàn để cung cấp dịch vụ.
Thông thường cần phải tạo ra các liên kết với các tài liệu vật lý: như có
chữ ký, ngày tháng, bảo vệ cần thiết chống khám phá, sửa bậy, phá hoại, được
công chứng, chứng kiến, được ghi nhận hoặc có bản quyền.
1.1.5.2. Các cơ chế an toàn
GVHD: TS.Nguyễn Chung Tiến 10 SVTH: Nguyễn Duy Thắng
Đồ án tốt nghiệp – Khoa ATTT – Học viện KTMM – Khóa 2006-2011
Từ các công việc thực tế để chống lại các phá hoại an ninh, cần hệ
thống và sắp xếp lại tạo thành các cơ chế an ninh khác nhau. Đây là cơ chế

được thiết kế để phát hiện, bảo vệ hoặc khôi phục do tấn công phá hoại.
Không có cơ chế đơn lẻ nào đáp ứng được mọi chức năng yêu cầu của
công tác an ninh. Tuy nhiên có một thành phần đặc biệt nằm trong mọi cơ chế
an toàn đó là: kỹ thuật mã hoá. Do đó chúng ta sẽ dành một thời lượng nhất
định tập trung vào lý thuyết mã.
1.1.5.3. Tấn công phá hoại an ninh
Xác định rõ thế nào là các hành động tấn công phá họai an ninh. Đó là
mọi hành động chống lại sự an toàn thông tin của các tổ chức.
An toàn thông tin là bàn về bằng cách nào chống lại tấn công vào hệ
thống thông tin hoặc phát hiện ra chúng. Trên thực tế có rất nhiều cách và
nhiều kiểu tấn công khác nhau. Thường thuật ngữ đe doạ và tấn công được
dùng như nhau. Cần tập trung chống một số kiểu tấn công chính: thụ động và
chủ động.
Hình 1.2: Tấn công phá hoại an ninh
GVHD: TS.Nguyễn Chung Tiến 11 SVTH: Nguyễn Duy Thắng
Đồ án tốt nghiệp – Khoa ATTT – Học viện KTMM – Khóa 2006-2011
1.2. Các phương pháp bảo vệ
1.2.1. Phương pháp bảo vệ thông thường
Đây là phương pháp dùng biện pháp hành chính để bảo vệ thông tin,
thông tin được đăng ký và được bảo vệ bởi các cơ quan hành chính nhưng
thông tin được bảo vệ chỉ hạn hẹp ở một số các lĩnh vực nhất định.
1.2.2. Phương pháp bảo vệ dùng phần cứng
Đây là phương pháp bảo vệ dùng các biện pháp kỹ thuật sử dụng để
bảo vệ thông tin, biện pháp này được tích hợp trên các thiết bị phần phần
cứng.
1.2.3. Phương pháp bảo vệ dùng phần mềm
Đây là phương pháp được quan tâm nhất bởi môi trường truyền
tin hiện nay là môi trường mạng, đây là môi trường dễ xâm nhập nhất,
đồng thời dữ liệu dễ xảy ra sự cố nhất.Biện pháp bảo vệ dùng phần mềm vừa
đáp ứng vừa hiệu quả đặc biệt là trong môi trường mạng.

