...Nguyễn Thị Hương (2).pdf

TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI
KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN

NGHIÊN CỨU KỸ THUẬT GIẤU TIN TRONG ẢNH

Hà Nội, 2016


TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI
KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN

NGUYỄN THỊ HƯƠNG

NGHIÊN CỨU KỸ THUẬT GIẤU TIN TRONG ẢNH
Chuyên ngành : công nghệ thông tin
Mã ngành

:

NGƯỜI HƯỚNG DẪN: TS. NGUYỄN LONG GIANG

Hà Nội, 2016


LỜI CAM ĐOAN
Em tên là: Nguyễn Thị Hương, sinh viên lớp ĐH2C5 – khoa công nghệ
thông tin – trường đại học tài nguyên và môi trường Hà Nội.
Em xin cam đoan toàn bộ nội dung của đồ án là do quá trình em tự học
tập, nghiên cứu từ internet, sách, các tài liệu liên quan và sự chỉ dẫn của các
thầy cô, không sao chép hay sử dụng bài của bất kỳ một ai.
Em xin chịu hoàn toàn trách nhiệm về lời cam đoan của mình trước quý

thầy cô, khoa và nhà trường.
Hà Nội, ngày 6 tháng 6 năm 2016
Người cam đoan

Nguyễn Thị Hương


LỜI CẢM ƠN
Lời đầu tiên em xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo trong khoa công
nghệ thông tin trường đại học tài nguyên và môi trường Hà Nội, các thầy cô là
người nhiệt tình giảng dạy và truyền đạt những kiến thức cần thiết và bổ ích
trong suốt thời gian em học tập tại trường để em có thể hoàn tất quá trình học
tập của mình.
Đặc biệt em xin gửi lời cám ơn chân thành và sâu sắc nhất đến thầy
Nguyễn Long Giang, người đã hướng dẫn em trong suốt quá trình làm đồ án
tốt nghiệp. Trong suốt quá trình học tập tại trường đại học tài nguyên và môi
trường Hà Nội, em đã được các thầy cô chỉ bảo tận tình. Không chỉ những
kiến thức chuyên môn, chuyên ngành mà đó còn là những chia sẻ, kinh
nghiệm, kỹ năng sống. Tất cả những thứ đó thực sự là hành trang quý báu,
nền tảng để giúp em đương đầu với những khó khăn, thử thách khi bước chân
vào một môi trường mới đầy cạnh tranh ngoài xã hội.
Với sự hiểu biết còn hạn chế cộng với vốn kiến thức còn phải học hỏi
nhiều, đồ án tốt nghiệp của em không tránh khỏi những thiếu sót, em rất
mong nhận được sự góp ý của thầy cô và các bạn!
Em xin chân thành cảm ơn!
Hà Nội, tháng 6 năm 2016
Sinh viên thực hiện
Nguyễn Thị Hương

MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN
LỜI CẢM ƠN
DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT
DANH MỤC BẢNG
DANH MỤC HÌNH

MỞ ĐẦU ............................................................................................................... 1
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ KỸ THUẬT GIẤU TIN ........................... 3
1.1. Tổng quan về giấu tin .................................................................................... 3
1.1.1. Định nghĩa về giấu tin ................................................................................ 3
1.1.2. Mục đích của giấu tin [1] ........................................................................... 3
1.1.3. Một số ứng dụng của giấu tin. ................................................................... 5
1.1.4. Mô hình kỹ thuật giấu tin [1] ..................................................................... 6
1.1.5. Mô hình kỹ thuật tách tin ........................................................................... 7
1.2. Giấu tin trong ảnh .......................................................................................... 8
1.2.1. Khái niệm giấu tin trong ảnh...................................................................... 8
1.2.2. Các yêu cầu đối với giấu tin trong ảnh ...................................................... 8
1.2.3. Những đặc trưng và tính chất của giấu tin trong ảnh ............................... 9
1.2.4. Các tiêu chí đánh giá kỹ thuật giấu tin trong ảnh ................................... 10
CHƯƠNG 2: CÁC KỸ THUẬT GIẤU TIN TRONG ẢNH ...................... 12
2.1. Giấu tin theo khối bit đơn giản [1] ............................................................. 12
2.1.1. Ý tưởng: .................................................................................................... 12
2.1.2. Thuật toán.................................................................................................. 12
2.1.3. Ví dụ mô tả ................................................................................................ 16
2.1.4. Nhận xét thuật toán ................................................................................... 18
2.2. Kỹ thuật giấu tin Wu M.Y và Lee J.H [2] .................................................. 19
2.2.1. Ý tưởng: .................................................................................................... 19
2.2.2. Một số khái niệm được sử dụng trong thuật toán: .................................. 19

