Đồ án chuyên ngành

Giấu tin trong ảnh Steganography

Transcript

1. ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH GIẤU TIN TRONG ẢNH SỐ Sinh viên: Số hiệu sinh viên: Lớp: Giáo viên hướng dẫn: Lưu Tuấn Hải 20080859 Toán Tin 2 – K53 T.S. Nguyễn Thị Thanh Huyền
2. GIẤU TIN LÀ GÌ?
3. Nhúng tin mật vào một vật chứa nhằm che dấu sự hiện diện của thông tin đó
4. Data Hiding
5. Data Hiding Steganography Digital Watermarking
6. Data Hiding Steganography Digital Watermarking Robust Fragile
7. Data Hiding Cryptography
8. Data Hiding Che dấu sự hiện diện của thông tin Cryptography
9. Data Hiding Che dấu sự hiện diện của thông tin Cryptography Không che dấu sự hiện diện của thông tin
10. Data Hiding Che dấu sự hiện diện của thông tin Giữ nguyên cấu trúc thông tin Cryptography Không che dấu sự hiện diện của thông tin
11. Data Hiding Che dấu sự hiện diện của thông tin Giữ nguyên cấu trúc thông tin Cryptography Không che dấu sự hiện diện của thông tin Thay đổi cấu trúc thông tin, khiến thông tin trở nên vô nghĩa
12. TÍNH CHẤT
13. Dung lượng giấu Lượng thông tin tối đa có thể nhúng tỉ lệ với độ lớn của vật chứa
14. Tính vô hình Tính khó xác định sự hiện diện của thông tin mật nhúng trong vật chứa
15. Tính bền vững Khả năng giữ nguyên vẹn thông tin khi vật chứa chịu biến đổi hay tấn công
16. Chống giả mạo Khả năng chống lại tấn công với mục đích giả mạo thông tin mật
17. ẢNH SỐ LÀ GÌ?
18. 0.5X
19. 8X
20. R G B C M Y K
21. 1 bit 2 bit 4 bit 8 bit 24 bit
22. 2 kỹ thuật nén ảnh
23. Lossless Compression Không loại bỏ dữ liệu gốc của ảnh
24. Lossless Compression Tỉ lệ nén thấp, chất lượng ảnh tương đương ảnh gốc
25. Lossless Compression GIF, PNG
26. Lossy Compression Lược bớt một phần dữ liệu ảnh gốc
27. Lossy Compression Tỉ lệ nén cao, chất lượng xấp xỉ ảnh gốc
28. Lossy Compression JPEG, JPEG2000
29. GIẤU TIN TRONG ẢNH SỐ LÀ GÌ?
30. CÓ KHOẢNG 500 TRIỆU BỨC ẢNH ĐƯỢC ĐƯA LÊN INTERNET MỖI NGÀY
31. BỘ MÃ HÓA
32. ẢNH GỐC BỘ MÃ HÓA
33. ẢNH GỐC TIN MẬT BỘ MÃ HÓA
34. ẢNH GỐC TIN MẬT (MẬT MÃ) BỘ MÃ HÓA
35. ẢNH GỐC TIN MẬT (MẬT MÃ) BỘ MÃ HÓA ẢNH CHỨA TIN
36. BỘ GIẢI MÃ
37. ẢNH CHỨA TIN BỘ GIẢI MÃ
38. ẢNH CHỨA TIN (ẢNH GỐC) BỘ GIẢI MÃ
39. ẢNH CHỨA TIN (ẢNH GỐC) (MẬT MÃ) BỘ GIẢI MÃ
40. ẢNH CHỨA TIN (ẢNH GỐC) (MẬT MÃ) BỘ GIẢI MÃ TIN MẬT
41. 2 kỹ thuật giấu tin
42. Giấu tin vào miền dữ liệu Thông tin được nhúng trực tiếp vào dữ liệu của ảnh
43. Giấu tin vào miền dữ liệu Dung lượng giấu cao, đảm bảo tính vô hình, ít bền vững
44. Giấu tin vào miền dữ liệu LSB-base
45. Giấu tin vào miền tần số Thông tin được nhúng vào miền tần số của ảnh
46. Giấu tin vào miền dữ liệu Tăng tính bền vững
47. Giấu tin vào miền dữ liệu DCT-base, DWT-base, FHT-base
48. THUẬT TOÁN GIẤU TIN TRONG ẢNH SỐ
49. LSB-base (Least Significant Bits)
50. 00100011 01110110 010001101 (Pixel gốc)
51. 00100011 01110110 010001101 (Pixel gốc) 110 (Tin cần nhúng)
52. 00100011 01110111 010001100
53. LSB trong ảnh sử dụng bảng màu Một số định dạng ảnh sử dụng bảng màu (VD: GIF)
54. LSB trong ảnh sử dụng bảng màu Dữ liệu ảnh là chỉ số màu trong bảng màu
55. LSB trong ảnh sử dụng bảng màu
56. LSB trong ảnh sử dụng bảng màu
57. LSB trong ảnh sử dụng bảng màu Cần sắp xếp lại hoặc thêm màu vào bảng màu trước khi tiến hành nhúng tin
58. DCT-base (Discrete Cosine Transform)
59. JPEG Là định dạng ảnh phổ biến nhất hiện nay.
60. JPEG Sử dụng phương pháp nén mất dữ liệu (lossy compression)
61. Biến đổi DCT Được sử dụng trong quá trình nén ảnh định dạng JPEG
62. ] N )vπ x ( N )uπ x ( f(x,y) C(u)C(v)[ N F(u,v) x y        7 0 7 0 2 1 2 cos 2 1 2 cos 2 1 Biến đổi DCT (Biến đổi xuôi) ] N )vπ x ( N )uπ x ( u,v) C(u)C(v)F( [ N f(x,y) x y        7 0 7 0 2 1 2 cos 2 1 2 cos 2 1 (Biến đổi ngược)
63. Nén ảnh JPEG ẢNH GỐC CHIA NHỎ BIẾN ĐỔI DCT LƯỢNG TỬ HÓA MÃ HÓA ẢNH NÉN
64. Nén ảnh JPEG Bước lượng tử hóa là bước loại bỏ dữ liệu ảnh, quyết định tỉ lệ nén
65. Nén ảnh JPEG                            99 103 100 112 98 95 92 72 101 120 121 103 87 78 64 49 92 113 104 81 64 55 35 24 77 103 109 68 56 37 22 18 62 80 87 51 29 22 17 14 56 69 57 40 24 16 13 14 55 60 58 26 19 14 12 12 61 51 40 24 16 10 11 16 50 Q (Ma trận Q 50 )
66. Giải nén ảnh JPEG ẢNH NÉN GIẢI MÃ GIẢI LƯỢNG TỬ BIẾN ĐỔI DCT NGHỊCH GỘP KHỐI ẢNH GIẢI NÉN
67. Jsteg Là thuật toán giấu tin vào ảnh JPEG đầu tiên được công bố.
68. Jsteg Sử dụng kỹ thuật LSB nhúng tin vào các hệ số của ma trận lượng tử.
69. Jsteg ẢNH GỐC CHIA NHỎ BIẾN ĐỔI DCT LƯỢNG TỬ HÓA MÃ HÓA ẢNH NÉN TIN MẬT
70. Jsteg ẢNH NÉN GIẢI MÃ GIẢI LƯỢNG TỬ BIẾN ĐỔI DCT NGHỊCH GỘP KHỐI ẢNH GIẢI NÉN TIN MẬT
71. Shoemaker Phương pháp do Chris Shoemaker đề xuất.
72. Shoemaker Thông tin được nhúng vào vùng tần số giữa và cao của ma trận hệ số DCT
73. Shoemaker Thông tin được nhúng vào vùng tần số giữa và cao của ma trận hệ số DCT
74. Shoemaker Tần số thấp Tần số giữa Tần số cao
75. Shoemaker Để nhúng 1 bit b, lựa chọn 2 hệ số X và Y của ma trận DCT rồi biến đổi sao cho (X-Y) > k nếu b = 0 hoặc (Y-X) > k nếu b = 1 Trong đó k > 0 cho trước
76. Shoemaker Thông thường 2 hệ số được chọn sẽ nằm ở vị trí (5,2) và (4,3) hoặc (2,3) và (4,1) do chúng có cùng cấp lượng tử hóa trong ma trận lượng tử Q.
77. Shoemaker ẢNH GỐC CHIA NHỎ BIẾN ĐỔI DCT LƯỢNG TỬ HÓA MÃ HÓA ẢNH NÉN TIN MẬT
78. Shoemaker ẢNH NÉN GIẢI MÃ GIẢI LƯỢNG TỬ BIẾN ĐỔI DCT NGHỊCH GỘP KHỐI ẢNH GIẢI NÉN TIN MẬT
79. FHT-base (Fast Hadamard Transform)
80. (Ma trận Hadamard H 3 )
81. (Biến đổi xuôi) (Biến đổi ngược)
82. Thủy vân sử dụng FHT Do Anthony T.S.Ho đề xuất.
83. Thủy vân sử dụng FHT Nhúng 1 ảnh 64x64 (W) vào 1 ảnh 512x512 (C).
84. Thủy vân sử dụng FHT Biến đổi ảnh W sử dụng FHT, lưu lại các phần tử DC.
85. Thủy vân sử dụng FHT Chia ảnh C thành các khối 8x8, áp dụng FHT cho từng khối.
86. Thủy vân sử dụng FHT Sử dụng hàm sinh số giả ngẫu nhiên để chọn khối dùng để nhúng tin.
87. Thủy vân sử dụng FHT Nhúng các hệ số AC của ảnh W vào các khối đã chọn sử dụng công thức x i * = α * m i
88. Thủy vân sử dụng FHT Sử dụng IFHT để thu được ảnh cuối cùng.
89. Tách thủy vân sử dụng FHT Chia ảnh C thành các khối 8x8, áp dụng FHT cho từng khối.
90. Tách thủy vân sử dụng FHT Áp dụng công thức m i ' = x i *' / α Để thu được các hệ số AC của ảnh W.
91. Tách thủy vân sử dụng FHT Sắp xếp lại các hệ số DC và AC, sử dụng IFHT để thu được ảnh W.
92. KẾT LUẬN
93. Kết quả • Giới thiệu tổng quan về giấu tin trong ảnh • Trình bày khái quát một số thuật toán giấu tin trong ảnh tiêu biểu
94. Hạn chế • Chưa tìm hiểu sâu hơn các thuật toán • Chương trình ứng dụng đơn giản, giao diện thiếu trực quan
95. Hướng phát triển • Tìm hiểu thêm về các thuật toán giấu tin trong ảnh • Phát triển chương trình theo hướng web service
96. THANKS for listening