TỔNG QUAN VỀ KỸ THUẬT GIẤU TIN TRONG ĐA PHƯƠNG TIỆN

Luận văn tốt nghiệp: Giấu tin trong ảnh bằng mã hóa LSB
CHƯƠNG I :
TỔNG QUAN VỀ KỸ THUẬT GIẤU TIN TRONG 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.
1.1. Giấu tin trong dữ liệu đa phương tiện:
Giấu tin như thế nào?
Cùng với sự phát triển của Internet và các phương tiện multimedia, nhiều
vấn đề như: ăn cắp bản quyền, xuyên tạc thông tin, truy cập thông tin trái phép…
cũng tăng theo, đòi hỏi phải tìm ra các giải pháp mới, hữu hiệu cho an toàn và bảo
mật thông tin. Một trong các giải pháp nhiều triển vọng là giấu tin(Data Hiding),
đã và đang được nghiên cứu và ứng dụng.
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 khóphát 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.
Hiện tại thì giấu tin chia làm hai hướng lớn, đó là watermark(thủyvân), và
steganography. Phương pháp thủy vân quan tâm 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 th ường của tệp dữ liệu môi trường. Trong khi đó, phương pháp
Steganography quan tâm tới ứng dụng che giấu các bản tin đòi hỏi độ bí mật và
dung lượng càng lớn càng tốt.
Mục đích của giấu tin có hai khía cạnh chính:
Luận văn tốt nghiệp: Giấu tin trong ảnh bằng mã hóa LSB
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 cơ sở dữ liệu quan hệ, trong đó
thì dữ liệu đa phương tiện chiếm tỉ lệ chủ yếu trong kỹ thuật giấu TIN
1.2. Phương pháp giấu tin
Trong một quá trình phát triển lâu dài, 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. Thông tin ban đầu sẽ được mã hoá thành các
ký hiệu vô nghĩa, sau đó sẽ được lấy lại thông qua việc giải mã nhờ khoá của hệ
mã. Đã có rất nhiều những hệ mã phức tạp được sử dụng như DES, RSA,
NAPSACK...và phương pháp này đã được chứng minh thực tế là rất hiệu quả và
được ứng dụng phổ biến. Nhưng ở đây ta không định nói về các hệ mã mật mà ta
tìm hiểu về một phương pháp đã và đang được nghiên cứu và ứng dụng rất mạnh
mẽ ở nhiều nước trên thế giới đó là phương pháp giấu tin (data hiding). 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 thực thông tin và điều khiển truy cập … ứng
dụng trong an toàn và bảo mật thông tin.
Vậy lịch sử của phương pháp giấu tin như thế nào?
Đầu tiên các câu chuyện kể về kĩ thuật giấu thông tin được truyền qua
nhiều thế hệ, ý tưởng về che giấu thông tin đã có từ hàng nghìn năm về trước
nhưng kĩ 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 và các viện công nghệ thông tin với rất nhiều công trình
Luận văn tốt nghiệp: Giấu tin trong ảnh bằng mã hóa LSB
nghiên cứu. Cuộc cách mạng số hóa thông tin và sự phát triển nhanh chóng của
mạng truyền thông là nguyên nhân chính dẫn đến sự thay đổi này. Những phiên
bản sao chép hoàn hảo, các kĩ thuật thay thế, sửa đổi tinh vi cộng với sự lưu thông

phân phối trên mạng của các dữ liệu đa phương tiện đã sinh ra rất nhiều những
vấn đề nhức nhối về nạn ăn cắp bản quyền, phân phối bất hợp pháp, xuyên tạc trái
phép…đây là lúc công nghệ giấu tin được chú ý và phát triển.
Giấu thông tin là một kĩ thuật nhúng thông tin vào trong một nguồn đa
phương tiện gọi là các phương tiện chứa mà không gây ra sự nhận biết về sự tồn
tại của thông tin giấu. Phương pháp giấu tin là làm cho người ta khó có thể biết
được có thông tin giấu bên trong đó do tính chất ẩn của thông tin được giấu.
1.2.1.Mục đích của giấu tin
Giấu tin có hai mục đích:
- Bảo mật cho những dữ liệu được giấu
- Bảo đảm an toàn (bảo vệ bản quyền) cho chính các đối tượng chứa dữ
liệu giấu trong đó.
Có thể thấy hai mục đích này hoàn toàn trái ngược nhau và dần phát triển
thành hai lĩnh vực với những yêu cầu và tính chất khác nhau.

