Đang tải... (xem toàn văn)
MỤC LỤCLời nói đầu ...............................................................................................................................................4I. TỔNG QUAN VỀ STEGANOGRAPHY .........................................................................................51. Steganography là gì ? ....................................................................................................................52. Phân biệt Steganography và Cryptography ...................................................................................53. Dữ liệu được ẩn ở đâu ? ................................................................................................................64. Ưu và nhược điểm của Steganography .........................................................................................7II. CÁC PHƯƠNG PHÁP CƠ BẢN TRONG STEGANOGRAPHY ...............................................81.Các phương pháp cơ bản ...............................................................................................................8 a.LSB – (Least Significant Bit)....................................................................................................8 b. Injection (phép nội xạ) ..............................................................................................................82.Steganography trong “hình ảnh” ...................................................................................................9 a.LSB – (Least Significant Bit)....................................................................................................9 b.Masking and Filtering ...............................................................................................................9 c.Algorithms and Transformations ..............................................................................................93. Steganography trong Audio ..........................................................................................................9a. LSB ...........................................................................................................................................9 b. Mã hóa Parity (Parity Coding) ............................................................................................... 10 c. Mã hóa Phase (Phase Coding) .............................................................................................. 10 d. Kỹ thuật trải phổ .................................................................................................................... 10 e. Kỹ thuật giấu dựa vào tiếng vang (Echo) ............................................................................. 11 f. Kỹ thuật mã hóa Echo ........................................................................................................... 114. Steganography trong Video ...................................................................................................... 125. Steganography trong Document................................................................................................. 12 III. STEGANALYSIS .........................................................................................................................12 a.Xem tập tin............................................................................................................................. 12 b.Nghe tập tin ............................................................................................................................ 