Một số kỹ thuật giấu tin trong truyền thông đa phương tiện Nội dung trình bày • Giới thiệu về giấu tin • Thủy vân (Watermarking) • Phủ tin (Steganography) • Một số thuật toán giấu tin • Phương pháp giấu tin trong AVI • Demo chương trình • Q&A Nhu cầu sử dụng kĩ thuật giấu tin • Truyền tin mật (tin được giấu trong bản phủ - vật mang tin) • Bảo vệ bản quyền tác giả • Xác thực thông tin • Thêm tiêu đề, ghi chú vào ảnh. Thêm phụ đề hoặc tiếng lồng vào video. • Các trình duyệt thông minh tự động lấy các thông tin về bản quyền, thông tin về xếp hạng của tệp tin âm nhạc hay video • Kiểm sóat sao chép Mô hình hệ thống giấu tin • Có hai kĩ thuật quan trọng trong giấu tin đó là: Phủ tin (Steganography) và Thủy vân (Watermarking) – Phủ tin: • Tư tưởng: giấu thông tin và đảm bảo bí mật sự tồn tài của thông điệp – Thủy vân • Tư tưởng: giấu thông tin và làm cho thông tin không cảm nhận được • Giấu tin khác với mã hóa (mã hóa dùng để bảo vệ nội dung của thông điệp) Thông điệp Thuật toán nhúng Bản phủ Truyền qua mạng Bộ tách Thông điệp Khóa Khóa Các vấn đề cần quan tâm khi thực hiện giấu tin • Cảm nhận: Thông tin nhúng vào có làm “méo mó” bản gốc hay không • Dung lượng: Bao nhiêu thông tin có thể nhung trong ngưỡng cảm nhận cho phép • Bền vững trước các tấn công: Thông tin nhúng có thể tồn tại được trước các tấn công để phá hủy, gỡ và thay đổi dữ liệu nhúng hay không • Sự cân bằng giữa ba yếu tố trên: – Càng bền vững => Dung lượng càng thấp – Càng khó cảm nhận => Dung lượng càng thấp vv Truyền tin mật Bảo vệ bản quyền của ảnh (xác thực) Thêm tiêu đề, ghi chú vào ảnh. Thêm phụ đề hoặc tiếng lồng vào video. Bảo vệ toàn vẹn ảnh (phát hiện lỗi) Kiểm soát sao chép Các trình duyệt thông minh tự động lấy các thông tin về bản quyền, thông tin về xếp hạng của tệp tin âm nhạc hay video Yêu cầu Thấp Cao Dung lượng Bền vững Không nhìn thấy An toàn Độ phức tạp nhúng tin Độ phức tạp để phát hiện Yêu cầu Ứng dụng An toàn Bền vững Dung lượng Mô hình tam giác Kĩ thuật phủ tin an toàn Thủy vân số Phủ tin chất phác Data hiding Giấu thông tin Robust Thuỷ vân bền vững Imperceptible Thuỷ vân ẩn Steganography Phủ tin Watermarking Thuỷ vân Fragile Thuỷ vân dễ vỡ Visible Thuỷ vân hiển Phân loại các kĩ thuật giấu tin Môi trường giấu tin • Giấu tin trong văn bản: ví dụ như thêm các khoảng trống sau các dấu chấm câu, khoảng trống giữa các dòng văn bản, khoảng trống cuối câu … • Giấu tin trong ảnh: thay đổi bit ít quan trọng của ảnh, nhiễu ngẫu nhiên … • Giấu tin trong audio: mã hóa tần số thấp, nhiễu ngẫu nhiên không cảm nhận được … • Giấu tin trong video: thay đổi các bít ít quan trọng trong các khung hình Miền không gian Nhúng dữ liệu trực tiếp bằng việc thay đổi giá trị các điểm ảnh Trong miền tần số Dữ liệu được nhúng vào miền biến đổi bằng cách thay đổi các hệ số + = DCT Modify DCT Inverse DCT Miền giấu tin [...]... Phương pháp giấu tin trong tập video b Khối macro (macroblock) đầu tiên: chỉ ra khối macro trong khung đã chọn để từ đó thuật toán bắt nhúng thông điệp c Số lượng khối macro: xác định có bao nhiêu khối macro trong một khung được sử dụng để giấu dữ liệu Các khối macro này có thể là khung liên tiếp dựa trên kiểu định trước Rõ ràng là chúng ta càng sử dụng nhiều khối macro thì càng làm tăng khả năng giấu tin... khi thực hiện giấu, đây chính là khoá để giải mã • Với mỗi khối việc giải tin theo quy tắc: đếm số bít 1 trong khối, nếu tổng số bít 1 là lẻ thì thu được bít 1, ngược lại thu được bít 0 Và cứ tiếp tục cho đến khi hết các khối đã giấu • Như vậy, sau khi xét hết các khối đã giấu ta thu được một chuỗi bit Chuỗi bit này chính là thông tin đã giấu trong ảnh nhị phân Thuật toán Wu-Lee Tư tưởng giấu tin của... tôi với” Phủ tin: Phương pháp thay thế bit (LSB) • Ảnh: thay thế bit ít quan trọng nhất (LSB – Least Significant Bit) của ảnh bằng các bit của thông điệp cần giấu • Dữ liệu ẩn trong “nhiễu” của ảnh • Phương pháp này có thể giấu được nhiều dữ liệu • Dễ vỡ trước các tấn công ảnh Phủ tin: Phương pháp thay thế bit (LSB) Ví dụ: 3 điểm màu của ảnh 24bit (00100111 11101001 11001000) (00100111 11001000 11101001)... SUM(F1 ⊗ K) thoả T/h 4 tại Bước 3 trong thuật toán, do vậy chúng ta sẽ đảo giá trị tại phần tử (i,j) của F1 ứng với Ki,j = 1 Giải sử ta chọn phần tử (1,2) kết quả sẽ thu được như G1 - Vì SUM(F2 ⊗ K) = 0 nên khối F2 sẽ không được dùng để giấu dữ liệu do vậy G2 = F2 - Với F3, do F3 thoả mãn điều kiện 0< SUM(F3⊗ K) = 3 < SUM(K), nên thuật toán sẽ thực hiện giấu b2 vào F3 Trong trường hợp này, ta thấy SUM(F3... G2 0 1 0 1 0 1 Giữ liệu cần giấu: b1b2b3 =011 0 0 0 1 0 1 1 0 1 1 0 0 1 0 1 1 0 0 0 0 1 0 1 0 0 0 1 0 1 0 0 1 0 1 1 0 0 1 0 0 1 0 1 1 0 1 1 1 0 1 1 0 1 1 1 1 1 0 1 1 0 0 0 0 1 1 1 0 1 0 0 0 0 1 0 F3 F4 K G3 G4 Ví dụ minh họa thuật toán Wu-Lee - Với F1, 0< SUM(F1 ⊗ K) = 3 < SUM(K) nên thuật toán sẽ giấu b1 (b1=0) vào F1 bằng cách biến đổi F1 thành G1 sao cho SUM(G1 ⊗ K) mod 2 = b1 Trong trường hợp này,...Ví dụ về giấu tin ± 2 mức xám + = ± 5 mức xám + = ± 31 mức xám Ảnh gốc + = Thủy vân • Mục đích: Thông tin đem giấu mang một số thông tin về vật mang tin như chủ sở hữu, bản quyền hoặc các thông tin khác • Thủy vân có thể xem xét là một thuộc tính mở rộng của dữ liệu • Tính bền vững of của thủy vân là quan trọng nhất • Thủy vân có thể... 112 100 103 99 Một số công cụ thương mại của thủy vân và phủ tin • Digimarc ImageBridge – Giấu tin trong ảnh • Digimarc MarcSpider – Kiểm soát tất cả các ảnh có dấu Digimarc trên mạng internet • Digimarc cung cấp giải pháp nhận thực bí mất cho hơn 200 đơn vị của 24 chính phủ trên thế giới Phương pháp giấu tin trong tập video Tệp tin AVI độ nét cao đơn giản chỉ là nối tiếp liên tục các hình ảnh có độ... Với mỗi khối điểm ảnh F (ma trận điểm ảnh) có thể được giấu tối đa 1 bit b (b= 0 hoặc b = 1) Quá trình giấu tin sẽ thực hiện biến đổi ma trận nhị phân F thành ma trận G nhưng giữa F và G chỉ khác nhau tối đa là một vị trí Thuật toán Wu-Lee • Giả sử ta cần giấu dãy bit b1b2b3 = 011 vào một ảnh kích thước 6x6 với ma trận khóa K có kích thước 3x3 như trong hình vẽ Ta chia ảnh F thành 4 khối ảnh nhỏ với... phản, màu, gam màu - Nhiễu cộng, nhiễu nhân; - Lọc tuyến tính; - Nén mất thông tin; - Giảm dữ liệu: cropping, sửa histogram; - Thuỷ vân nhiều lần Phủ tin (steganography) • Định nghĩa:Nhúng thông tin vào vật mang tin sao cho sự tồn tại của thông tin không bị phát hiện • Mục đích: truyền thông điệp bí mật bên trong phương tiện mang tin thông thường vì vậy sự tồn tại của thông điệp không bị phát hiện... khối kích thước mxn Bước 2: Với mỗi khối Fi (i = 1,2, ….,N) sẽ tiến hành giấu một bit bi (bi = 0 hoặc bi =1) bằng cách biến đổi Fi thành Gi sao cho Gi thỏa mãn bất biến sau: Bước 3: Kết hợp các khối Gi ta sẽ thu được ảnh G chứa dãy bít b1 b2 ……… bN Thuật toán giấu tin theo khối bit • Quá trình giải tin • Khi nhận được ảnh đã giấu tin, quá trình giải mã tin sẽ được thực hiện theo các bước sau đây • . giác Kĩ thuật phủ tin an toàn Thủy vân số Phủ tin chất phác Data hiding Giấu thông tin Robust Thuỷ vân bền vững Imperceptible Thuỷ vân ẩn Steganography Phủ tin Watermarking Thuỷ vân Fragile Thuỷ. minh tự động lấy các thông tin về bản quyền, thông tin về xếp hạng của tệp tin âm nhạc hay video • Kiểm sóat sao chép Mô hình hệ thống giấu tin • Có hai kĩ thuật quan trọng trong giấu tin. Phủ tin (Steganography) và Thủy vân (Watermarking) – Phủ tin: • Tư tưởng: giấu thông tin và đảm bảo bí mật sự tồn tài của thông điệp – Thủy vân • Tư tưởng: giấu thông tin và làm cho thông tin