Biện pháp bảo vệ dùng phần mềm thực ra là dùng thuật toán mã hóa,
hay dùng một thông tin khác làm vỏ bảo vệ hoặc kết hợp cả hai. Trong đó
phương pháp thứ hai dùng một thông tin khác làm vỏ bảo vệ chính là sử
dụng dữ liệu đa phương tiện như ảnh, audio, video để làm lớp vỏ bọc cho
thông tin giấu trong đó, đồng thời kết hợp với phương pháp mã hóa
để thông tin được bảo vệ an toàn hơn.
1.3. Đánh giá độ an toàn và bảo vệ thông tin dữ liệu
1.3.1. Tổng quan
Bảo vệ an toàn thông tin dữ liệu là một chủ đề khó đánh giá được như
thế nào là tối ưu nó căn cứ vào rất nhiều yếu tố như kinh tế, độ phức tạp
của hệ thống…Một hệ thống được chấp nhận là đảm bảo an toàn nếu như
nhu cầu an toàn thông tin dữ liệu bên nhận và bên gửi được thỏa mãn. Phải dự
kiến được trước các tình huống xảy ra, nếu thông tin bị đánh cắp có thể phục
vụ mục đích gì để từ đó có cách đối phó.
Các phương pháp bảo vệ phụ thuộc vào chính chủ sở hữu các thông
tin đó và hệ thống bảo vệ đó cũng chỉ có tính tương đối. Không có một
phương pháp bảo vệ nào hiệu quả tuyệt đối với mọi trường hợp, tùy
theo phương pháp và người sử dụng thì có phương pháp bảo vệ tương ứng.
GVHD: TS.Nguyễn Chung Tiến 12 SVTH: Nguyễn Duy Thắng
Đồ án tốt nghiệp – Khoa ATTT – Học viện KTMM – Khóa 2006-2011
1.3.2. Đánh giá mức độ an toàn hệ thống
Yêu cầu của mục này là đánh giá mức độ an toàn của các hệ điều hành
được sử dụng trong mạng như Windows NT, Windows 2000, Windows,
UNIX, Linux, hay các lớp giữa (coremiddleware) như Oracle, MS SQL,
MS Exchange, Lotus Notes,
Các hệ thống này sẽ được kiểm tra về các tính năng định danh và xác
thực, phân quyền truy nhập, bảo mật, tính toàn vẹn (integrity) và không thể từ
chối (non-repudiation). Các phương thức đề đánh giá các tính năng của hệ
thống dựa vào danh sách các lỗ hổng về bảo mật được đưa ra bởi nhà cung
cấp chính các hệ điều hành đó. Các công cụ phần mềm cũng được phát triển

để hỗ trợ cho các thao tác này (xem mục Công cụ để biết về những phần mềm
phát hiện lỗ hổng của Windows, công cụ phát hiện lỗ hổng của UNIX sẽ được
cung cấp trong thời gian sớm nhất).
1.3.2.1. Đánh giá mức độ an toàn mạng
Không phải tất cả tấn công đều xuất phát từ Internet. Mạng nội bộ cũng
cần có các tính năng kiểm soát an toàn, có các quy trình và kỹ thuật thích hợp
để ngăn chặn các tấn công có chủ ý hoặc những lỗi mắc phải. Đánh giá về an
toàn mạng tập trung vào thiết kế mạng, cấu hình của mạng và cách sử dụng
mạng. Nó bao gồm cả các hệ điều hành mạng, các thiết bị dẫn đường (router),
bridges, switch và các thiết bị mạng khác.
Để đánh giá mức độ an toàn mạng có các công cụ xâm nhập và tự động
quét các cấu hình lỗi của hệ thống.
1.3.2.2. Đánh giá mức độ an toàn Internet
Đối với các doanh nghiệp có kết nối với Internet hoặc cung cấp dịch cụ
trên Internet thì còn phải lưu ý đến việc đánh giá các nguy cơ đến từ Internet,
đó là các nguy cơ tấn công của virus lây lan qua thư, các con sâu (worm) như
Code Red hay Nimda, ngoài ra là còn sự nghe trộm thông tin (sniffer), xâm
nhập bất hợp pháp (intrusion) hoặc tấn công từ chối dịch vụ (DoS).
Để đánh giá được sự an toàn khi truy nhập Internet cần có những
chuyên gia cùng với những thông tin mới nhất. Công cụ phần mềm cũng có
thể hỗ trợ kiểm tra virus trong máy tính, tìm kiếm một số lỗ hổng về bảo mật
khi truy nhập Internet và một số lời khuyên hữu ích.
GVHD: TS.Nguyễn Chung Tiến 13 SVTH: Nguyễn Duy Thắng
Đồ án tốt nghiệp – Khoa ATTT – Học viện KTMM – Khóa 2006-2011
1.3.2.3. Đánh giá mức độ an toàn ứng dụng
Các ứng dụng các thể tạo ra các lỗ hổng và cửa hậu (back-door) trong
hệ thống của chúng ta. Hãy đánh giá kỹ độ tin cậy của nhà cung cấp các sản
phẩm ứng dụng trên mạng, đối với các sản phẩm tự phát triển hãy kiểm tra
các đoạn mã mất an toàn được để lại trong mã chương trình nguồn.
Việc trao đổi thông tin giữa các ứng dụng trên mạng cũng là một vấn