132. Phân loại......................................................................................................................................... 13IV. ỨNG DỤNG CỦA STEGANOGRAPHY ..................................................................................131. Lĩnh vực anh ninh mạng và che dấu thông tin ............................................................................ 132. Watemarking (làm hình mờ) .......................................................................................................... 14 a.Giới thiệu ............................................................................................................................... 14 b.Các trình ứng dụng của Watermarking .................................................................................. 15VI. KẾT LUẬN ....................................................................................................................................23TÀI LIỆU THAM KHẢO ....................................................................................................................24PHIẾU GIAO NHIỆM VỤ BÀI TẬP LỚN ........................................................................................
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VIỆN CÔNG NGHỆ THÔNG TIN VÀ TRUYỀN THÔNG BÀI TẬP LỚN AN NINH MẠNG Đề tài: STEGANOGRAPHY Nhóm sinh viên thực hiện: Nguyễn Khánh Hưng 20081279 Nguyễn Lê Hoài Nam 20081819 Lê Đình Cường 20080370 Giáo viên hướng dẫn: Lê Đức Anh HÀ NỘI 11-2011 MỤC LỤC Lời nói đầu 4 I. TỔNG QUAN VỀ STEGANOGRAPHY 5 1. Steganography là gì ? 5 2. Phân biệt Steganography và Cryptography 5 3. Dữ liệu được ẩn ở đâu ? 6 4. Ưu và nhược điểm của Steganography 7 II. CÁC PHƯƠNG PHÁP CƠ BẢN TRONG STEGANOGRAPHY 8 1. Các phương pháp cơ bản 8 a. LSB – (Least Significant Bit) 8 b. Injection (phép nội xạ) 8 2. Steganography trong “hình ảnh” 9 a. LSB – (Least Significant Bit) 9 b. Masking and Filtering 9 c. Algorithms and Transformations 9 3. Steganography trong Audio 9 a. LSB 9 b. Mã hóa Parity (Parity Coding) 10 c. Mã hóa Phase (Phase Coding) 10 d. Kỹ thuật trải phổ 10 e. Kỹ thuật giấu dựa vào tiếng vang (Echo) 11 f. Sinh viên thực hiện: Nguyễn Khánh Hưng Nguyễn Lê Hoài 200812 79 200818 Khóa : 53 Khóa: Lớp: TTM- K53 Lớp: TTM- 3 Kỹ thuật mã hóa Echo 11 4. Steganography trong Video 12 5. Steganography trong Document 12 Sinh viên thực hiện: Nguyễn Khánh Hưng Nguyễn Lê Hoài 200812 79 200818 Khóa : 53 Khóa: Lớp: TTM- K53 Lớp: TTM- 4 III. STEGANALYSIS 12 a. Xem tập tin 12 b. Nghe tập tin 13 2. Phân loại 13 IV. ỨNG DỤNG CỦA STEGANOGRAPHY 13 1. Lĩnh vực anh ninh mạng và che dấu thông tin 13 2. Watemarking (làm hình mờ) 14 a.Giới thiệu 14 b. Các trình ứng dụng của Watermarking 15 VI. KẾT LUẬN 23 TÀI LIỆU THAM KHẢO 24 PHIẾU GIAO NHIỆM VỤ BÀI TẬP LỚN 25 Lời nói đầu Sự phát triển mạnh mẽ của Internet cùng với cuộc cách mạng thông tin số đã đem lại những bước tiến vượt bậc trong xã hội, vai trò của nó cũng đã vượt ra khỏi phạm vi kinh tế và dần đi vào cuộc sống như một nhu cầu thiết yếu. Truyền thông bang tần rộng cùng với các định dạng dữ liệu số phong phú hiện nay đã mở ra nhiều cơ hội và không ít thách thức. Các thiết bị số ngày càng hiện đại và giá thành ngày càng rẻ, điều này cho phép người dung có thể dễ dàng tạo và chỉnh sửa hay trao đổi dữ liệu đa truyền thông. Bên cạnh những tác dụng tích cực, ta cũng không thể phủ nhận những vấn đề nan giải nảy sinh trong thực