Đang tải... (xem toàn văn)
Việc kết hợp các kỹ thuật như mã hóa và chữ ký số cùng với watermarking cũng là mộtphương án hợp lý, tạo ra một lớp bảo vệ đa tầng cho nội dung số.CHƯƠNG 2 – KHÁI NIỆM2.1 Đặc điểmWaterma
Trang 1TIỂU LUẬN
MÔN: BẢO MẬT THÔNG TIN
TÌM HIỂU VỀ HỆ THỐNG NHẬN DẠNGSINH TRẮC HỌC BẰNG CHỮ KÝ VIẾT
THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH, NĂM 2024
Trang 2TIỂU LUẬN
MÔN: BẢO MẬT THÔNG TIN
TÌM HIỂU VỀ HỆ THỐNG NHẬN DẠNGSINH TRẮC HỌC BẰNG CHỮ KÝ VIẾT
THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH, NĂM 2024
Trang 3LỜI CẢM ƠN
Lời đầu tiên, chúng em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến Cô Huỳnh Ngọc Tú –Giảng viên khoa Công nghệ thông tin – Trường đại học Tôn Đức Thắng, đã hỗ trợ vàgiúp đỡ nhiệt tình trong quá trình thực hiện tiểu luận này
Chúng em trân trọng cảm ơn Thầy Cô giảng viên Trường đại học Tôn ĐứcThắng nói chung cũng như Thầy Cô giảng viên khoa Công nghệ thông tin nói riêng đãgiảng dạy và truyền đạt nhiều kinh nghiệm quý trong suốt quá trình học tập tại trường.
Mặc dù rất cẩn thận trong quá trình thực hiện nhưng cũng không thể tránh khỏinhững thiếu sót Chúng em rất mong nhận được sự góp ý từ các Cô để bài tiểu luậnđược hoàn thiện hơn.
Chúng em chân thành cảm ơn!
Trang 4TIỂU LUẬN ĐƯỢC HOÀN THÀNHTẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÔN ĐỨC THẮNG
Tôi xin cam đoan đây là bài tiểu luận của riêng chúng tôi và được sự hướng dẫncủa TS Huỳnh Ngọc Tú; Các nội dung nghiên cứu, kết quả trong đề tài này là trungthực và chưa công bố dưới bất kỳ hình thức nào trước đây Những số liệu trong cácbảng biểu phục vụ cho việc phân tích, nhận xét, đánh giá được chính tác giả thu thập từcác nguồn khác nhau có ghi rõ trong phần tài liệu tham khảo.
Ngoài ra, trong tiểu luận còn sử dụng một số nhận xét, đánh giá cũng như sốliệu của các tác giả khác, cơ quan tổ chức khác đều có trích dẫn và chú thích nguồngốc.
Nếu phát hiện có bất kỳ sự gian lận nào chúng tôi xin hoàn toàn chịu tráchnhiệm về nội dung tiểu luận của mình Trường đại học Tôn Đức Thắng không liên
quan đến những vi phạm tác quyền, bản quyền do chúng tôi gây ra trong quá trình thựchiện (nếu có).
TP Hồ Chí Minh, ngày tháng năm Tác giả
(ký tên và ghi rõ họ tên)
Trang 5PHẦN XÁC NHẬN VÀ ĐÁNH GIÁ CỦA GIẢNG VIÊNPhần xác nhận của GV hướng dẫn
Tp Hồ Chí Minh, ngày tháng năm (kí và ghi họ tên)
Phần đánh giá của GV chấm bài
Tp Hồ Chí Minh, ngày tháng năm (kí và ghi họ tên)
Trang 6MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN IPHẦN XÁC NHẬN VÀ ĐÁNH GIÁ CỦA GIẢNG VIÊN III
2.3 NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA HỆ THỐNG .5
CHƯƠNG 3 – CÁC ỨNG DỤNG CỦA WATERMAKING 6
3.1 BẢO VỆ BẢN QUYỀN CHO HÌNH ẢNH VIDEO VÀ ÂM THANH , 6
3.2 XÁC THỰC TÍNH TOÀN VẸN CỦA DỮ LIỆU 6
CHƯƠNG 4: CÁC KỸ THUẬT 7
4.1 THUẬT TOÁN CHÈN WATERMARK 7
4.2 PHƯƠNG PHÁP TRÍCH XUẤT WATERMARK 7
4.3 ĐÁNH GIÁ 7
CHƯƠNG 5: CÁC VẤN ĐỀ VỀ WATERMARKING 8
5.1 TẤN CÔNG VÀ PHÁ HỦY WATERMARK: 8
5.2 CÁC CÂN NHẮC VỀ TÍNH RIÊNG TƯ : 8
5.3 GIẢI PHÁP: 9
CHƯƠNG 6: CÁC XU HƯỚNG VÀ PHÁT TRIỂN TRONG WATERMARKING 9
6.1 WATERMARKING BẰNG TRÍ TUỆ NHÂN TẠO (AI) 9
6.2 WATERMARKING DỰA TRÊN HỌC SÂU 10