2.2.3. Thuật toán.................................................................................................. 21
2.2.4. Ví dụ mô tả ................................................................................................ 22
2.2.5. Nhận xét thuật toán:.................................................................................. 23
2.3. Kỹ thuật giấu tin Chen - Pan – Tseng [2] ................................................... 24
2.3.1. Một số khái niệm dùng trong thuật toán: ................................................ 24
2.3.2. Thuật toán.................................................................................................. 25
2.3.3. Nhận xét thuật toán ................................................................................... 27
2.3.4. Ví dụ mô tả................................................................................................ 27
2.4. Kỹ thuật giấu tin LSB [4] ............................................................................ 31
2.4.1. Khái niệm bit có trọng số thấp:................................................................ 31
2.4.2. Ý tưởng:..................................................................................................... 32
2.4.3. Thuật toán: ................................................................................................ 32
2.5. Kỹ thuật giấu tin thuận nghịch dựa trên dịch chuyển Histogram [1] ....... 34
2.5.1. Kỹ thuật giấu thuận nghịch NSAS........................................................... 34
2.5.2. Kỹ thuật giấu thuận nghịch HKC ............................................................ 38
CHƯƠNG 3. XÂY DỰNG CHƯƠNG TRÌNH GIẤU TIN TRONG ẢNH
.............................................................................................................................. 40

3.1. Các định dạng ảnh thường được dùng trong giấu tin ................................ 40
3.1.1. Ảnh BITMAP............................................................................................ 40
3.1.2. Định dạng ảnh .JPEG ............................................................................... 43
3.1.3. Định dạng ảnh .GIF .................................................................................. 44
3.1.4. Định dạng .PNG........................................................................................ 45
3.2. Cài đặt thử nghiệm....................................................................................... 46
3.2.1. Hướng dẫn cài đặt ..................................................................................... 46
3.2.2. Môi trường cài đặt .................................................................................... 48
3.2.3. Giao diên chương trình............................................................................. 48
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ......................................................................... 52
TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................... 53

PHỤ LỤC ........................................................................................................... 54


DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT
Chữ viết tắt

Diễn giải

Ý nghĩa

Data hiding

Giấu tin (ẩn dữ liệu)

Steganography

Giấu tin mật

Watermarking

Đánh dấu ẩn, thủy vân, thủy
ấn

Watermark

Mã dấu bản quyền

LSB

Lesat Significant Bit

Bit ít ý nghĩa nhất

HKC

J. Hwang, J. Kim và J.Choi

Kỹ thuật giấu tin của 3 tác
giả J. Hwang, J.Kim và
J.Choi

JPEG

Joint Photographic Experts
Group

PNG

Protable Network Graphics

GIF

Graphics Interchange Format


DANH MỤC BẢNG

Bảng 1.1. So sánh giữ steganography và watermarking .................................. 4
Bảng 3.1: ý nghĩa từng trường trong vùng bitmap header ............................. 41
Bảng 3.2. Ý nghĩa từng trường trong vùng bitmap infor ............................... 42

DANH MỤC HÌNH
Hình 1.1. Hai lĩnh vực chính của kỹ thuật giấu thông tin ................................ 3
Hình 1.2. Lược đồ chung cho quá trình giấu tin.............................................. 7
Hình 1.3. Giải mã thông tin đã giấu ................................................................ 8
Hình 2.1. Sơ đồ mô tả thuật toán giấu tin theo khối bit đơn giản .................. 14
Hình 2.2. Sơ đồ mô tả quá trình tách tin theo khối bit đơn giản .................... 15
Hình 2.3. Ví dụ ảnh dữ liệu được chia thành các khối kích thước (4*4) ....... 16
Hình 2.4. Mô tả quá trình đảo bit để giấu tin ................................................ 23
Hình 2.5. Ví dụ giấu chữ A (01000001) trong 8 byte của file gốc ................ 34
Hình 2.6. Histogram của ảnh cùng điểm peak và điểm zero ......................... 35
Hình 2.7. Biểu đồ tần xuất của ảnh trước và sau khi khởi tạo không gian giấu
..................................................................................................................... 36
Hình 2.8. Biểu đồ tần xuất của ảnh sau khi giấu tin ...................................... 37
Hình 2.9. Histogram của ảnh cùng điểm peak và hai điểm zero.................... 39
Hình 3.1. Giao diện chương trình ................................................................. 48
Hình 3.2. Ảnh gốc và thông điệp .................................................................. 49
Hình 3.3. Ảnh sau khi giấu tin thành công .................................................... 50
Hình 3.4. Form tách tin ................................................................................ 50
Hình 3.5. Ảnh và thông tin đã được tách ...................................................... 51