đề cần quan tâm. Hệ thống mạng đã đủ an toàn cho các thông tin này chưa,
hay cần phải áp dụng thêm những biện pháp bảo mật bổ sung. Một hệ thống
mã hoã và ký điện tử PGP (Pretty Good Privacy) cho các Email viết hoa với
các khách hàng quan trọng là một điều không thừa.
1.3.2.4. Đánh giá mức độ an toàn vật lý
Một vấn đề về bảo mật là bảo vệ an toàn nơi làm việc. Cần phải đanh
giá về chính sách bảo vệ, hoạt động với các nhân viên, khách hàng ra vào
công ty.
Cũng không thể loại trừ việc bảo vệ các tài sản liên quan đến thông tin
trong những điều kiện đặc biệt như thiên tai hay hoả hoạn cần xem xét về các
kế hoạch khẩn cấp, kế hoạch quản lý rủi ro hay đơn giản chỉ là sao lưu nhiều
bản các dữ liệu.
1.3.2.5. Đánh giá về chính sách sử dụng mạng
Đối với các hệ thống vừa và nhỏ vấn đề các công nghệ và các phần
mềm bảo mật không phải là tất cả. Đối với các trường hợp mất an toàn thông
tin do lỗi phần mềm, các bản sửa lỗi sẽ được phát hành ngay lập tức, hay là
các tấn công từ bên ngoài, chúng rất nguy hiểm nhưng không chiếm số lượng
lớn. Một tỷ lệ rất lớn các nguyên nhân gây mất mát thông tin hay góp phần
vào đó là do lỗi khi sử dụng phần mềm hoặc cách thức sử dụng không hợp lý.
Đánh giá về chính sách sử dụng là xem xét kỹ luỡng quy trình quản trị,
theo dõi hệ thống mạng, các quy định về sử dụng mạng của các thành viên và
quy định về trách nhiệm khi sử dụng mạng.
Các biện pháp khác:
Đào tạo kiến thức về an toàn thông tin bao gồm các kiến thức về mạng,
các hệ điều hành mạng, an toàn thông tin trong việc phát triển ứng dụng và hỗ
trợ.
Sử dụng phương pháp đánh giá bởi các hacker trung thực. Một số các
nhà cung cấp dịch vụ an toàn cao cấp có dịch vụ sử dụng một nhóm các
GVHD: TS.Nguyễn Chung Tiến 14 SVTH: Nguyễn Duy Thắng
Đồ án tốt nghiệp – Khoa ATTT – Học viện KTMM – Khóa 2006-2011

chuyên gia có kinh nghiệm về an toàn thử nghiệm đột nhập vào hệ thống để
phát hiện ra các lỗ hổng về bảo mật.
1.3.3. An toàn phần mềm
Phần mềm là yếu tố đảm bảo an toàn dữ liệu đầu tiên, phần mềm quy
định phần cứng hỗ trợ cho nó để có khả năng bảo vệ hiệu quả nhất thông tin
dữ liệu.
1.3.4. Sự phát triển của công nghệ và các ảnh hưởng
Công nghệ thông tin phát triển nhanh, đồng thời cũng gia tăng
các nguy cơ xâm nhập thông tin dữ liệu vào các hệ thống thông tin. Với kẻ
xâm nhập tùy theo mục đích mà có những cách thức xâm nhập ngày càng tinh
vi hơn, đòi hỏi yêu cầu bảo vệ cần được cải tiến và phải hiệu quả hơn.
Các công nghệ bảo mật mới cần được nghiên cứu và ứng dụng
vào trong thực tế để kịp đáp ứng nhu cầu bảo vệ an toàn thông tin dữ liệu.


GVHD: TS.Nguyễn Chung Tiến 15 SVTH: Nguyễn Duy Thắng
Đồ án tốt nghiệp – Khoa ATTT – Học viện KTMM – Khóa 2006-2011
CHƯƠNG II : GIẤU THÔNG TIN TRONG ĐA PHƯƠNG
TIỆN VÀ ỨNG DỤNG
2.1. Đa phương tiện
Đa phương tiện (Multimedia) là nhiều hệ thống truyền thông, các
dữ liệu hay các thông tin đa phương tiện gồm: text (văn bản),
graphic(hình họa), animation (hoạt ảnh), Image(ảnh chụp), video, audio.
2.2. Giấu tin trong dữ liệu đa phương tiện
Giấu thông tin là kỹ thuật nhúng(embedding) một lượng thông tin
số nào đó vào trong một đối tượng dữ liệu số khác. Sự khác biệt giữa mã hóa
thông tin đã nói ở trên và giấu thông tin là mã hóa làm cho các thông tin
hiện rõ là nó có được mã hóa hay không, còn với giấu thông tin thì sẽ khó
phát hiện ra được rằng có thông tin giấu bên trong.
Yêu cầu cơ bản của việc giấu tin là đảm bảo tính chất ẩn của thông tin

