Đang tải... (xem toàn văn)
Phương pháp giấu tin dựa vào Automata 2DCAPhương pháp giấu tin dựa vào Automata 2DCAPhương pháp giấu tin dựa vào Automata 2DCAPhương pháp giấu tin dựa vào Automata 2DCAPhương pháp giấu tin dựa vào Automata 2DCAPhương pháp giấu tin dựa vào Automata 2DCAPhương pháp giấu tin dựa vào Automata 2DCAPhương pháp giấu tin dựa vào Automata 2DCAPhương pháp giấu tin dựa vào Automata 2DCAPhương pháp giấu tin dựa vào Automata 2DCAPhương pháp giấu tin dựa vào Automata 2DCAPhương pháp giấu tin dựa vào Automata 2DCAPhương pháp giấu tin dựa vào Automata 2DCA
án t t nghi i Phòng M CL C L IC L IM U CH NG 1: T NG QUAN V GI U TIN 1.1 KHÁI V GI U TIN M GI U TIN 1.2.1 Tính vơ hình c a thơng tin 1.2.2 Tính b o m t 1.2.3 T l gi u tin 1.2.4 L a ch n nh 1.2.5 nh g i v i trình gi i mã .8 1.3 MÔI TR NG GI U TIN .10 1.3.1 Gi u tin nh 10 1.3.2 Gi u tin audio 10 1.3.3 Gi u tin video 11 1.3.4 Gi 1.4 PH n d ng text 12 NG PHÁP GI U TIN 12 1.5 PH AN TOÀN C A M T L GI U TIN 16 1.6 17 1.6 ng quát c 1.6.2 M t s tính ch t c b n c 1.6 17 18 19 1.6.4 ng d ng 22 CH NG 2: PH NG PHÁP GI U TIN D A VÀO AUTOMATA 2D CA .23 2.1 GI I THI U .23 2.2 AUTOMATA HAI CHI U 23 2.3 QUÁ TRÌNH GI U TIN TRONG NH D A VÀO AUTOMATA 2D-CA 25 2.3.1 Thu t toán gi u tin 25 2.3.2 Ví d minh h a trình gi u tin 27 2.3.3 Thu t toán tách tin 30 2.3.4 Ví d minh h a q trình tách tin 31 Tr L p CTL601 án t t nghi i Phòng CH T TH 3.1 MƠI TR NGHI M 34 T 34 3.2 GIAO DI N CH 3.3 K T QU TH NG TRÌNH 34 NGHI M CH 3.3.1 K t qu th nghi m ch NG TRÌNH VÀ NH N XÉT 49 ng trình 49 3.3.2 Nh n xét 53 K T LU N 55 TÀI LI U THAM KH O 56 Tr L p CTL601 án t t nghi i Phòng L IC M Em xin chân thành c thông tin truy N t c th y giáo khoa Cơng ngh i Phòng, nh t tình gi ng d y t nh ng ki n th c c n thi t su t th i gian em h c t p t em hồn thành t t q trình t t nghi p Em xin t lòng bi t n sâu s ti p h ng d truy th th c hi n cô H Th H ng Th m, ng t cho em nh ng kinh nghi tài có c hoàn thành Em xin c m th em su t tài t t nghi p Vì th i gian có h nên hi u bi t c a b n thân nhi u h n ch Cho án không tránh kh i nh ng thi u sót, em r t mong nh góp ý ki n c a t t c th b cs án c hoàn thi n h n Em xin chân thành c m n! H Sinh viên Tr Tr c L p CTL601 c án t t nghi i Phòng L IM S phát tri n v U t b c c a công ngh m ng d nv r t quan tr ng Có nhi u ph ph i thông tin m c coi xu t hi n s m nh t, nhiên ph pháp làm cho ng d li s tr ph an tồn thơng tin ng h i ta d phát hi i m t ph ng ti ng pháp khác gi u tin i v i ng mb i dùng Trong m t u ng tài s s d ng ph CA (two-dimensional cellular automata Nôi dung báo cáo g m ch t h p c hai ng pháp gi u tin Automata 2D- gi u thông tin vào nh ng sau: T ng quan v gi u tin nh Trình bày t ng quan v gi u tin nh u tin d a vào Automata 2D-CA Gi i thi u Automata 2D-CA Trình bày thu t tốn gi u tin, tách tin Automata 2D-CA t th nghi m Xây d ng c Tr L p CTL601 ng ng d ng k t qu c án t t nghi i Phòng T NG QUAN V GI U TIN 1.1 KHÁI V GI U TIN h thô DSA (Digital Signature Algorithm), t tính c ti n hành theo nhi u cách khác tùy vào m ng gi u tin M i k thu t gi u tin g m : Thu t toán gi u tin B gi i mã thơng tin Thu t tốn gi gi u thông tin vào m b ng cách s d ng m t khóa bí m c dùng chung b mã D li u g c C Bi D li u có ch a thơng tin s B gi u tin Bi i T-1 (tùy ch n) i T (tùy ch n) Thơng tin M q trình gi u tin nh Tr L p CTL601 n mang i gi i án t t nghi i Phòng D li u có ch a thơng tin s Bi Thơng tin M B tách tin i T (tùy ch n) trình tách tin nh Hình 1.1 1.2 s t ng quát c a trình gi u tin tách tin i T T-1 phép bi fourier r i r c ho c bi i t n s cosine, wavelet, i sai phân (image difference) Hình v bi u di n trình gi c dùng làm m n n ch a bao g m gi Thông tin gi u m i s d ng Thông tin gi u m tin mang m ng thông c vào m c i s d ng Thông tin s c gi n ch a thông Sau gi u phân b m ng Sau gi n có gi u tin, trình c th c hi ng v mã hóa v i khóa c a q trình mã hóa K t qu ch a g cg c ti p theo thông tin gi u s nh so sánh v i thông tin gi n c x lý ki m u Tóm l i, gi u thơng tin ngh thu t khoa h c c a truy n thông, m c a gi u thông tin che gi u nh ng thông báo bên nh ng thông báo khác mà không làm k n thông báo b ng m t cách th i khơng có th m quy n khơng th phát hi n ho c không th phá h y chúng 1.2 M GI U TIN Hi n gi u thông tin nh k thu t t xu h ng phát tri n r t nhanh M t k thu t gi u tin Tính vơ hình c Tr im L p CTL601 a m t s c gi u nh m sau: án t t nghi i Phòng S l c gi u Tính an tồn b o m t c a thơng tin Ch t l ng c a nh sau gi u thơng tin bên 1.2.1 Tính vơ hình c a thông tin Khái ni m d m c a h th ng th giác c cn um phân bi c n i Thông i v i th ng không ng nh k t qu Trong gi u tin nh yêu c u tính vơ hình c a thơng tin gi u c nh bi ng m vào m m cao th y vân s l i ch yêu c u nh Ch ng h m t i ta áp d ng th y vân s cho vi c g n m t trình truy b o v b n quy n 1.2.2 Tính b o m t Thu c coi có tính b o m t n khơng b tìm b t n cơng m t cách có ch c nhúng s nh ng hi u bi y v thu t tốn nhúng tin có b gi i mã (tr khố bí m t), h n n a có c nh có mang thơng tin ( nh k t qu r t quan tr ng Ch ng h i v i gi u tin t yêu c u i v i thu t tốn dò tin ph c t p v n lên t i O(2 m*n tr ng kích th c ã bi t ma tr n tr ng s dùng trình gi u tin 1.2.3 T l gi u tin L ng thơng tin gi u so v i kích th quan tâm m t thu t toán gi c nh môi tr ng m t v c n m t hai yêu c u c b n c a gi u tin m t Rõ ràng có th ch gi u m t bit thông tin vào m i nh mà không c n lo l ng v nhi u c a nh nh ng nh v y s r t hi u qu mà thơng tin c n gi u có kích th gi c b ng Kb Các thu uc g n c nhi u thông tin nh t mà không gây nhi cm 1.2.4 L a ch n nh i v i vi c gi u thơng tin m t h u h t chuyên gia v khuyên r ng: nên ch n tin m t p xám môi tr p xám ch t l c a thơng tin m t Tr L p CTL601 ng c a c ng h p lý h n c Sau gi u m b o tính vơ hình án t t nghi 1.2.5 nh g c i Phòng i v i trình gi i mã Yêu c u cu i thu t toán ph i cho phép l y l nh mà khơng có nh g c u m t thu n l i nh môi tr ng ng d ng c a k