Hình 1.1: Hai lĩnh vực chính của kỹ thuật giấu thông tin
Giấu thông tin
Giấu tin bí mật
(Steganography)
Thuỷ vân số
(Watermarking)

Luận văn tốt nghiệp: Giấu tin trong ảnh bằng mã hóa LSB
Kỹ thuật giấu thông tin bí mật (Steganography): với mục đích đảm bảo an toàn và
bảo mật thông tin tập trung vào các kỹ thuật giấu tin để có thể giấu được nhiều
thông tin nhất. Thông tin mật được giấu kỹ trong một đối tượng khác sao cho
người khác không phát hiện được.
Kỹ thuật giấu thông tin theo kiểu đánh giấu (watermarking) để bảo vệ bản quyền
của đối tượng chứa thông tin tập trung đảm bảo một số các yêu cầu như đảm bảo
tính bền vững… đây là ứng dụng cơ bản nhất của kỹ thuật thuỷ vân số.

1.2.2. Mô hình kỹ thuật giấu thông tin cơ bản
Để thực hiện giấu tin cần xây dựng được các thủ tục giấu tin. Các thủ tục
này sẽ thực hiện nhúng thông tin cần giấu vào môi trường giấu tin. Các thủ tục
giấu tin thường được thực hiện với một khóa giống như các hệ mật mã để tăng
tính bảo mật. Sauk hi giấu tin ta thu được đối tượng chứa thông tin giấu và có thể
phân phối đối tượng đó trên kênh
thông tin. Để giải mã thông tin cần nhận được đối tượng có chứa thông tin đã
giấu, sử dụng thủ tục giải mã cùng với khóa đã dung trong quá trình giấu để lấy
lại thông tin.
Giấu thông tin vào phương tiện chứa và tách lấy thông tin là hai quá trình trái
ngược nhau và có thể mô tả qua sơ đồ khối của hệ thống như hình 3.2 trong đó:
- Thông tin cần giấu tuỳ theo mục đích của người sử dụng, nó có thể là thông điệp
(với các tin bí mật) hay các logo, hình ảnh bản quyền.
- Phương tiện chứa: các file ảnh, text, audio… là môi trường để nhúng tin
- Bộ nhúng thông tin: là những chương trình thực hiện việc giấu tin
- Đầu ra: là các phương tiện chứa đã có tin giấu trong đó
Thông tin
giấu
Phương tiện
chứa(audio, ảnh,
video)
Phương tiện
chứa đã được
giấu tin
Khóa giấu tin
Bộ
nhúng
thông
tin
Phân

phối
Luận văn tốt nghiệp: Giấu tin trong ảnh bằng mã hóa LSB
Hình 1.2: Lược đồ chung cho quá trình giấu tin
Tách thông tin từ các phương tiện chứa diễn ra theo quy trình ngược lại với đầu ra
là các thông tin đã được giấu vào phương tiện chứa. Phương tiện chứa sau khi
tách lấy thông tin có thể được sử dụng, quản lý theo những yêu cầu khác nhau.
Hình 1.3: Lược đồ chung cho quá trình giải mã
Hình vẽ 1.3 chỉ ra các công việc giải mã thông tin đã giấu. Sau khi nhận
được đối tượng phương tiện chứa có giấu thông tin, quá trình giải mã được thực
hiện thông qua một bộ giải mã tương ứng với bộ nhúng thông tin cùng với khoá
Phương tiện chứa
(audio, ảnh, video)
Phương tiện chứa đã
được giấu tin
Bộ
giải
mã tin
Thông tin giấu
Kiểm
định
Khóa giấu tin
Luận văn tốt nghiệp: Giấu tin trong ảnh bằng mã hóa LSB
của quá trình nhúng. Kết quả thu được gồm phương tiện chứa gốc và thông
tin đã giấu. Bước tiếp theo thông tin đã giấu sẽ được xử lý kiểm định so sánh với
thông tin ban đầu.
1.2.3.Phân loại các kỹ thuật giấu tin
a. Giấu tin trong ảnh:
Hiện nay giấu thông tin trong ảnh là một bộ phận chiếm tỉ lệ lớn nhất trong các
chưng trình ứng dụng hệ thống giấu tin trong đa phương tiện bởi lượng thông tin
được trao đổi bằng ảnh là rất lớn và hơn nữa giấu thông tin trong ảnh cũng đóng