được giấu đồng thời không làm ảnh hưởng đến chất lượng của dữ liệu gốc.
Mục đích của giấu tin có hai khía cạnh chính:
Bảo mật cho dữ liệu đem giấu (embedded data), chẳng hạn như
giấu thông tin mật trong một đối tượng nào đó sao cho người khác không
phát hiện được.
Đảm an toàn bảo mật cho chính đối tượng được dùng để giấu dữ liệu
vào (host data) .
Kỹ thuật giấu tin đã được nghiên cứu và áp dụng trong nhiều
môi trường dữ liệu khác nhau như trong dữ liệu đa phương tiện (text,
image, audio, video), trong các sản phẩm phần mềm, và gần đây là trong cở
sở dữ liệu quan hệ, trong đó thì dữ liệu đa phương tiện chiếm tỉ lệ chủ yếu
trong kỹ thuật giấu tin.
2.2.2. Phân loại các kỹ thuật giấu tin
Do kỹ thuật giấu thông tin số mới được hình thành trong thời gian gần
đây nên xu hướng phát triển chưa ổn định.
GVHD: TS.Nguyễn Chung Tiến 16 SVTH: Nguyễn Duy Thắng
Đồ án tốt nghiệp – Khoa ATTT – Học viện KTMM – Khóa 2006-2011
Hình 2.1: Lược đồ cho quá trình giải mã
Nhiều phương pháp mới, theo nhiều khía cạnh khác nhau đang và chắc
chắn sẽ được đề xuất, bởi vậy một định nghĩa chính xác, một sự đánh giá
phân loại rõ ràng chưa thể có được. Sơ đồ phân loại dưới đây được Fabien A.
P. Petitcolas đề xuất năm 1999.
Hình 2.2: Một cách phân loại các kỹ thuật giấu tin
Sơ đồ phân loại này như một bức tranh khái quát về ứng dụng và kỹ
thuật giấu thông tin. Dựa trên việc thống kê sắp xếp khoảng 100 công trình đã
GVHD: TS.Nguyễn Chung Tiến 17 SVTH: Nguyễn Duy Thắng
Đồ án tốt nghiệp – Khoa ATTT – Học viện KTMM – Khóa 2006-2011
công bố trên một số tạp chí, cùng với thông tin về tên và tóm tắt nội dung của
khoảng 200 công trình đã công bố trên Internet, có thể chia lĩnh vực giấu tin
ra làm hai hướng lớn, đó là watermarking và steganography.