thu t gi th c nh t nh ng l i làm gi i h n kh hi n vi c gi u tin nh, tr u c h t ta ph i x c nh t c ph i s hố nh Q trình s hố d ng nh khác khơng nh Có nhi u lo i c chu n hoá nh : JPEG, PCX, BMP, Trong án ch s d ng nh *.BMP c phát tri n b d id c l u tr c l p thi t b cho phép Windows hi n th d li u không ph thu c vào khung ch nh màu b t kì ph n c ng Tên file m r ng m file nh Bitmap BMP nh c a m t c s d ng Microsoft Windows ng d ng ch y Windows t version 3.0 tr lên M i file nh Bitmap g m ph n: Bitmap Header Palette màu BitmapData Các c u trúc c th c a nh Bitmap Bitmap Header B ng 1.1 C u trúc nh Bitmap Byte th Giá tr 1-2 Nh n d ng file 3-6 c file 7-10 D tr 11-14 Byte b Ki u long Tubo C ng mang giá tr u vùng d li u Offset c a byte b u vùng d li u 15-18 S byte cho vùng info byte 19-22 Chi u r ng nh BMP Tính b ng pixel 23-26 Chi u cao nh BMP Tính b ng pixel 27-28 S planes màu C 29-30 S bit cho pixel Có th 1, 4, 8, 16, 24 nh tùy theo lo i nh Tr L p CTL601 án t t nghi i Phòng 31-34 Ki u nén d li u 0: không nén 1: nén runlength 8bits/pixel 2: nén runlength 4bits/pixel 35-38 c nh Tính b ng byte 39-42 phân gi i ngang Tính b ng pixel/ metter 43-46 phân gi i d c Tính b ng pixel/ metter 47-50 S màu s d ng nh 51-54 S màu s d ng hi n th nh Palette màu: B ng màu c a nh, ch nh ng nh nh h n ho c b ng bit màu m i có palette màu BitmapData: Ph n n m sau ph n palette màu c a nh ph n ch a giá tr màu c m nh BMP Các dòng t trái sang ph i Giá tr c a m t cl ut d i lên m nh m t ch s tr t i ph n t màu ng ng c a Palette màu Thành ph n Bit Count c a c u trúc Bitmap Header cho bi t s bit dành cho m m nh s l ng màu l n nh t c a nh Bit Count có th nh n giá tr sau: 1: Bimap tr ng, m i bit bi u di n m m m nh N u bit mang giá m 4: Bitmap nh 16 màu, m 8: Bitmap nh 256 màu, m m m nh d m nh tr ng c bi u di n b i bit c bi u di n b i byte 16: Bitmap nh high color, m i dãy byte liên ti p bitmap bi u di n c t ic , xanh cây, xanh l c a m m nh 24: Bitmap nh true color (224 màu), m i dãy byte liên ti p bitmap bi u di n c t ic nh Tr L p CTL601 , xanh cây, xanh l (RGB) c a m m án t t nghi i Phòng Thành ph n Color Used c a c u trúc Bitmap Header c a palette màu th c s cs d ng màu hi n th bitmap N u thành ph t 0, bitmap s d ng s màu l n nh t t 1.3 nh s l c ng ng v i giá tr c a BitCount NG GI U TIN K thu t gi c nghiên c u áp d ng nhi u môi tr li u khác nh d li ng ti n (text, image, audio, video), s n ph m ph n m m g nh ng nghiên c u môi tr quan h Trong môi tr ng d ng d li li u a ph ng c s d li u ng ti n môi tr ng chi m t l ch y u k thu t gi u tin 1.3.1 Gi u tin nh Gi u thông tin nh hi n chi m t l l n nh t ch ng d ng ph n m m, h th ng gi c trao ng ti n b i l ng trình ng thơng tin i b ng nh r t l n, h n n a gi u thơng tin trò h t s c quan tr i v i h u h t ng d ng b o v an tồn thơng tin nh : nh n th nh xuyên t c thông tin, b o v b n quy n tác gi u n truy c p, gi u thông tin m t Thông tin s c gi u v i d li u nh nh ng ch t l i ch ng bi c