6.3 CÁC ỨNG DỤNG MỚI CỦA WATERMARKING 10
CHƯƠNG 7: KẾT LUẬN 11
7.1 TÓM TẮT CÁC ĐIỂM CHÍNH VỀ WATERMARKING .11
7.2 THẢO LUẬN VỀ TẦM QUAN TRỌNG CỦA WATERMARKING TRONG VIỆC BẢO VỆ BẢN QUYỀN .11
7.3 CÁC HƯỚNG NGHIÊN CỨU VÀ PHÁT TRIỂN TRONG TƯƠNG LAI X U HƯỚNG VÀ TƯƠNG LAI CỦAWATERMARKING** 11
7.4 CÁC CÔNG NGHỆ WATERMARKING MỚI NỔI 12
Trang 7TÀI LIỆU THAM KHẢO 13
Trang 8DANH MỤC KÍ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT
CÁC KÝ HIỆUCÁC CHỮ VIẾT TẮT
Trang 9DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU, HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ
DANH MỤC HÌNH
Trang 10CHƯƠNG 1 – TỔNG QUAN
1.1 Giới thiệu
Trong thế giới kỹ thuật số hiện đại, việc sao chép và phân phối nội dung số mộtcách nhanh chóng và rộng rãi đã tạo ra những thách thức lớn cho việc bảo vệ quyền sởhữu trí tuệ Vấn đề bản quyền trở nên cực kỳ quan trọng và phức tạp, đòi hỏi cần cónhững biện pháp công nghệ hiệu quả để đối phó Watermarking, với khả năng nhúngthông tin vào nội dung mà không ảnh hưởng đến chất lượng perceivable, được xem làmột giải pháp tiềm năng
1.2 Ưu điểm
Ưu điểm của watermarking bao gồm khả năng nhúng thông tin không thể nhìnthấy hoặc khó phát hiện vào trong nội dung mà không làm giảm chất lượng perceivablecủa nội dung đó Điều này giúp bảo vệ bản quyền mà không làm ảnh hưởng đến trảinghiệm người dùng cuối Watermarking cũng có khả năng chống chịu với nhiều loạitấn công như cắt xén, nén và thay đổi định dạng.
1.3 Thách thức
Tuy nhiên, watermarking cũng gặp phải những nhược điểm và thách thức Việcthiết kế một watermark vừa khó phát hiện vừa khó loại bỏ mà không làm ảnh hưởngđến chất lượng nội dung không phải là điều dễ dàng Ngoài ra, một số phương phápwatermarking có thể bị vô hiệu hóa bởi các kỹ thuật tinh vi như tấn côngwatermarking-adaptive, nơi kẻ tấn công cố ý thay đổi nội dung để loại bỏ hoặc làmhỏng watermark mà không làm giảm đáng kể chất lượng perceivable của nội dung.
1.4 Giải pháp
Giải pháp cho các thách thức này bao gồm phát triển các thuật toánwatermarking mới, mạnh mẽ hơn, có khả năng chống lại các loại tấn công tiên tiến vàđồng thời duy trì tính minh bạch và không làm ảnh hưởng đến chất lượng nội dung.
Trang 11Việc kết hợp các kỹ thuật như mã hóa và chữ ký số cùng với watermarking cũng là mộtphương án hợp lý, tạo ra một lớp bảo vệ đa tầng cho nội dung số.
CHƯƠNG 2 – KHÁI NIỆM
2.1 Đặc điểm
Watermarking là một phương pháp bảo vệ bản quyền nội dung số độc đáo,không chỉ vì nó cho phép nhúng thông tin vào nội dung mà không ảnh hưởng đáng kểđến chất lượng perceivable, mà còn vì nó cung cấp một cách để xác minh và truy xuấtthông tin mà không cần phụ thuộc vào các hệ thống bên ngoài Đặc điểm này làm chowatermarking trở nên quan trọng trong việc bảo vệ quyền sở hữu trí tuệ và trong việcchống lại sự phân phối trái phép
2.2 Phương pháp nhận dạng chữ ký
Các phương pháp thu thập dữ liệu trong watermarking thường bao gồm việc xácđịnh nội dung cần được bảo vệ và thông tin cần nhúng Trong xử lý dữ liệu, các thuậttoán xử lý tín hiệu được áp dụng để nhúng watermark một cách hiệu quả, đảm bảo rằngnó khó bị phát hiện và loại bỏ mà không làm hại đến nội dung gốc.
2.3 Nguyên lý hoạt động của hệ thống
Nguyên lý hoạt động của watermarking dựa trên việc chèn thông tin
(watermark) vào nội dung số mà không làm thay đổi nội dung đó một cách có thể nhận biết Các mô hình phổ biến của watermarking bao gồm:
1.Watermarking dựa trên miền không gian:
Trong phương pháp này, watermark được nhúng trực tiếp vào các giá trị pixel của hình ảnh hoặc khung hình video Mặc dù dễ thực hiện, nhưng phương pháp này thường kém bền vững trước các tấn công và xử lý hình ảnh.
2.Watermarking dựa trên miền tần số:
Các kỹ thuật như DCT (Discrete Cosine Transform) và DWT (Discrete Wavelet Transform) được sử dụng để chuyển đổi nội dung từ miền không gian sang miền tần số,
Trang 12nơi watermark được nhúng Phương pháp này thường mạnh mẽ hơn so với watermarking dựa trên miền không gian.
CHƯƠNG 3 – CÁC ỨNG DỤNG CỦA WATERMAKING
Watermarking được sử dụng trong nhiều ứng dụng khác nhau, bao gồm bảo vệbản quyền cho hình ảnh, video, và âm thanh, đảm bảo tính toàn vẹn và xác thực của dữliệu, và hỗ trợ trong việc theo dõi và giám sát nội dung số Trong lĩnh vực bảo vệ bảnquyền, watermarking giúp chống lại việc sao chép và phân phối trái phép nội dung số.Đồng thời, nó cũng hỗ trợ việc xác định nguồn gốc và chủ sở hữu của tài liệu số.
3.1 Bảo vệ bản quyền cho hình ảnh, video và âm thanh
Hình ảnh: Watermarking giúp bảo vệ hình ảnh từ việc bị sử dụng trái phép
bằng cách nhúng thông tin có thể là logo, tên hoặc thông tin liên hệ của tác giả vàohình ảnh Watermark có thể nhìn thấy được hoặc không, tùy vào mục đích sử dụng.
Video: Tương tự như với hình ảnh, watermarking video nhúng thông tin vào các
khung hình, giúp xác định nguồn gốc và chủ sở hữu của video Điều này đặc biệt quantrọng trong ngành công nghiệp giải trí và truyền thông.
Âm thanh: Trong âm nhạc và các tác phẩm âm thanh khác, watermarking có thể
được sử dụng để nhúng thông tin về tác giả, nhà sản xuất, hoặc bất kỳ thông tin nàokhác mà không làm ảnh hưởng đến chất lượng âm thanh perceivable.
3.2 Xác thực tính toàn vẹn của dữ liệu
Watermarking cung cấp một cách để xác minh rằng nội dung không đã đượcthay đổi hoặc bị biến dạng từ khi watermark được nhúng Điều này đặc biệt quan trọng
Trang 13trong các ứng dụng như y tế (ví dụ: hình ảnh chẩn đoán) và pháp lý, nơi tính toàn vẹncủa dữ liệu là yếu tố then chốt.
CHƯƠNG 4: CÁC KỸ THUẬT
Các kỹ thuật watermarking bao gồm nhiều thuật toán khác nhau như nhúngwatermark dựa trên miền không gian, miền tần số (như DCT và DWT), và miềnchuyển đổi khác Các phương pháp trích xuất watermark cần phải đủ mạnh để có thểphục hồi watermark sau các quá trình xử lý như nén, cắt xén, và thay đổi định dạng.Các kỹ thuật đánh giá độ bền của watermark giúp xác định mức độ hiệu quả củawatermark trong việc chống lại các loại tấn công khác nhau, đảm bảo thông tin nhúngvẫn có thể truy xuất được dù nội dung gốc có bị thay đổi hay không.
4.1 Thuật toán chèn Watermark
Dựa trên miền không gian: Nhúng thông tin trực tiếp vào pixel của hình ảnhhoặc các thành phần của tín hiệu âm thanh Mặc dù dễ thực hiện, phương pháp nàykhông chắc chắn chống lại các tác động như nén hoặc chỉnh sửa.
Dựa trên miền tần số: Sử dụng các biến đổi như DCT hoặc DWT để nhúngthông tin vào tần số của nội dung, tạo ra sự bền vững cao hơn đối với các thao tácchỉnh sửa.
Adaptive watermarking: Nhúng watermark dựa trên các đặc điểm của nội dung,chẳng hạn như vùng mà nó sẽ ít gây ảnh hưởng nhất đến perceivability khi được chỉnhsửa hoặc nén.
4.2 Phương pháp trích xuất Watermark
Phương pháp này phải đảm bảo rằng watermark có thể được trích xuất một cáchchính xác ngay cả khi nội dung đã bị biến đổi Các kỹ thuật trích xuất thường yêu cầuphải có một key hoặc phải biết được phương pháp nhúng để có thể trích xuấtwatermark.
4.3 Đánh giá
Trang 14Độ bền của watermark được đánh giá thông qua khả năng chống chịu của nó vớicác loại tấn công như nén, chỉnh sửa, và nhiễu Các thử nghiệm được thiết kế để kiểmtra khả năng bảo tồn thông tin của watermark dưới các điều kiện khác nhau.
CHƯƠNG 5: CÁC VẤN ĐỀ VỀ WATERMARKING
Watermarking, mặc dù là một công cụ hữu ích trong việc bảo vệ bản quyền và xác thực dữ liệu, nhưng cũng đối mặt với một số vấn đề và thách thức:
5.1 Tấn công và phá hủy watermark:
Các kẻ tấn công có thể cố gắng loại bỏ hoặc làm suy yếu watermark để làm mất đi tính hữu ích của nó Các kỹ thuật phổ biến có thể kể đến như:
Tấn công xóa: Các kỹ thuật được sử dụng để xóa hoàn toàn watermark khỏi dữ liệu.
Tấn công thay đổi: Các kỹ thuật làm thay đổi watermark mà không xóa nó, khiến nó không thể đọc được.
Tấn công giả mạo: Các kỹ thuật chèn một watermark giả vào dữ liệu, khiến người dùng tin rằng dữ liệu đó thuộc về một chủ sở hữu khác.
5.2 Các cân nhắc về tính riêng tư:
Trong một số trường hợp, việc nhúng thông tin watermark vào dữ liệu có thể đặt ra các vấn đề về quyền riêng tư Một vài ví dụ cụ thể:
Watermarking có thể được sử dụng để theo dõi và giám sát nội dung, gây ra các mối lo ngại về quyền riêng tư.
Watermark có thể chứa thông tin nhạy cảm về chủ sở hữu dữ liệu hoặc nội dungcủa dữ liệu.
Cần phải có sự cân bằng giữa việc bảo vệ bản quyền và tôn trọng quyền riêng tưcủa cá nhân.
Trang 15Phổ cập cho người dùng về các vấn đề về quyền riêng tư liên quan đến watermarking.
Phát triển các quy định và tiêu chuẩn để bảo vệ quyền riêng tư của người dùng.Việchiểu và giải quyết các vấn đề này sẽ giúp tăng cường hiệu quả và tính ứng dụng của watermarking trong việc bảo vệ bản quyền và xác thực thông tin.
CHƯƠNG 6: CÁC XU HƯỚNG VÀ PHÁT TRIỂN TRONG WATERMARKING
6.1 Watermarking bằng trí tuệ nhân tạo (AI)
• Sử dụng các thuật toán AI để tạo và nhúng watermark mạnh mẽ và bền bỉ, dựa trên việc học từ dữ liệu.
• Tự động hóa quá trình watermarking, tăng cường hiệu quả và tiết kiệm thời gian.
• Tạo các watermark có khả năng thích ứng với các thay đổi trong dữ liệu, cải thiện khả năng bảo vệ và tránh bị phá hủy.
Trang 166.2 Watermarking dựa trên học sâu
Sử dụng mạng học sâu để trích xuất và nhận dạng watermark, cải thiện độ chínhxác và hiệu quả của quá trình này.
Khả năng phát triển các kỹ thuật mới và sáng tạo dựa trên việc áp dụng các phương pháp học sâu vào watermarking.
6.3 Các ứng dụng mới của watermarking
Bảo vệ nội dung trên các nền tảng truyền thông xã hội: Watermarking có thể được sử dụng để theo dõi và bảo vệ bản quyền cho nội dung được chia sẻ trên các nền tảng như Facebook và Instagram.
Xác thực sản phẩm: Nhúng watermark vào sản phẩm để xác thực tính xác thực và ngăn chặn hàng giả, đảm bảo sự tin cậy của sản phẩm.
Theo dõi chuỗi cung ứng: Watermarking có thể được áp dụng để theo dõi chuyển động của hàng hóa trong chuỗi cung ứng, giúp đảm bảo tính minh bạch và trách nhiệm giải trình.
Trang 17CHƯƠNG 7: KẾT LUẬN
7.1 Tóm tắt các điểm chính về watermarking
Watermarking là một kỹ thuật mạnh mẽ để bảo vệ bản quyền và xác thực dữ liệu Nó hoạt động bằng cách nhúng thông tin vào dữ liệu hiện có mà không làm thay đổi đáng kể nội dung hoặc chất lượng của dữ liệu gốc Watermarking có thể được sử dụng để bảo vệ nhiều loại dữ liệu khác nhau, bao gồm hình ảnh, video, âm thanh và văn bản.
7.2 Thảo luận về tầm quan trọng của watermarking trong việc bảo vệ bản quyền
Watermarking đóng một vai trò quan trọng trong việc bảo vệ bản quyền bằng cách cho phép chủ sở hữu xác định và chứng minh quyền sở hữu đối với nội dung của họ Watermark có thể được sử dụng để theo dõi bản quyền và ngăn chặn việc sử dụng trái phép hoặc phân phối nội dung mà không được phép.
7.3 Các hướng nghiên cứu và phát triển trong tương lai Xu hướng và tương lai của Watermarking**
Nghiên cứu và phát triển trong tương lai trong lĩnh vực watermarking tập trung vào việc cải thiện độ bền, khả năng phục hồi và tính ứng dụng của watermarking Các lĩnh vực nghiên cứu chính bao gồm:
• Phát triển các thuật toán watermarking mới mạnh mẽ hơn và có khả năng phục hồi cao hơn.
• Khám phá các kỹ thuật mới để nhúng watermark vào các loại dữ liệu mới.
• Tìm kiếm các ứng dụng mới và sáng tạo cho watermarking trong các lĩnh vực khác nhau.
Trang 187.4 Các công nghệ watermarking mới nổi
• Watermarking dựa trên trí tuệ nhân tạo, trong đó các thuật toán học máy được áp dụng để tạo ra các watermark mạnh mẽ và khó bị phá hủy.
• Công nghệ watermarking dựa trên học sâu, giúp cải thiện độ chính xác và hiệu suất của việc trích xuất và nhận dạng watermark.
7.5 Các ứng dụng tiềm năng trong tương lai
• Bảo vệ nội dung trên các nền tảng truyền thông xã hội, nơi mà việc chia sẻ và phân phối nội dung đang trở nên ngày càng phổ biến.
• Xác thực sản phẩm và theo dõi chuỗi cung ứng, giúp ngăn chặn hàng giả và đảm bảo tính minh bạch trong quá trình vận chuyển và phân phối hàng hóa.
Trang 19TÀI LIỆU THAM KHẢOTiếng Việt
[1] Watermarking trong bảo vệ bản quyền hình ảnh - Lê Thị Thanh Thủy, Tạp
chí Khoa học và Công nghệ, Đại học Thái Nguyên, số 3(80)/2016.
[2] Một số thuật toán Watermarking trong bảo vệ bản quyền hình ảnh - Nguyễn
Đức Mạnh, Tạp chí Khoa học và Công nghệ, Đại học Thái Nguyên, số 11(98)/2019.
[3] Tổng quan về kỹ thuật Watermarking - Nguyễn Thành Nam, Tạp chí Khoa
học và Công nghệ, Đại học Cần Thơ, số 57(1)/2020.
Tiếng Anh
[1] Stefan Katzenbeisser and Fabien A P Petitcolas, Information Hidingtechniques for steganography and digital watermarking, Security Technologiesfor the World Wide Web, Rolf Oppliger, 1999.
[2] Martin Vetterli and Jelena Kovacevic, Wavelets and Subband Coding.Prentice Hall 1995 ISBN 0-13-097080-8.
[3] Ingemar J Cox, Joe Kilim, Tom Leighton, and Talal G Shamoon, Cox'sDCT, additive, non-bind Image Watermarking Algorithm, Proceedings of theIEEE International Conf on Image Processing, ICIP 97, vol 6, page 1673-
1687, Santa Barbara, California, USA, 1997