Nếu như watermark (thủy vân, thủy ấn) quan tâm nhiều đến ứng dụng
giấu các mẩu tin ngắn nhưng đòi hỏi độ bền vững lớn của thông tin cần giấu
(trước các biến đổi thông thường của tệp dữ liệu môi trường) thì
steganography lại quan tâm tới ứng dụng che giấu các bản tin đòi hỏi độ bí
mật và dung lượng càng lớn càng tốt.
Đối với từng hướng lớn này, quá trình phân loại theo các tiêu chí khác
có thể tiếp tục được thực hiện, ví dụ dựa theo ảnh hưởng các tác động từ bên
ngoài có thể chia watermark thành hai loại, một loại bền vững với các tác
động sao chép trái phép, loại thứ hai lại cần tính chất hoàn toàn đối lập: dễ bị
phá huỷ trước các tác động nói trên.
Cũng có thể chia watermark theo đặc tính, một loại cần được che giấu
để chỉ có một số người tiếp xúc với nó có thể thấy được thông tin, loại thứ hai
đối lập, cần được mọi người nhìn thấy.
2.2.3. Môi trường giấu tin
Kỹ thuật giấu tin đã được nghiên cứu và áp dụng trong nhiều môi
trường dữ liệu khác nhau như trong dữ liệu đa phương tiện (text, image,
audio, video), trong sản phẩm phần mềm và gần đây là những nghiên cứu trên
môi trường cơ sở dữ liệu quan hệ. Trong các môi trường dữ liệu đó thì dữ liệu
đa phương tiện là môi trường chiếm tỉ lệ chủ yếu trong các kỹ thuật giấu tin.
2.2.4. Giấu tin trong ảnh
Giấu thông tin trong ảnh hiện nay chiếm tỉ lệ lớn nhất trong các
chương trình ứng dụng, các phần mềm, hệ thống giấu tin trong ảnh đa
phương tiện bởi lượng thông tin trao đổi bằng ảnh là rất lớn, hơn nữa giấu
thông tin ảnh cũng đóng vai trò hết sức quan trọng đối với hầu hết các ứng
dụng bảo vệ an toàn thông tin như: nhận thực thông tin, xác định xuyên tạc
thông tin, bảo vệ bản quyền tác giả, điều khiển truy cập, giấu thông
tin mật
Thông tin sẽ được giấu cùng với dữ liệu ảnh nhưng chất lượng ảnh ít
thay đổi và chẳng ai biết được ảnh đó mang nhưng thông tin có ý nghĩa và để
GVHD: TS.Nguyễn Chung Tiến 18 SVTH: Nguyễn Duy Thắng

Đồ án tốt nghiệp – Khoa ATTT – Học viện KTMM – Khóa 2006-2011
đảm bảo yêu cầu cơ bản của giấu tin thì kỹ thuật giấu tin trong ảnh phụ thuộc
vào hệ thống thị giác của con người.
Ngày nay, khi ảnh số đã được sử dụng rất phổ biến thì giấu tin trong
ảnh đem lại rất nhiều ứng dụng quan trọng trên nhiều lĩnh vực của đời sống
xã hội.
2.2.5. Giấu tin trong audio
Giấu tin trong audio mang những đặc điểm riêng khác với giấu
tin trong các đối tượng đa phương tiện khác. Để đảm bảo yêu cầu cơ bản của
giấu tin thì giấu tin trong audio thuộc vào hệ thống thính giác của
con người.
Hệ thống thính giác của con người nghe được các tín hiệu ở các dải
tần rộng và công xuất lớn đặc điểm này gây khó khăn trong phương pháp
giấu tin trong audio. Tuy nhiên, hệ thống thính giác của con người lại khó
phát hiện sự khác biệt các giải tần và công xuất tức là các âm thanh to, cao tần
có thể che giấu được các âm thanh nhỏ, thấp tần một cách dễ dàng.
Thông tin này sẽ giúp ích cho việc chọn các thông tin sau khi giấu.
Giấu thông tin trong audio đòi hỏi yêu cầu rất cao về tính đồng bộ và tính an
toàn của thông tin.
2.2.6. Giấu tin trong video
Cũng giống như giấu thông tin trong ảnh hay trong audio, nó
phụ thuộc cả vào hệ thống thính giác và thị giác của con người. Và cũng
phát triển theo hai hướng thủy vân và steganography. Nhiều phương pháp
mới đã được được đưa ra như phương pháp phân bố đều của Cox đó là phân
bố thông tin giấu dàn trải theo tần số của dữ liệu gốc.
2.3. Steganalysis
Đây là kỹ thuật phát hiện steganography. Có rất nhiều phương pháp có
thể được dùng để phát hiện steganography như:
Image : 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 có thể muốn tìm kiếm nhiều bản sao và thử so sánh các tập tin
đáng nghi với chúng.
GVHD: TS.Nguyễn Chung Tiến 19 SVTH: Nguyễn Duy Thắng
Đồ án tốt nghiệp – Khoa ATTT – Học viện KTMM – Khóa 2006-2011
Ví dụ : nếu tải về một tập tin JPEG, tập tin nghi ngờ cũng là JPEG và
hai tập tin trông giống nhau hoàn hoàn ngoại trừ một tập tin lớn hơn tập tin
kia. Điều đó rất có thể là trường hợp tập tin nghi ngờ của đó có chứa thông tin
được giấu bên trong.
Audio: Điều này tương tự phương pháp được sử dụng để cố gắng phát
hiện steganography trong các tập tin tranh ảnh ở trên.
Nếu ai đó cố gắng phát hiện thông tin ẩn bên trong một tập tin âm
thanh MP3, thì 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.
2.3.1. Steganalysis có mục tiêu
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.
2.3.2. Steganalysis thám
Hiện nay có rất nhiều loại thuật toán steganalysis thám và có mục tiêu như:
- Nhúng LSB và Histogram Attack
- Phân tích cặp mẫu
- Steganalysis thám hình ảnh JPEG sử dụng phương pháp căn chỉnh
2.4. Một số ứng dụng của giấu tin
Bảo mật thông tin bằng giấu tin có hai khía cạnh. Một là bảo mật cho
dữ liệu đem giấu (embedded data), chẳng hạn như giấu tin mật: thông tin mật
được giấu kỹ trong một đối tượng khác sao cho người khác không phát hiện
được (steganography). Hai là bảo mật chính đối tượng được dùng để giấu dữ
liệu vào (host data), chẳng hạn như ứng dụng bảo vệ bản quyền, phát hiện
xuyên tạc thông tin (watermarking) Một số ứng dụng đang được triển khai .