nay, nh s ng nh thay ng sau c s d ng r t ph bi n gi u thông tin nhi u ng d ng quan tr ng nhi d ch v ngân hàng tài ir t i s ng xã h i Ví d , m ts n c phát tri n, thu vân s c s d ng nh n di n khách hàng th tín d ng M i khách hàng có m t ch kí vi t ó ch kí này s c s hố l u tr h s c a khách hàng Ch kí c s d ng nh thu th tín d ng, ch nh n th c thơng tin khách hàng Trong c gi u nh c a khách hàng th Khi s d ng th , ng a th vào m t h th ng, h th ng có g n thi t b nh l c ch kí s v i ch kí s u tr xem có trùng h p không, t nh Thu c thu vân c l y s so sánh nh nh n th c khách hàng 1.3.2 Gi u tin audio Gi m riêng, không gi ng v i gi n khác M t nh ng yêu c Tr L p CTL601 n c a gi i m án t t nghi i Phòng T menu ch n g i giao di PSNR hình 3.12 Hình 3.12 Giao di Tr L p CTL601 nh PSNR nh án t t nghi Ch i Phòng m ch n nh tr 3.13 Hình 3.13 M Tr L p CTL601 nh g c c gi u tin nh hình án t t nghi i Phòng Ch ch n nh 3.14 Hình 3.14 M Tr L p CTL601 nh gi u thông tin u tin nh hình án t t nghi i Phòng n nh hi n i nhau, ch th c hình 3.15 K t qu s cho ta giá tr nh n u : Giá tr 100 db i Giá tr l n h n 35 db nh h n 100 db ch p nh i nh ng c Giá tr nh h n 35 db nh bi n d ng m t th ng có th nh n th y Giá tr nh h n 20 db nh bi n d ng khơng th ch p nh Hình 3.15 Giao di Ch n Tr m c k L p CTL601 tl ng nh nh b ng PSNR c án t t nghi i Phòng 3.3 K T QU TH NGHI M CH 3.3.1 K t qu th nghi m ch NG TRÌNH VÀ NH N XÉT ng trình Th c nghi m s i nh tr c sau gi u tin s d ng k thu t gi u tin Automata 2D-CA T p nh th nghi m d ng *.png g m t p A1 nh c p xám chu nh d ng png có kích th 512x512 Và t p nh A2 20 nh t i v m ng có kích th t tên t anh1 t i anh20 c c c chuy n thành c nh c p xám thông qua ph n m m matlab 7.8 T p nh xám chu n A1 tr c gi u tin hình 4.16 Hình 3.16 T p nh xám chu n A1 tr Tr nh L p CTL601 c gi u tin án t t nghi i Phòng T p nh xám ng u nhiên A2 tr c gi u tin hình 3.17 Hình 3.17 T p nh xám ng u nhiên A2 tr Tr L p CTL601 c gi u tin án t t nghi Chu i Phòng p gi u có n an tot nghiep truong dai hoc dan lap Hai Phong nganh cong nghe thong tin T p nh xám chu n A1 sau gi u tin hình 3.18 Hình 3.18 T p nh xám chu n A1 sau gi u tin Tr L p CTL601 án t t nghi i Phòng T p nh xám ng u nhiên A2 sau gi u tin hình 4.19 Hình 3.19 T p nh xám ng u nhiên A2 sau gi u tin B ng 3.1 K t qu u tin kh u tin v i t p nh A1 A2 nh g c Tr PSNR (dB) Kh u bit airplane.png 75.4213 29127 baboon.png 75.4984 29127 beer.png 75.3526 29127 elaine.png 75.0734 29127 house.png 75.1792 29127 lena.png 75.0899 29127 peppers.png 75.3966 29127 sailboat.png 75.4498 29127 tiffany.png 75.2235 29127 anh1.png 72.3995 14222 anh2.png 72.7355 16200 L p CTL601 án t t nghi i Phòng anh3png 87.2034 455111 anh4.png 67.967 5585 anh5.png 68.0661 5583 anh6.png 76.7362 41666 anh7.png 79.8447 87381 anh8.png 79.9947 87381 anh9.png 73.1497 18350 anh10.png 73.8022 20833 anh11.png 68.0506 5607 anh12.png 68.0595 5583 anh13.png 67.9369 5589 anh14.png 67.8449 5597 anh15.png 67.0928 5598 anh16.png 