vai tò hết sức quan trọng trong 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…Chính vì thế mà vấn đề này nhận được sự quan tâm rất lớn của
các cá nhân, tổ chức, trường đại học và nhiều viện nghiên cứu trên thế giới.
Khi giấu thông tin trong ảnh, thông tin sẽ được giấu cùng với dữ liệu ảnh nhưng
chất lượng ảnh ít thay đổi và gần như khi nhìn binh thường vào ảnh đó chúng ta
không thể phát hiện ra rằng đằng sau ảnh là khối thông tin được ẩn trong đó. Ngày
nay khi ảnh
số được sử dụng rất phổ biến thì giấu thông tin trong ảnh là một công nghệ đem
lại rất nhiều tác dụng quan trọng trên nhiều lĩnh vực trong đời sống xã hội. Ví dụ
như đối với các nước phát triển, chữ kí 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
thực trong các thẻ tín dụng của người tiêu dùng. Phần mềm WinWord của
Microsoft cũng chho phép người dùng lưu trữ chữ lí trong ảnh nhị phân rồi gắn
vào vị trí nào đó trong file văn bản để đảm bảo tính an toàn của thông tin. Tài liệu
sau đó được truyền trực tiếp qua máy fax, qua mạng theo đó việc nhận thực chữ
kí, xác thực thông tin đó trở thành một vấn đề cựa kì quan trọng khi mà việc ăn
cắp thông tin hay xuyên tạc thông tin bởi các tin tặc đang trở thành một vấn nạn
đối với bất kì quốc gia nào, tổ chức nào.
Luận văn tốt nghiệp: Giấu tin trong ảnh bằng mã hóa LSB
Thêm vào đó lại có rất nhiều loại thông tin quan trọng cần được bảo mật như
những thông tin về an ninh, thông tin về bảo hiểm hay các thông tin về tài chính,
các thông tin này được số hóa và lưu trữ trong hệ thống máy tính hay trên mạng.
Chúng rất dễ bị lấy cắp và bị thay đổi bởi các phần mềm chuyên dụng. Việc nhận
thực cũng như phát hiện thông tin xuyên tạc đó trở nên vô cùng quan trọng, cấp
thiết. Và một đặc điểm của giấu thông tin trong ảnh đó là thông tin được giấu
trong ảnh đó là thông tin được giấu trong ảnh một cách vô hình, nó như là một
cách mà 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 xám. Gần đây báo chí đã đưa tin vụ việc ngày 11-9 gây chấn

động nước Mĩ và toàn thế giới, chính tên trùm khủng bố quốc tế Osma BinLaDen
đã dùng cách thức giấu thông tin trong ảnh để liên lạc với đồng bọn, và hắn đã
qua mặt được cục tình báo trung ương Mĩ CIA và các cơ quan an ninh quốc tế.
Chắc chắn sau vụ việc này, thì việc nghiên cứu các vấn đề liên quan đến
giấu thông tin trong ảnh sẽ rất được quan tâm.
b. Giấu thông tin trong audio:
Giấu thông tin trong audio mang những đặc điểm khác so với giấu thông tin trong
các đối tượng đa phương tiện khác. Một trong những yêu cầu cơ bản của 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. Khác với kĩ thuật giấu thông tin trong ảnh phụ
thuộc vào hệ thống thị giác thì kĩ thuật giấu thông tin trong audio lại phụ thuộc
vào hệ thống thính giác HAS.
Một vấn đề khó khăn ở đây là hệ thống thính giác của con người nghe được các
tín hiệu ở các giải tần rộng và công suất lớn nên đã gây khó dễ đối với các phương
pháp giấu tin trong audio. Nhưng thật may là HAS lại kém trong việc phát hiện sự
khác biệt các dải 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 lí 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 đối với giấu thông tin
Luận văn tốt nghiệp: Giấu tin trong ảnh bằng mã hóa LSB
trong audio là kênh truyền tin. Kênh truyền hay băng thông chậm sẽ ảnh hưởng
đến chất lượng thông tin sau khi giấu. Ví dụ để nhúng một đoạn java applet vào
một đoạn audio (16 bit, 44.100 Hz) có chiều dài bình thường thì các phương pháp
nói chung cũng cần ít nhất là 20 bit/s. Giấu thông tin trong audio đòi hỏi yêu cầu
rất cao về tính đồng bộ và tính an toàn của thông tin. Các phương pháp giấu thông
tin trong audio đều lợi dụng điểm yếu trong hệ thống thính giác của con người.
c. Giấu tin trong video:
Cũng 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 đièu khiển
truy cập thông tin, nhận thực thông tin và bảo vệ bản quyền tác giả. Một phương