2.4.1. Bảo vệ bản quyền tác giả (copyright protection)
Đây là ứng dụng cơ bản nhất của kỹ thuật giấu tin. Một thông tin nào
đó mang ý nghĩa quyền sở hữu tác giả sẽ được nhúng vào trong các sản phẩm,
thông tin đó chỉ một mình người chủ sở hữu hợp pháp các sản phẩm đó có và
GVHD: TS.Nguyễn Chung Tiến 20 SVTH: Nguyễn Duy Thắng
Đồ án tốt nghiệp – Khoa ATTT – Học viện KTMM – Khóa 2006-2011
được dùng làm minh chứng cho bản quyền sản phẩm. Giả sử có một thành
phẩm dữ liệu dạng đa phương tiện như ảnh, âm thanh, video cần được lưu
thông trên mạng. Để bảo vệ các sản phẩm chống lại hành vi lấy cắp hoặc làm
nhái cần phải có một kỹ thuật để “dán tem bản quyền” vào sản phẩm này.
Việc dán tem hay chính là việc nhúng thuỷ vân cần phải đảm bảo không để lại
một ảnh hưởng lớn nào đến việc cảm nhận sản phẩm. Yêu cầu kỹ thuật đối
với ứng dụng này là thuỷ vân phải tồn tại bền vững cùng với sản phẩm, muốn
bỏ thuỷ vân này mà không được phép của người chủ sở hữu thì chỉ còn cách
là phá huỷ sản phẩm.
Hình 2.3: Hai ảnh trước và sau khi giấu tin
GVHD: TS.Nguyễn Chung Tiến 21 SVTH: Nguyễn Duy Thắng
Đồ án tốt nghiệp – Khoa ATTT – Học viện KTMM – Khóa 2006-2011

Hình 2.4: Thực chất bên trong ảnh có chứa thông tin chủ sở hữu
2.4.2. Xác thực thông tin và phát hiện giả mạo thông tin (authentication
and tamper detection)
Một tập thông tin sẽ được giấu trong phương tiện chứa, sau đó được sử
dụng để nhận biết xem dữ liệu trên phương tiện gốc có bị thay đổi hay không.
Các thông tin nên được ẩn để tránh sự tò mò của đối phương, hơn nữa việc
làm giả các thông tin hợp lệ hay xuyên tạc thông tin nguồn cũng cần xem xét.
Trong các ứng dụng thực tế, với mong muốn tìm được vị trí bị xuyên tạc cũng
như phân biệt được các thay đổi (ví dụ như phân biệt xem một đối tượng đa
phương tiện chứa thông tin giấu đã bị thay đổi, xuyên tạc nội dung hay là chỉ
bị nén mất dữ liệu). Yêu cầu chung đối với ứng dụng này là khả năng giấu

