Nghiên cứu nâng cao tính bảo mật trong giấu tin, ứng dụng thuật toán giấu tin CPT trên ảnh 24 bit màu

Nghiên cứu nâng cao tính bảo mật trong giấu
tin, ứng dụng thuật toán giấu tin CPT trên ảnh
24 bit màu

Trịnh Thị Hồng

Trường Đại học Công nghệ
Luận văn Thạc sĩ ngành: Hệ thống thông tin; Mã số: 60 48 05
Người hướng dẫn: TS Tống Minh Đức
Năm bảo vệ: 2011

Abstract: Tổng quan về giấu tin trong ảnh số. Giới thiệu về lịch sử giấu tin, một số
ứng dụng của giấu tin mật, trình bày về mô hình giấu tin, các hướng tiếp cận của kỹ
thuật giấu tin trong ảnh, phân loại các kỹ thuật giấu tin trong ảnh số và trình bày tổng
quan về ảnh số. Nghiên cứu một số kỹ thuật giấu tin trên ảnh nhị phân: Kỹ thuật RLE,
Kỹ thuật giấu tin theo khối bit, Kỹ thuật Wu-Lee, Kỹ thuật CPT. Rút ra nhận xét đánh
giá điểm mạnh, điểm yếu của thuật toán ứng với mỗi kỹ thuật. Tìm hiểu về cách áp
dụng các kỹ thuật giấu tin vào ảnh 24 bit màu, ảnh đa cấp xám. Sử dụng giấu tin vào
các mặt phẳng bit. Đưa ra nhận xét đánh giá điểm mạnh, điểm yếu của các phương
pháp và đề xuất một giải pháp nhằm khắc phục sự thay đổi của ảnh sau khi giấu tin so
với ảnh gốc trong trường hợp sử dụng mặt phẳng bit cao để giấu tin. Trình bày một số
kết quả đạt được

Keywords: Công nghệ thông tin; Hệ thống thông tin; Thuật toán giấu tin; Bảo mật
thông tin

Content
MỞ ĐẦU

Sự phát triển của kỹ thuật máy tính và sự bùng nổ của mạng Internet đã đem lại những
thay đổi sâu sắc trong cuộc sống và xã hội chúng ta. Bên cạnh những tiện nghi, thuận lợi mà

thông tin kỹ thuật số mang lại cho chúng ta còn nhiều những thách thức cho quá trình đổi
mới. Trên một xã hội ảo, nơi diễn ra việc trao đổi thông tin trong mọi lĩnh vực chính trị, quân
sự quốc phòng, kinh tế, thương mại … đã 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…
Trong quá trình phát triển của công nghệ, nhiều phương pháp bảo vệ thông tin đã được
đưa ra trong đó giải pháp dùng mật mã học là giải pháp được ứng dụng rộng rãi nhất.Các hệ
mã mật đã được phát triển nhanh chóng và được ứng dụng rất phổ biến cho đến tận ngày
nay.Đã có rất nhiều những hệ mã phức tạp được sử dụng như DES, RSA, NAPSACK ,giải
pháp dùng hệ mã mật đã được chứng minh thực tế là rất hiệu quả và được ứng dụng phổ biến.

2
Sự phát triển của các phương tiện kỹ thuật như máy quét, máy ảnh, máy ghi âm kỹ
thuật số…, cũng như sự phát triển mạnh mẽ của các phần mềm có tính năng mạnh cho phép
người dùng có thể xử lý dễ dàng các dữ liệu đa phương tiện (Multimedia Data). Một giải pháp
đang rất thu hút được sự chú ý trong thời gian gần đây, là giấu thông tin trong các dữ liệu đa
phương tiện như ảnh, file audio, video Đây được xem là thành tựu khoa học mới của nhân
loại.
Giấu tin trong dữ liệu đa phương tiện nói chung và giấu tin trong ảnh nói riêng là một
công nghệ mới rất phức tạp, nó đang được các nhà khoa học tập trung nghiên cứu ở nhiều
nước trên thế giới như Đức, Mỹ, Ý, Canada, Nhật Bản, Trung quốc … Ở nước ta cũng có
nhiều nhóm nghiên cứu và đã đạt được những kết quả khả quan.
Đối với các thuật toán giấu tin, việc áp dụng các thuật toán giấu tin vào trong ảnh số là
một vấn đề được nhiều người quan tâm, việc áp dụng phải đảm bảo tính hiệu quả, tính mật để
đảm bảo tăng cường khả năng giấu tin, dữ liệu sau khi giấu tin càng ít thay đổi so với dữ liệu
gốc càng khó phát hiện. Chính vì vậy, tác giả chọn đề tài “Nghiên cứu nâng cao tính bảo mật
trong giấu tin, ứng dụng thuật toán giấu tin CPT trên ảnh 24 bit màu” để tăng cường giải pháp
bảo mật cho tin giấu trong ảnh.
Cấu trúc luận văn ngoài phần mở đầu, kết luận, luận văn gồm 4 chương:
Chương 1: Tổng quan về giấu tin trong ảnh số.

Chương này trình bày về lịch sử giấu tin, một số ứng dụng của giấu tin mật, trình bày
về mô hình giấu tin, các hướng tiếp cận của kỹ thuật giấu tin trong ảnh, phân loại các kỹ thuật
giấu tin trong ảnh số và trình bày tổng quan về ảnh số.
Chương 2: Một số kỹ thuật giấu tin trong ảnh
Chương này trình bày một số kỹ thuật giấu tin trên ảnh nhị phân: Kỹ thuật RLE, Kỹ
thuật giấu tin theo khối bit, Kỹ thuật Wu-Lee, Kỹ thuật CPT. Ứng với mỗi kỹ thuật, rút ra
nhận xét đánh giá điểm mạnh, điểm yếu của thuật toán.
Chương 3: Giấu thông tin vào ảnh màu và ảnh đa cấp xám
Chương này trình bày về cách áp dụng các kỹ thuật giấu tin vào ảnh 24 bit màu, ảnh
đa cấp xám. Sử dụng giấu tin vào các mặt phẳng bit.
Tác giả có đưa ra nhận xét đánh giá điểm mạnh, điểm yếu của các phương pháp và có
đề xuất một giải pháp khắc phục sự thay đổi của ảnh sau khi giấu tin so với ảnh gốc trong
trường hợp sử dụng mặt phẳng bit cao để giấu tin.
Chương 4: Một số kết quả đạt được

References
Tiếng Việt
[1] Phan Đình Diệu (2004), Lý thuyết mật mã và an toàn thông tin, NXB Đại học Quốc gia Hà
Nội.
[2] Trần Quốc Dũng, Nguyễn Xuân Huy (2003), Giáo trình giấu tin và thủy vân ảnh, Hà Nội.
[3] Tống Minh Đức,Đào Thanh Tĩnh (2008), Một cải tiến thuật toán giấu tin trong ảnh nhị
phân, Chuyên san các công trình NCKH Công nghệ thông tin và Truyền thông, Bưu chính
viễn thông, Số 20, tr. 43-48.

3
[4] Tống Minh Đức, Đào Thanh Tĩnh, Nguyễn Đức Tuấn, (2010), Lược đồ tăng cường tính
bền vững của thông tin giấu trong ảnh, Tạp chí Khoa học kỹ thuật, Học viện Kỹ thuật quân
sự, Số 8.
[5] Lương Bá Mạnh, Nguyễn Thanh Thủy(1999),Nhập môn xử lý ảnh, NXB Khoa học và Kỹ
thuật.

[6] Trịnh Nhật Tiến (2008), Giáo trình an toàn dữ liệu, Hà Nội,tr.110-132.
[7] Đào Thanh Tĩnh, Nguyễn Đức Tuấn (2008), Một giải pháp nâng cao tính bền vững của tin
giấu trong dữ liệu âm thanh, Tạp chí Nghiên cứu Khoa học kỹ thuật và Công nghệ quân sự,
No. 24, tr. 44-49.
Tiếng Anh
[8]Anil K. Jain (1986), "Fundamentals of Digital Image Processing", Prentice Hall,
Englewood Cliffs, NJ 07632, pp 47-75.
[9] Fabien A. P. Petitcolas, Ross J. Anderson and Markus G. Kuhn(1999).“Information
Hiding – A survey”, Proceedings of the IEEE, Vol. 87, No.7, p. 1062-1078.
[10]Fabien A. P. Petitcolas (1999), “Introduction to Information Hidingin Information
techniques for Steganography and Digital Watermarking, S.C. Katzenbeisser et al., Eds.
Northwood, MA: Artec House, p. 1-11
[11] Johnson, N., Jajodia, S., (February 1998), "Exploring steganography: seeing the unseen",
IEEE Computer, vol. 31, no 2, pp 26-34.
[12] Johnson, N.F. and S. Jajodia (1998), "Steganalysis of Images Created Using Current
SteganographySoftware", Lecture Notes in Computer Science, Vol. 1525, pp. 273-289
[13] Lisa M.Marvel, Charles G. Boncelet, Charles T. Retter, "Spread Spectrum Image
Steganography", IEEE Transactions On Image, Vol.8, No.8. 1999
[14] Matteo Fortini (2000) “Steganography and Digital Watermarking: a global view”.
[15] M.Y. WU and J.H. LEE (1998)“A Novel Data Embedding Method for Two-Color
Facsimile Images.In Proceedings of International Symposium on Multimedia Information
Processing”, Chung-Li, Taiwan, R.O.C.
[16] R. B. Wolfgang and E. J. Delp (January 1999), “Fragile watermarking using the VW2D
watermark,” Proceedings of the SPIE/IS&T Conference on Security and Watermarking of
Multimedia Contents, SPIE Vol. 3657, San Jose, CA, pp 124 .
[17] R. Z. Wang, C. F. Lin and J. C. Lin (1998), "Image Hiding by LSB Substitution and
Genetic Algorithm", Proceedings of International Symposium on Multimedia Information
Processing, Chung-Li, Taiwan, R.O.C.
[18] Stefan Katzenbeisser, Fabien A. P. Petitcolas (2000), “Information Hiding Techniques
for Steganography and Digital Watermarking”,ARTECH HOUSE.

[19] W. Bender, D. Gruhl, N. Morimoto, A. Lu (2000), "Techniques for Data Hiding" IBM
Systems Journal,Vol. 35 Nos 31996, pp 20-30.

4
[20]Yu-Yuan Chen,Hsiang-Kuang Pan, and Yu-Chee Tseng (2000)“A Secure Data Hiding
Scheme for Two-Color Images”, Proceedings of the Fifth IEEE Symposium on Computers
and Communications (ISCC 2000), pp. 750-755.
[21] Yu-Chee TSeng and Hsiang-Kuang Pan (2001) “Secureand Invisible Data Hiding in 2-
color images”