pháp giấu tin trong viedeo được đưa ra bởi Cox 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 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 thường thi các kĩ
thuật cho phép giấu các ảnh vào trong video nhưng thời gian gần đây các kĩ thuật
cho phép giấu cả âm thanh và hình ảnh trong video. Như phương pháp của
Swanson đã sử dụng phương pháp giấu theo khối, phương pháp này đã giấu được
hai bít vào khối 8*8; hay gần đây nhất là phương pháp của Mukherjee là kĩ thuật
giấu trong audio và video sử dụng cấu trúc lưới đa chiều…Kĩ thuật giấu thông tin
trong video áp dụng cả những đặ điểm về thị giác và thính giác của con người.
d.Giấu thông tin trong văn bản dạng text
Giấu tin trong văn bản dạng text khó thực hiện hơn do đó ít các thông tin
dư thừa, để làm được điều này người ta phải khéo léo khai thác các dư thừa tự
nhiên của ngôn ngữ. Một cách khác là tận dụng các định dạng văn bản (mã hoá
thông tin vào khoảng cách giữa các từ hay các dòng văn bản).
Luận văn tốt nghiệp: Giấu tin trong ảnh bằng mã hóa LSB
Kỹ thuật giấu tin đang được áp dụng cho nhiều loại đối tượng chứ không
riêng gì dữ liệu đa phương tiện như ảnh, audio, video. Gần đây đã có một số
nghiên cứu giấu tin trong cơ sở dữ liệu quan hệ, các gói IP truyền trên mạng chắc
chắn sau này còn tiếp tục phát triển tiếp cho các môi trường dữ liệu số khác.
1.2.4. Phân loại theo cách thức tác động lên các phương tiện
Phương pháp chèn dữ liệu: Phương pháp này tìm các vị trí trong file dễ bị bỏ qua
và chèn dữ liệu cần giấu vào đó, cách giấu này không làm ảnh hưởng gì tới sự thể
hiện các file dữ liệu ví dụ như được giấu sau các ký tự EOF.
Phương pháp tạo các phương tiện chứa: Từ các thông điệp cần chuyển sẽ tạo ra
các phương tiện chứa để phục vụ cho việc truyền thông tin đó, từ phía người nhận
dựa trên các phương tiện chứa này sẽ tái tạo lại các thông điệp.
1.2.5. Phân loại theo các mục đích sử dụng
- Giấu thông tin bí mật: đây là ứng dụng phổ biến nhất từ trước đến nay, đối với
giấu thông tin bí mật người ta quan tâm chủ yếu tới các mục tiêu:

+ Độ an toàn của giấu tin - khả năng không bị phát hiện của giấu tin.
+ Lượng thông tin tối đa có thể giấu trong một phương tiện chứa cụ thể mà vẫn có
thể đảm bảo an toàn
+ Độ bí mật của thông tin trong trường hợp giấu tin bị phát hiện
- Giấu thông tin bí mật không quan tâm tới nhiều các yêu cầu bền vững của
phương tiện chứa, đơn giản là bởi người ta có thể thực hiện việc gửi và nhận
nhiều lần một phương tiện chứa đã được giấu tin
- Giấu thông tin thuỷ vân: do yêu cầu bảo vệ bản quyền, xác thực… nên giấu tin
thuỷ vân có yêu cầu khác với giấu tin bí mật. Yêu cầu đầu tiên là các dấu hiệu
thuỷ vân
đủ bền vững trước các tấn công vô hình hay cố ý gỡ bỏ nó. Thêm vào đó các dấu
hiệu thuỷ vân phải có ảnh hưởng tối thiểu (về mặt cảm nhận) đối với các phương
tiện chứa. Như vậy các thông tin cần giấu càng nhỏ càng tốt.
Luận văn tốt nghiệp: Giấu tin trong ảnh bằng mã hóa LSB
Tuỳ theo các mục đích khác nhau như bảo vệ bản quyền, chống xuyên tạc
nội dung, nhận thực thông tin,… thuỷ vân cũng có các yêu cầu khác nhau
Các kỹ thuật giấu tin mới được phát triển mạnh trong khỏang mười năm
trở lại đây nên việc phân loại các kỹ thuật còn chưa hoàn toàn thống nhất. Sơ đồ
phân loại do F.Petitcolas đưa ra năm 1999 được nhiều người chấp nhận.
Hình 1.4. Phân loại các kỹ thuật giấu tin.
Theo sơ đồ đây, giấu tin được chia thành hai hướng chính là giấu tin mật và thủy
vân số. Giấu tin mật quan tâm chủ yếu đến lượng tincos thể giấu, còn thủy vân số
lại quan tâm chủ yếu đến tính bền vững của thông tin giấu. trong từng hướng
chính lại chia ra các hướng nhỏ hơn, chẳng hạn với thủy vân số thì có thủy vân
bền vững và thủy vân dễ vỡ. Thủy vân bền vững cần bảo toàn được các thông tin
thủy vân trước các tấn công như dịch chuyển, cắt xén, xoay đối với ảnh. Ngược
lại, thủy vân dễ vỡ cần phải dễ bị phá hủy khi gặp các sự tấn công nói trên.
1.3. Một số ứng dụng đang được triển khai
1.3.1. Bảo vệ bản quyền tác giả (copyright protection):
Robust Watermarking

Thuỷ vân bền vững
Fragile Watermarking
Thuỷ vân dễ vỡ
Information hiding
Giấu thông tin
Watermarking
Thuỷ vân số
Visible Watermarking
Thuỷ vân hiển thị
Steganography
Giấu tin mật
Imperceptible Watermarking
Thuỷ vân ẩn
Luận văn tốt nghiệp: Giấu tin trong ảnh bằng mã hóa LSB
Đây là ứng dụng cơ bản nhất của kỹ thuật thuỷ vân số (digital watermarking) -
một dạng của phương pháp giấu tin. Một thông tin nào đó mang ý nghĩa quyền sở
hữu tác giả (người ta gọi nó là thuỷ vân - watermark) sẽ được nhúng vào trong các
sản phẩm, thuỷ vân đó chỉ một mình người chủ sở hữu hợp pháp các sản phẩm đó
có và 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 và cần được lưu thông trên mạng. Để bảo
vệ các sản phẩm chống lại các 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.
1.3.2. Nhận thực thông tin hay phát hiện xuyên tạc thông tin
(authentication and tamper detection):
Một tập các thông tin sẽ được giấu trong phương tiện chứa sau đó được sử dụng