thông tin cao và thuỷ vân không cần bền vững.
GVHD: TS.Nguyễn Chung Tiến 22 SVTH: Nguyễn Duy Thắng
Đồ án tốt nghiệp – Khoa ATTT – Học viện KTMM – Khóa 2006-2011
Hình 2.5: Ảnh chưa bị xuyên tạc thông tin
Hình 2.6: Ảnh đã bị xuyên tạc thông tin
Minh hoạ một trong hai ảnh đã bị xuyên tạc và ta khó có thể phát hiện được
ảnh nào là giả mạo.
GVHD: TS.Nguyễn Chung Tiến 23 SVTH: Nguyễn Duy Thắng
Đồ án tốt nghiệp – Khoa ATTT – Học viện KTMM – Khóa 2006-2011
2.4.3. Dấu vân tay và dán nhãn (fingerprinting and labeling)
Giấu tin trong những ứng dụng này được sử dụng để nhận diện người
gửi hay người nhận một thông tin nào đó. Ví dụ như các thông tin khác nhau
sẽ được nhúng vào các bản copy 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 dữ liệu, tránh khả năng xoá dấu vết trong khi phân phối.
2.4.4. Điều khiển truy cập (copy control)
Các thiết bị phát hiện thuỷ vân (ở đây sử dụng phương pháp phát hiện
thuỷ vân đã giấu mà không cần thông tin gốc) được gắn sẵn vào trong các hệ
thống đọc ghi, tùy thuộc vào việc có thủy vân hay không để điều khiển (cho
phép/cấm) truy cập. Ví dụ như hệ thống quản lí sao chép DVD đã được ứng
dụng ở Nhật.
2.4.5. Truyền thông tin mật (steganography)
Các thông tin giấu được trong những trường hợp này càng nhiều càng
tốt. Việc giải mã để nhận được thông tin cũng không cần phương tiện chứa
gốc. Áp dụng cho giáo dục trong việc giấu tin cho đề thi cũng như các thông
tin mật trong ngành giáo dục.
GVHD: TS.Nguyễn Chung Tiến 24 SVTH: Nguyễn Duy Thắng
Đồ án tốt nghiệp – Khoa ATTT – Học viện KTMM – Khóa 2006-2011
CHƯƠNG III : TÌM HIỂU CÁC PHƯƠNG PHÁP GIẤU TIN
TRONG ẢNH

3.1. Các định dạng ảnh thường được sử dụng để giấu tin
3.1.1. Định dạng ảnh BITMAP
Đây là một định dạng ảnh khá phổ biến, các tập tin đồ họa được lưu
dưới dạng bmp thường có đuôi là .BMP hoặc .DIB (Device
Independent Bitmap).
Cấu trúc tập tin ảnh BMP gồm 4 phần:
- Bitmap Header(14 bytes): giúp nhận dạng tập tin bitmap.
- Bitmap Information (40 bytes): lưu một số thông tin chi tiết giúp
hiển thị ảnh.
- Color Palette(4*x bytes): x là số màu của ảnh: định nghĩa các màu
sẽ được sử dụng trong ảnh.
- Bitmap data : lưư dữ liệu ảnh.
Các thuộc tính tiêu biểu của một tập tin ảnh BMP là:
- Số bít trên mỗi điểm ảnh (bit per pixel), thường được ký hiệu bởi
n. Một ảnh BMP n-bit có 2n màu. Giá trị n càng lớn thì ảnh
càng có nhiều màu, và càng rõ nét hơn. Giá trị tiêu biểu của n là
1(ảnh đen trắng), 4(ảnh 16 màu), 8(ảnh 256 màu), 16(ảnh 65536
màu), 24(ảnh 16 triệu màu).
- Ảnh BMP 24-bit có chất lượng ảnh trung thực nhất.
- Chiều cao của ảnh (height) được cho bởi điểm ảnh pixel.
- Chiều rộng ảnh(width) cũng được cho bởi các pixel.
Đặc điểm nổi bật của định dạng BMP là tập tin hình ảnh
thường không được nén bằng bất kỳ thuật toán nào. Khi lưu ảnh, các
điểm ảnh được ghi trực tiếp vào tập tin, một điểm ảnh sẽ được mô tả
bởi một hay nhiều byte tùy thuộc vào giá trị n của ảnh.
Do đó ảnh có định dạng BMP thường có kích thước lớn gấp nhiều
lần các định dạng ảnh khác. Nhưng cũng chính do lý do này mà ảnh BMP
thường được dùng để giấu tin nhất trong các thuật toán bởi nếu ảnh nén thì
tin giấu thường bị mật mát theo dữ liệu ảnh.
GVHD: TS.Nguyễn Chung Tiến 25 SVTH: Nguyễn Duy Thắng