tế: giả mạo, ăn cắp tác phẩm, sử dụng các tác phẩm không bản quyền,… Chính vì vậy mà nhóm tôi đã chọn đề tài “STEGANOGRAPHY” để nghiên cứu và tìm hiểu tầm quan trọng của nó trong tương lai. Trong quá trình thực hiện đề tài không tránh khỏi những sai sót mong thầy góp ý bổ sung. Xin chân thành cảm ơn ! Nguyễn Khánh Hưng Nguyễn Lê Hoài Nam Lê Đình Cường I. TỔNG QUAN VỀ STEGANOGRAPHY 1. Steganography là gì ? Steganography(ẩn thông tin) : là kỹ thuật ẩn thông tin liên lạc, là quá trình giấu thông tin cá nhân hay thông tin nhạy cảm vào một thứ gì mà không để lộ chúng theo dạng thông thường. Steganography có nguồn gốc từ Hy Lạp. Steganos (có nghĩa là phủ hoặc bí mật) và graphy(bằng văn bản hoặc bản vẽ). Các ghi chép đầu tiên về Steganography đã được một nhà sử học Hy Lạp là Herodotus ghi chép lại. Một trong những câu chuyện kể nổi tiếng khi nói tới lĩnh vực này là câu chuyện về tên bạo chúa Histiaeus. Trong suốt thế kỷ thứ 5 trước công nguyên (486-425 B.C), tên này bị giam cầm tại nhà tù Susa. Trong thời gian này ông ta đã cố gắng liên lạc với con rể của mình là Aristagoras. Để thực hiện được âm mưu này, Histaeus đã cạo đầu một tên nô lệ và xăm lên đó thông điệp cần chuyển và khi tóc mọc lại thì anh này được đưa tới Aristagoras. Phương pháp này vẫn được các điệp viên Đức sử dụng vào đầu thế kỷ 20. Kỹ thuật che dấu văn bản giữa các dòng của một tài liệu bằng mực vô hình được tạo ra từ nước trái cây hoặc sữa, mà chỉ hiển thị khi đun nóng, đã được sử dụng từ thời La Mã cổ đại. Năm 1499, xuất bản Trithemius Steganographia, một trong những cuốn sách đầu tiên về che giấu thông tin. Trong thế chiến II của Đức sử dụng microdots để ẩn lớn Số tiền của dữ liệu trên các tài liệu in, giả mạo như là dấu chấm của dấu chấm câu. Ngày nay che giấu thông tin là một phần của Internet. Được sử dụng để truyền dữ liệu cũng như về việc che giấu các thông tin trong các hình ảnh và âm nhạc (được gọi là kỹ thuật số watermarking). 2. Phân biệt Steganography và Cryptography Cryptography (hay Crypto) – mật mã học : là ngành học nghiên cứu về những cách chuyển đổi thông tin từ dạng “có thể hiểu được” thành dạng “không thể hiểu được” và ngược lại. Cryptography giúp đảm bảo : tính bí mật, toàn vẹn, xác thực và tính không chối bỏ cho thông tin. Ta cần phân biệt Cryptography và Steganography vì rất dễ nhầm lẫn giữa hai khái niệm này. Điểm khác nhau căn bản nhất giữa hai khái niệm này là : Cryptography là việc giấu nội dung của thông tin, trong khi Steganography là việc giấu sự tồn tại của thông tin đó. Ta có thể kết hợp hai phương pháp này, bằng cách mã hóa một tin nhắn sau đó giấu nó trong một tập tin để truyền. 3. Dữ liệu được ẩn ở đâu ? Không giống như một tệp tin bạn tạo ra mà bạn đang có khả năng thông báo thư bí ẩn ở đây và nó có thể làm thay đổi các tệp tin đồ họa hoặc âm thanh mà không làm mất khả năng tổng thể cho người xem. Với âm thanh, người ta có thể sử dụng những bit của tập tin mà tai người không nghe được. Với tập tin đồ họa, người ta có thể loại bỏ các bit dư thừa của màu sắc từ hình ảnh mà vẫn tạo ra một hình ảnh trông không thay đổi đối với mắt người, và rất khó có thể phân biệt với bản gốc. Steganography giấu dữ liệu của mình trong những mẩu nhỏ. Một chương trình Steganography sử dụng thuật toán để nhúng dữ liệu trong một hình ảnh hoặc file âm thanh. Chương trình cho phép sử dụng mật khẩu để lấy lại thông tin. Một số chương trình bao gồm mật mã và che dấu thông tin các công cụ để bảo mật thông tin ẩn tránh bị phát hiện. Chất lượng hình ảnh hoặc âm thanh, dữ liệu dự phòng nhiều hơn sẽ có đó là tại sao tệp tin âm thanh 16-bit và 24-bit, hình ảnh là những điểm ẩn phổ biến. Nếu một người không có ảnh gốc hoặc tệp tin âm thanh gốc để so sánh thì họ sẽ khó thể phát hiện có dữ liệu ẩn giấu trong đó. Để nhấn mạnh sức mạnh của che giấu thông tin, kiểm tra hai hình ảnh được hiển thị trong hình 1.1 và 1.2. Nhìn vào hai hình ảnh, ta không thấy có sự khác biệt. H.1.1- Không có thông tin được che giấu H.1.2- Có thông tin được che giấu 4. Ưu và nhược điểm của Steganography Steganography giúp ta có thể che dấu thông tin quan trọng, nhạy cảm mà không muốn công khai. Stego là một công cụ rất mạnh mẽ nếu nó cho phép hai người được trao đổi với nhau bằng một đường dẫn truyền thông. Để có một mức độ bảo mật cao, bạn phải triển khai nhiều cấp độ bảo mật. Tuy nhiên, không có mức bảo mật hay công nghệ nào là an toàn tuyệt đối. Stego cũng không nằm ngoại lệ, nó mang lại nhiều lợi ích, nhưng nó không phải là hoàn hảo. Khía cạnh tiêu cực đầu tiên của Stego là ngay cả khi tin nhắn được ẩn, nếu ai đó biết được sự tồn tại của nó, họ vẫn có thể đọc được. Điều này có thể giải quyết bằng cách mã hóa trước khi ẩn dấu thông tin. Một vấn đề khác của Stego là nếu người nào đó nghĩ rằng bạn đang sử dụng Stego, họ có thể xóa bỏ thông điệp ẩn. Trong hầu hết các trường hợp, khi ẩn dữ liệu trong hình ảnh, ta sẽ chèn tin nhắn vào các bit ít quan trọng nhất. Và tin nhắn có thể bị xóa bỏ bằng cách chuyển đổi hình ảnh sang định dạng khác hay chuyển nó trở lại định dạng ban đầu. II. CÁC PHƯƠNG PHÁP CƠ BẢN TRONG STEGANOGRAPHY 1. Các phương pháp cơ bản Có rất nhiều phương pháp được sử dụng để ẩn thông tin dưới dạng tập tin hình ảnh, âm thanh và video. Hai phương pháp phổ biến nhất là LSB (byte giá trị thấp nhất) và Injection (phép nội xạ). a. LSB – (Least Significant Bit) Khi các tập tin được tạo ra, thường có một số byte trong tập tin không thực sự cần thiết, hoặc không quan trọng lắm. Những phần này của tập tin có thể được thay thế bằng thông tin ẩn mà không làm thay đổi tập tin nhiều hoặc làm hư hại nó. Điều này cho phép một người giấu thông tin vào tập tin và đảm bảo rằng không ai có thể phát hiện ra sự thay đổi trong tập tin. Phương pháp LSB này làm hoạt động tốt nhất trong các tập tin tranh ảnh (Picture) có độ phân giải cao, sử dụng nhiều màu sắc khác nhau, và với tập tin âm thanh (Audio) có nhiều âm thanh khác nhau và tỷ lệ bit cao. Phương pháp LSB thường không làm tăng kích thước tập tin, nhưng tuỳ thuộc vào kích thước của các thông tin được ẩn bên trong tập tin, tập tin có thể bị biến dạng đáng kể. b. Injection (phép nội xạ) Injection là một phương pháp khá đơn giản, nó chỉ là việc tiêm trực tiếp thông tin bí mật vào tập tin chứa. Vấn đề chính của phương pháp này là nó có thể làm tăng đáng kể kích thước của file chứa đó. [...]... http://en.wikipedia.org/wiki /Steganography - http://www.dreamincode.net/forums/topic/27950 -steganography/ - http://www.codeproject.com/KB/security/steganodotnet.aspx - n.khanhhung@gmail.com Sinh viên thực hiện: Nguyễn Khánh Hưng 200812 79 Khóa : 53 Lớp: TTMK53 2 PHIẾU GIAO NHIỆM VỤ BÀI TẬP LỚN 1 Thông tin về sinh viên + Họ và tên sinh viên: Nguyễn Khánh Hưng Điện thoại liên lạc: 01668831690 Email: n.khanhhung@gmail.com... Steganalysis mò Steganalysis có mục tiêu có liên quan đến thuật toán steganographic đang được sử dụng Phương pháp này cung cấp một manh mối có hiệu quả lớn trong việc chọn ra đại diện đặc trưng Steganalysis mò : vấn đề ở đây khó khăn hơn nhiều bởi thực tế thuật toán steganographic được sử dụng là chưa xác định Hiện nay có rất nhiều loại thuật toán steganalysis mò và có mục tiêu như : • Nhúng LSB và Histogram... phát hiện Minh họa Input: + Text, password + file image: a.png Output: + file image Steganoraphy.png Sinh viên thực hiện: Nguyễn Khánh Hưng 200812 79 Khóa : 53 Lớp: TTMK53 2 - Trước khi ẩn dữ liệu - Sau khi ẩn dữ liệu - Dữ liệu đã ẩn Sinh viên thực hiện: Nguyễn Khánh Hưng 200812 79 Khóa : 53 Lớp: TTMK53 2 VI KẾT LUẬN Steganography là một ứng dụng quan trọng trong truyền thông mật, đây là phương pháp truyền... Spectrum) và FHSS (Frenquency Hopped Spread Spectrum) e Kỹ thuật giấu dựa vào tiếng vang (Echo) Kỹ thuật giấu dựa vào tiếng vang thực hiện giấu tin bằng cách thêm vào tiếng vang trong tín hiệu gốc Dữ liệu nhúng được giấu bằng cách thay đổi 3 tham số của tiếng vang : Biên độ ban đầu, tỉ lệ phân rã và độ trễ Khi thời gian giữa tín hiệu gốc và tiếng vang giảm xuống, hai tín hiệu có thể trộn lẫn và người... cụ thể của BTL + Nguyễn Khánh Hưng: Nghiên cứu Steganography in Audio, slide, design, code giao diện, xử lý thông tin input, output + Nguyễn Lê Hoài Nam: Nghiên cứu Steganography in Image, code hide bytes information, viết báo cáo + Lê Đình Cường: Nghiên cứu Steganography in Document, Video, code recover bytes information 4 Lời cam đoan của trưởng nhóm: Tôi, trưởng nhóm – Nguyễn Khánh Hưng - cam kết... của thông tin Ở Việt Nam, các kỹ thuật và ứng dụng của ẩn dữ liệu chưa được sự quan tâm thích đáng của các nhà nghiên cứu Với nhu cầu bảo mật thông tin, truyền thông các thông điệp mà người trung gian không nhận biết và không thể giải mã, nhóm tôi thực hiện đề tài này nhằm thử nghiệm các kỹ thuật ẩn dữ liệu nói chung và Steganography nói riêng hiện đang còn là các kỹ thuật khá mới tại Việt Nam Trong... Steganalysis mò hình ảnh JPEG sử dụng phương pháp căn chỉnh IV ỨNG DỤNG CỦA STEGANOGRAPHY 1 Lĩnh vực anh ninh mạng và che dấu thông tin Steganography đã và đang được áp dụng rộng rãi trong việc bảo mật thông tin Ngay từ thời Hy Lạp hay La Mã cổ đại, nó đã được sử dụng để ẩn dấu các thông tin quan trọng Ngày nay,Stego được ứng dụng trong rất nhiều ngành khoa học và đời sống Nó có vai trò rất quan trọng... Email: n.khanhhung@gmail.com Lớp: TTM-K53 + Nguyễn Lê Hoài Nam Lớp: TTM-K53 + Lê Đình Cường Lớp: TTM-K53 Đồ án được thực hiện tại: Đại học Bách Khoa Hà Nội Thời gian làm BTL: Từ ngày 15/ 10 /2011 đến 20 / 11 /2011 2 Mục đích nội dung của BTL + Nghiên cứu lý thuyết và ứng dụng của Steganography + Viết tool minh họa + Rèn luyện kỹ năng làm việc nhóm 3 Các nhiệm vụ cụ thể của BTL + Nguyễn Khánh Hưng: Nghiên... hiện steganography trong các tập tin tranh ảnh ở trên Nếu bạn đang cố gắng phát hiện thông tin ẩn bên trong một tập tin âm thanh MP3, bạn sẽ cần phải tìm một tập tin âm thanh so sánh với nó và cả hai phải sử dụng cùng dạng nén (MP3) Phương pháp này cũng được áp dụng như tìm kiếm thông tin ẩn bên trong các tập tin tranh ảnh 2 Phân loại Steganalysis có hai loại là : Steganalysis có mục tiêu, Steganalysis... liên quan ñến thời gian trễ của tiếng vang và biên độ của nó H1 Kỹ thuật giấu điều chỉnh Echo f Kỹ thuật mã hóa Echo Bằng cách dùng thời gian trễ khác nhau giữa tín hiệu gốc và tiếng vang để thể hiện tương ứng giá trị nhị phân 1 hoặc 0, theo cách đó dữ liệu được giấu vào file audio Để giấu nhiều hơn một bit, tín hiệu gốc được chia thành các đoạn ngắn hơn và mỗi đoạn sau đó có thể được tạo tiếng vang để