để nhận biết xem dữ liệu trên phương tiện gốc đó có bị thay đổi hay không. Các
thuỷ vân nên được ẩn để tránh được sự tò mò của kẻ thù, 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 (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.
1.3.3. Giấu vân tay hay dán nhãn (fingerprinting and labeling):
Thuỷ vân trong những ứng dụng này đựơc 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 copy khác nhau của thông tin gốc trước khi chuyển cho nhiều
Luận văn tốt nghiệp: Giấu tin trong ảnh bằng mã hóa LSB
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.
1.3.4. Điều khiển truy cập (copy control):
Các thuỷ vân trong những trường hợp này được sử dụng để điều khiển truy
cập đối với các 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 ứng dụng ở Nhật. Các ứng dụng loại này cũng yêu cầu thuỷ vân phải được
bảo đảm an toàn và cũng sử dụng phương pháp phát hiện thuỷ vân đã giấu mà
không cần thông tin gốc.
CHƯƠNG II:
TÌM HIỂU CÁC PHƯƠNG PHÁP GIẤU TIN TRONG ẢNH
2.1. Các định dạng ảnh thường được sử dụng để giấu tin.
Cấu trúc ảnh nói chung gồm 3 phần chính: Header, dữ liệu, bảng màu. Tuy nhiên
mỗi loại ảnh có những đặc trưng khác nhau, định dạnh một số loại ảnh cơ bản:
2.1.1. Định dạng ảnh IMG.
Ảnh IMG là ảnh đen trắng. Phần đầu của ảnh IMG có 16 byte chứa các thông tin
cần thiết:

+ 6 byte đầu: dùng để đánh dấu định dạng ảnh IMG. Giá trị của 6 byte này viết
0x0001 0x0008 0x0001.
+ 2 byte tiếp theo: chứa độ dài mẫu tin. Đó là độ dài của dãy các byte kề liền nhau
mà dãy này sẽ được lặp lại một số lần nào đó. Số lần lặp này sẽ được lưu trữ trong
byte đếm. Nhiều dãy giống nhau được lưu trong một byte. Đó là cách lưu trữ nén.
+ 4 byte tiếp: mô tả kích cỡ pixel.
+ 2 byte tiếp: số pixel trên một dòng ảnh.
+ 2 byte cuối: số dòng ảnh trong ảnh.
Luận văn tốt nghiệp: Giấu tin trong ảnh bằng mã hóa LSB
Ảnh IMG được nén theo từng dòng. Mỗi dòng bao gồm các gói (pack). Các dòng
giống nhau cũng được nén thành một gói.
2.1.2. Định dạng ảnh PCX.
Định dạng ảnh PCX là một trong những định dạng ảnh cổ điển nhất. Nó sử dụng
phương pháp mã loạt dài RLE để nén dữ liệu ảnh. Quá trình nén và giải nén được
thực hiện trên từng dòng ảnh. Thực tế, phương pháp giải nén PCX kém hiệu quả
hơn so với
kiểu IMG. Tệp PCX gồm 3 phần: đầu tệp (header), dữ liệu ảnh (image data) và
bảng màu mở rộng.
• Cấu trúc tệp ảnh dạng PCX
Hình 2.2: Cấu trúc ảnh PCX
Header của tệp PCX có kích thước cố định gồm 128 byte và được phân bố như
sau:
+ 1 byte: chỉ ra kiểu định dạng. Nếu là kiểu PCX/PCC nó có giá trị là 0Ah.
+ 1 byte: chỉ ra version sử dụng để nén ảnh, có thể có các giá trị sau:
- 0: version 2.5.
- 2: version 2.8 với bảng màu.
- 3: version 2.8 hay 3.0 không có bảng màu.
- 5: version 3.0 có bảng màu.
Header 128 bytes

Bảng màu mở rộng
Dữ liệu ảnh nén
Luận văn tốt nghiệp: Giấu tin trong ảnh bằng mã hóa LSB
+ 1 byte: chỉ ra phương pháp mã hoá. Nếu là 0 thì mã hoá theo phương pháp
BYTE PACKED, nếu không là phương pháp RLE.
+ 1 byte: số bit cho một điểm ảnh plane.
+ 1 word: toạ độ góc trái trên của ảnh. Với kiểu PCX nó có giá trị là (0,0); còn
PCC thì khác (0,0).
+ 1 word: toạ độ góc phải dưới.
+ 1 word: kích thước bề rộng và bề cao của ảnh.
+ 1 word: số điểm ảnh.
+ 1 word: độ phân giải màn hình.
+ 1 word.
+ 48 byte: chia thành 16 nhóm, mỗi nhóm 3 byte. Mỗi nhóm này chứa thông tin
về một thanh ghi màu. Như vậy ta có 16 thanh ghi màu.
+ 1 byte: số bit plane mà ảnh sử dụng. Với ảnh 16 màu, giá trị này là 4, với ảnh
256 màu (1 pixel/ 8 bit) thì số bit plane lại là 1.
+ 1 byte: số bytes cho một dòng quét ảnh.
+ 1 word: kiểu bảng màu.
+ 58 byte: không dùng.
Tóm lại, định dạng ảnh PCX thường được dùng để lưu trữ ảnh vì thao tác đơn
giản, cho phép nén và giải nén nhanh.
2.1.3. Định dạng ảnh TIFF.
Cấu trúc gồm có 3 phần:
- Phần header IFH (Image File Header) có trong tất cả các tệp TIFF và gồm 8
byte.
+ 1 word: chỉ ra kiểu tạo tệp trên máy tính.
+ 1 word: version.
+ 2 word: giá trị Offset theo byte tính từ đầu file tới cấu trúc IFD.
Luận văn tốt nghiệp: Giấu tin trong ảnh bằng mã hóa LSB

