Nghiên cứu một số phương pháp bảo vệ bản quyền âm thanh và ứng dụng Tạ Minh Thắng Trường Đại học Công nghệ Khoa Công nghệ Thông tin Luận văn Thạc sĩ ngành: Hệ thống thông tin; Mã số: 60 48 05 Người hướng dẫn: PGS.TS. Trịnh Nhật Tiến Năm bảo vệ: 2011 Abtract: Tổng quan về an toàn thông tin; dữ liệu âm thành; xử lý tín hiệu số. Nghiên cứu một số phương pháp bảo vệ quyền âm thanh: thủy vân số (Digital Watermarking); chữ ký sổ và một số khả năng tấn công bản quyền âm thanh (phân loại các kiểu tấn công, một số kiểu tấn công bản quyền âm thanh). Đưa ra chương trình thử nghiệm: thuỷ vân số; chương trình ký sổ trên âm thanh. Keywords: Hệ thống thông tin; An toàn thông tin; Bảo vệ bản quyền; Âm thanh Content Ngày nay sự phát triển mạnh mẽ của Internet cùng với cuộc cách mạng thông tin số đã đem lại những bước phát triển vượt bậc trong xã hội. Truyền thông băng tần rộng cùng với các định dạng dữ liệu số phong phú hiện nay đã mở ra nhiều cơ hội cũng như không ít thách thức. Các thiết bị số, các phần mềm xử lý đa phương tiện ngày càng mạnh mẽ hiện đại, dễ dàng sử dụng dẫn đến vấn nạn xâm phạm bản quyền như giả mạo, ăn cắp tác phẩm, sử dụng các tác phẩm không có bản quyền,…ngày càng trở nên phổ biến và tinh vi. Theo kết quả thống kê của Hiệp hội bảo vệ tác quyền thế giới (International Intellectual Property Alliance - gọi tắt là IIPA), mỗi năm ngành công nghiệp giải trí nói chung và âm nhạc nói riêng thất thoát hàng ngàn tỉ đô-la.Các nước đang phát triển có tỉ lệ vi phạm bản quyền rất cao (trên 90%), trong đó Việt Nam dẫn đầu (với 92% ). Tuy nhiên với các phương pháp bảo vệ dữ liệu truyền thống như mã hoá, sử dụng khóa đều không đem lại hiệu quả cao trong tình hình hiện nay. So với các loại truyền thông đa phương tiện khác, âm thanh số là dạng dữ liệu rất khó bảo vệ bởi đặc tính thu – phát trực tiếp. So với các loại truyền thông sử dụng tín hiệu tương tự truyền thống thì truyền thông số ngày nay mang lại rất nhiều lợi ích: dung lượng lớn, thao tác đơn giản (sao chép, lưu trữ, phát tán),… Tuy nhiên đó cũng là những điểm hạn chế để nạn vi phạm bản quyền tấn công. Trong các phương tiện giải trí số đang tồn tại ở nước ta hiện nay : game, hình ảnh, video, thì âm thanh có thể được xem là hình thức giải trí thông dụng và gần gũi nhất. Trên cở sở các kiến thức đã có đề tài tập trung tìm hiểu, nghiên cứu, so sánh đánh giá các phương pháp bảo vệ bản quyền âm thanh số (chủ yếu vào hai hướng chính là “Giấu tin” -Steganography và “Thuỷ ấn số” -Watermarking ) và một số các phương pháp tấn công bản quyền âm thanh số. CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN Kháí niệm về an toàn thông tin Nêu ra các vấn đề về an toàn thông tin trong thời đại Internet, những mục tiêu và các kỹ thuật đảm bảo an toàn thông tin Khái niệm trong số học và đại số Trình bày các khái niệm về tính đồng dư, tính chia hết, số nguyên tố, cấu trúc nhóm và độ phức tạp thuật toán Đặc trưng dữ liệu âm thanh Trình bày khái niệm về âm thanh số và các thông số đặt trưng như: bitrate,sample, bitdepth, channel,… Xử lý tín hiệu số  Các khái niệm về tín hiệu và nhiễu, các phép biến đổi quan trọng như: DCT, DFT.  Khái niệm, đặc điểm và ứng dụng của trải phổ.  Mô hình giả lập hệ thính giác và chuỗi giả ngẫu nhiên. MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP BẢO VỆ BẢN QUYỀN ÂM THANH SỐMỤC THỨ HAI Thuỷ vân số  Trình bày khái niệm, đặc tính, ứng dụng và phân loại thuỷ vân.  Nhóm các phương pháp giao thoa tín hiệu gốc: phương pháp mã hoá pha, điều biến pha.  Nhóm các phương pháp không giao thoa tín hiệu gốc: nhóm các phương pháp trải phổ(trải phổ truyền thống, trải phổ kết hợp mô hình thính giác, trải phổ cải tiến), nhóm cá phương pháp tập đôi (phương pháp Patchwork, phương pháp điều chỉnh biên độ), nhóm các phương pháp sử dụng bản sao (LSB, echo, lượng tử hoá chỉ mục), nhóm các phương pháp tự đánh dấu. Chữ ký số  Trình bày khái niệm và phân loại chữ ký số.  Giới thiệu về một số loại chữ ký số tiêu biểu: RSA, Elgamal, DSS. Một số khả năng tấn công bản quyền âm thanh  Phân loại các kiểu tấn công.  Giới thiệu một số kiểu tấn công bản quyền âm thanh. CHƯƠNG TRÌNH THỬ NGHIỆM Chương trình thuỷ vân số Chương trình ký số trên âm thanh KẾT LUẬN Luận văn đã nghiên cứu một số phương pháp thuỷ vân và một số phương pháp sử dụng chữ ký số để bảo vệ bản quyền âm thanh số. Các phương pháp thuỷ vân số trên âm thanh chủ yếu khai thác khuyết điểm của hệ thính giác người (Human Auditory System – HAS), đảm bảo các đặc tính của thuỷ vân. Ngoài ra luận văn còn nghiên cứu bổ sung sử dụng chữ ký số để bảo vệ bản quyền file âm thanh. Từ đó tiến hành cài đặt chương trình nhúng thuỷ vân trên file âm thanh và ký số trên file âm thanh. Reference: Tiếng Việt [1] - Phan Đình Diệu, “Lý thuyết độ phức tạp tính toán”, Đại học Quốc gia Hà Nội, Hà Nội, 1999. [2] - Nguyễn Phạm Anh Dũng, “Lý thuyết trải phổ và ứng dụng”, NXB Bưu điện Hà Nội, 5-2000. [3] - Quách Tuấn Ngọc “Xử lý tín hiệu số”, NXB Giáo dục, 1995 [4] - Trịnh Nhật Tiến, “Giáo trình an toàn dữ liệu”, Hà Nội, 2008. Tiếng Anh [5] - David Kahn, “The History of Steganography” (1996), Proc. Of First Int. Workshop on Information Hiding, Cambridge, UK, May 30-June 1996, Lecture notes in Computer Science, Vol.1174, Ross Anderson(Ed), p.1-7. [6] - Fabien A. P. Petitcolas, et al (1999). “Information Hiding – A survey”, Proceedings of the IEEE, Vol. 87, No.7, p. 1062-1078. [7] - Ingemar J.Cox, Matthew L.Miller, Jeffrey A.Bloom, Jessica Fridrich, Ton Kalker, “Digital Watermarking and Steganography”, Morgan Kaufmann Publishers. [8] - Jonathan Cummins, Patrick Diskin, Samuel Lau and Robert Parlett, “Steganophy And Digital Watermarking”, 2004. [9] - Th. Beth, M.Frish, G.J.Simmons (1992), Public-Key Cryptography: State of the Art and Future Direction, Sptinger-Verlag, Germany. [10] - “Watermarking FAQ”, http://www.watermarkingworld.org/faq.html . hiểu, nghiên cứu, so sánh đánh giá các phương pháp bảo vệ bản quyền âm thanh số (chủ yếu vào hai hướng chính là “Giấu tin” -Steganography và “Thuỷ ấn số -Watermarking ) và một số các phương pháp. nghiên cứu một số phương pháp thuỷ vân và một số phương pháp sử dụng chữ ký số để bảo vệ bản quyền âm thanh số. Các phương pháp thuỷ vân số trên âm thanh chủ yếu khai thác khuyết điểm của hệ. thiệu một số kiểu tấn công bản quyền âm thanh. CHƯƠNG TRÌNH THỬ NGHIỆM Chương trình thuỷ vân số Chương trình ký số trên âm thanh KẾT LUẬN Luận văn đã nghiên cứu một số phương pháp thuỷ vân và