80.9583 87381 anh17.png 75.031 26666 anh18.png 74.9727 28942 anh19.png 74.7936 46433 anh20.png 73.1624 17944 3.3.2 Nh n xét k thu t gi ng thông tin c n gi tồn nh g c (vì s d ng l p l i toàn th y vân nh nh m m V i k t qu th nghi m th phân bi t u ta gi u thu t gi u có th coi n d li u nh ho c b o v b n quy n c, n u quan sát b ng m t th ng khó có u tin ch a gi u tin Giá tr PSNR trung bình c cao so v tr PSNR trung bình c a t p giá tr trung bình PSNR (c a MOS) 37dB, giá t 74.05126dB Giá tr th p nh t c a t p nh 67.0928dB, giá tr PSNR cao nh t 87.2034dB Kh thu c vào kích c u bit c a nh ph nh gi u tin Qua th nghi m em nh n th y k thu t gi u tin d a vào automata 2D-CA m t s k t qu sau m: an tồn b o m t thơng tin cao Tr L p CTL601 t án t t nghi i Phòng i Ch n thông tin gi u ng nh gi u tin cao m: Th i gian x lý gi u tin ph thu c l n vào d li th c nh g t toán gi u tin 2Dnh (b o m t vơ hình), b o m d Tr p gi u l n hay nh b o m t r t cao, l n b o m t: gi u p gi u n u tin b p b ng khóa K áp d XOR L p CTL601 u vào nh kích i ta áp t h p v i hàm án t t nghi i Phòng K T LU N án c c hi n nh ng nhi m v sau: Tìm hi u automata chi u 2D-CA Tìm hi u p u tin áp d ng automata chi u 2D-CA Xây d u tin nh V i k thu t gi u tin d a vào automata 2D-CA tính vơ hình b n v ng c a thông tin sau gi m b o V m t lý thuy c gi u vào nh g c, ch ng ng nh s khác v i nh g Tuy nhiên sau th c hi n k thu t gi u tin, quan sát b ng m th phân bi nh g c, ng cao ng khó có nh gi u c sau gi u tin k t qu c y s bi n d ng c a nh h gi u y k thu t ng k t qu t t nghiên c u S báo cáo th nghi m.Tuy nhiên k thu t gi u tin d a vào automata 2D-CA m i m , v i hi tài báo cáo c a em g p nhi u thi u sót Em xin chân thành c Tr L p CTL601 , án t t nghi i Phòng TÀI LI U THAM KH O Tài li u ti ng Vi t [1] Lu n án ti th [2] TS H Th [3 ài gi OM - [4] - K u tin nh s d ng k t h p mãhóa aes gi u tin [5 - Tài li u ti ng Anh [6] G lvarez Maranón, L.H Encinas, A.M del Rey, Sharing secret color imagesusing cellular automata with memory, CoRR 0312034 (2003) [7] Biswapati Jana, Debasis Giri, Shymal Kumar Mondal, Pabitra Pal, IMAGE STEGANOGRAPHY BASEDON CELLULAR AUTOMATA (2013) [8] http://vtct.wordpress.com/2013/06/19/mot-vai-khai-niem-co-ban-ve-anh-sodigital-image/ [9] http://luanvan.co/luan-van/luan-van-giau-tin-trong-anh-va-ung-dung-trong-antoan-bao-mat-thong-tin-39371/ Tr L p CTL601 ... TRÌNH GI U TIN TRONG NH D A VÀO AUTOMATA 2D-CA 2.3.1 Thu t toán gi u tin Quá trình gi u tin automata 2D-CA g hi n sau: u vào: nh s d gi u tin p gi u u ra: u tin Tr L p CTL601 u vào, c th c án t t... cellular automata Nôi dung báo cáo g m ch t h p c hai ng pháp gi u tin Automata 2D- gi u thông tin vào nh ng sau: T ng quan v gi u tin nh Trình bày t ng quan v gi u tin nh u tin d a vào Automata. .. thơng tin s B gi u tin Bi i T-1 (tùy ch n) i T (tùy ch n) Thông tin M trình gi u tin nh Tr L p CTL601 n mang i gi i án t t nghi i Phòng D li u có ch a thơng tin s Bi Thông tin M B tách tin i