- Phần thứ hai IFD (Image File Directory): Nó không ở ngay sau IFH mà vị trí của
nó được xác định bởi trường offset trong đầu tệp.
Một IFD gồm:
+ byte: chứa các DE (Directory Entry).
+ 12 byte là các DE xếp liên tiếp. Mỗi DE chiếm 12 byte.
+ 4 byte: chứa Offset trỏ tới IFD tiếp theo.
- Cấu trúc phần dữ liệu thứ 3: Các DE
Các DE có độ dài cố định 12 byte và gồm 4 phần.
+ 2 byte: chỉ ra dấu hiệu mà ảnh đã được xây dựng.
+ 2 byte: kiểu dữ liệu của tham số ảnh.
+ 4 byte trường độ dài.
+ 4 byte đó là Offset tới điểm bắt đầu dữ liệu thực liên quan tới dấu hiệu,
tức là dữ liệu liên quan với DE không phải lưu trữ vật lý cùng với nó nằm ở một
vị trí nào đó trong
file. Dữ liệu chứa trong tệp thường được tổ chức thành các nhóm dòng (cột) quét
của dữ liệu ảnh.
2.1.4.Định dang ảnh GIF.
Ảnh GIF (Graphics Interchange Format) Là một định dạng tập tin hình ảnh
bitmap cho các hình ảnh dùng ít hơn 256 màu sắc khác nhau và các hoạt hình
dùng ít hơn 256 màu cho mỗi khung hình. Gif thường dùng cho sơ đồ, hình vẽ,
nút bấm và các hình màu. GIF là định dạng nén dữ liệu đặc biệt hữu ích cho việc
truyền hình ảnh
qua đường truyền lưu lượng nhỏ. Đây là một giải pháp tốt cho hình ảnh trên
mạng, cho các hoạt hình nhỏ và ngắn.
Luận văn tốt nghiệp: Giấu tin trong ảnh bằng mã hóa LSB
GIF sử dụng thuật toán nén LOSS LESS (Không mất dữ liệu), điều đó cho
phép chúng tạo ra kích thước nhỏ mà không bị mất hoặc mờ bất kỳ chi tiết nào
của ảnh dữ liệu
GIF note
GIF header (7 byte)

Globel Palette
Header Image (10 byte)
Palette of Image (nếu có)
Data of Image 1
‘,’ ký tự liên kết
…………………..
‘;’ terminator
Hình 2.3: Cấu trúc ảnh Gif
Chữ ký của ảnh.
Bộ mô tả hiển thị.
Bản đồ màu tổng thể.
Mô tả một đối tượng của ảnh.
- Dấu phân cách.
- Bộ mô tả ảnh.
- Bản đồ màu cục bộ.
- Dữ liệu ảnh. Phần mô tả này lặp lại n lần nếu ảnh chứa n đối tượng.
- Phần đầu cuối ảnh GIF (terminator).
+ Chữ ký của ảnh GIF có giá trị là GIF87a. Nó gồm 6 ký tự, 3 ký tự đầu chỉ ra
kiểu định dạng, 3 ký tự sau chỉ ra version của ảnh.
+ Bộ hình thị: chứa mô tả các thông số cho toàn bộ ảnh GIF: