Công nghệ Data hiding và mã hóa, với công nghệ này chúng có thể truyền tin cho mọi người trên các phương tiện đại chúng mà không bị phát hiện. Cuộc cách mạng thông tin kỹ thuật số đã đem lại những thay đổi sâu sắc trong xã hội và trong cuộc sống của chúng ta. Những thuận lợi mà thông tin kỹ thuật số mang lại cũng sinh ra những thách thức và cơ hội mới cho quá trình đổi mới. Mạng internet toàn cầu đã biến thành một xã hội ảo nơi diễn ra quá trình trao đổi thông tin trong mọi lĩnh vực chính trị, quân sự, quốc phòng, kinh tế, thương mại Và chính trong môi trường mở và tiện nghi như thế xuất hiện những vấn nạn, tiêu cực đang rất cần đến các giải pháp hữu hiệu cho vấn đề an toàn thông tin như nạn xuyên tạc thông tin, truy nhập thông tin trái phép, v.v. Đi tìm giải pháp cho những vấn đề này không chỉ giúp ta hiểu thêm về công nghệ phức tạp đang phát triển rất nhanh này mà còn đưa ra những cơ hội kinh tế mới cần khám phá.
Trải qua một loạt giai đoạn phát triển , data hiding và mã hóa ngày này càng trở lên tinh vi hơn cùng với sự phát triển của computer. Với môi trường mạng mở, có rất nhiều loại thông tin, trong đó có các thông tin quí giá mà bạn không thể để người khác biết được. Hiện nay cuộc chiến với các cracker vẫn chưa ngã ngũ, và có lẽ sẽ chẳng bao giờ ngã ngũ. thì việc dùng các phương pháp mã hóa sẽ khiến cho những tên cracker sẽ để ý đến thông tin của bạn, và tất nhiên chúng sẽ tìm mọi cách để crack, vì vậy sẽ chẳng có gì là đảm bảo thông tin của bạn sẽ được an toàn. Với công nghệ data hiding bạn có thể dấu một bài thơ tình vào một bức ảnh như bác anaconda mà không làm thay đổi bức ảnh (đối với cảm nhận của con người), như vậy chúng ta đã đánh lạc hướng được những tên cracker, thêm vào đó việc thực hiện crack trên mutimedia sẽ khó khăn hơn nhiều so với crack với các văn bản text.
75 trang |
Chia sẻ: tuandn | Lượt xem: 2092 | Lượt tải: 2
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Đề tài Kỹ thuật ẩn dữ liệu kết hợp ASE, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
MỞ ĐẦU
Công nghệ Data hiding và mã hóa, với công nghệ này chúng có thể truyền tin cho mọi người trên các phương tiện đại chúng mà không bị phát hiện. Cuộc cách mạng thông tin kỹ thuật số đã đem lại những thay đổi sâu sắc trong xã hội và trong cuộc sống của chúng ta. Những thuận lợi mà thông tin kỹ thuật số mang lại cũng sinh ra những thách thức và cơ hội mới cho quá trình đổi mới. Mạng internet toàn cầu đã biến thành một xã hội ảo nơi diễn ra quá trình trao đổi thông tin trong mọi lĩnh vực chính trị, quân sự, quốc phòng, kinh tế, thương mại…Và chính trong môi trường mở và tiện nghi như thế xuất hiện những vấn nạn, tiêu cực đang rất cần đến các giải pháp hữu hiệu cho vấn đề an toàn thông tin như nạn xuyên tạc thông tin, truy nhập thông tin trái phép, v.v.. Đi tìm giải pháp cho những vấn đề này không chỉ giúp ta hiểu thêm về công nghệ phức tạp đang phát triển rất nhanh này mà còn đưa ra những cơ hội kinh tế mới cần khám phá.
Trải qua một loạt giai đoạn phát triển , data hiding và mã hóa ngày này càng trở lên tinh vi hơn cùng với sự phát triển của computer. Với môi trường mạng mở, có rất nhiều loại thông tin, trong đó có các thông tin quí giá mà bạn không thể để người khác biết được. Hiện nay cuộc chiến với các cracker vẫn chưa ngã ngũ, và có lẽ sẽ chẳng bao giờ ngã ngũ... thì việc dùng các phương pháp mã hóa sẽ khiến cho những tên cracker sẽ để ý đến thông tin của bạn, và tất nhiên chúng sẽ tìm mọi cách để crack, vì vậy sẽ chẳng có gì là đảm bảo thông tin của bạn sẽ được an toàn. Với công nghệ data hiding bạn có thể dấu một bài thơ tình vào một bức ảnh như bác anaconda mà không làm thay đổi bức ảnh (đối với cảm nhận của con người), như vậy chúng ta đã đánh lạc hướng được những tên cracker, thêm vào đó việc thực hiện crack trên mutimedia sẽ khó khăn hơn nhiều so với crack với các văn bản text. Hiện này công nghệ data hiding đã và đang phát triển ở mức độ cao hơn, đó là vấn đề bảo vệ bản quyền , công nghệ sử dụng trong lĩnh vực này là water marking digital (thủy vân kĩ thuật số)...trong đề tài này chúng em sẽ trình bày về công nghệ Data Hiding sử dụng mã hóa AES và một ứng dụng sử dụng công nghệ này.
MỤC LỤC
CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI 8
1.1 Giới thiệu về data hiding 9
1.2 Giới thiệu về mã hóa AES 12
CHƯƠNG 2: DATA HIDING VÀ MÃ HÓA AES 13
2.1Mô tả hệ thống ẩn dữ liệu 13
2.1.1 Khái niệm 13
2.1.2 Mô tả hệ thống ẩn dữ liệu: 14
2.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình ẩn dữ liệu 15
2.2.1 Sự thay đổi trên đối tượng chứa là tối thiểu 16
2.2.2 Mức độ tránh các thao tác biến đổi trên đối tượng chứa 16
2.2.3 Số lượng dữ liệu nhúng: 17
2.2.4 Sự khó phát hiện bởi tri giác của con người – sự vô hình: 17
2.2.5 Không thể giải mã dữ liệu nhúng từ đối tượng chứa – Tính bảo mật: 18
2.3 Phân loại các kỹ thuật ẩn dữ liệu 18
2.3.1 Ẩn dữ liệu trên văn bản 18
2.3.1.1 Các kỹ thuật của Brassil 18
2.3.1.1.1 Nhúng dữ liệu bằng cách dịch chuyển dòng 18
2.3.1.1.2 Nhúng dữ liệu bằng cách dịch chuyển từ 19
2.3.1.1.3 Nhúng dữ liệu đặc trưng 20
2.3.1.2 Các kỹ thuật của Bender 20
2.3.1.2.1 Phương pháp khoảng trắng mở 21
2.3.1.2.2 Phương pháp cú pháp 22
2.3.1.2.3 Phương pháp ngữ nghĩa 22
2.3.2 Các kỹ thuật ẩn dữ liệu trên ảnh tĩnh: 23
2.3.2.1 Các hướng tiếp cận của các kỹ thuật ẩn dữ liệu trên ảnh tĩnh: 23
2.3.2.1.1 Hướng tiếp cận chèn vào bit LSB: 23
2.3.2.1.2 Phương pháp ngụy trang và lọc: 24
2.3.2.1.3 Các thuật toán và phép biến đổi: 25
2.3.2.2 Các kỹ thuật ẩn dữ liệu trên ảnh tĩnh: 25
2.3.2.2.1 Ẩn dữ liệu với tỉ lệ bit thấp: 26
2.3.2.2.1.1 Patchwork- cách tiếp cận thống kê: 26
2.3.2.2.1.2 Mã hóa kết cấu khối (texture block coding)-Cách tiếp cận trực quan: 30
2.3.2.2.2 Mã hóa với dữ liệu bit cao – Mã hóa affine: 31
2.3.2.2.2.1 Phương pháp nhúng dữ liệu vào các khối, chứa tối đa một bit dữ liệu: 32
2.3.2.2.2.2 Phương pháp nhúng dữ liệu vào các khối, mỗi khối chứa tối đa hai 36
2.3.2.2.2.3 Phân tích khả năng che dấu và kết quả thực nghiệm: 42
2.4 Thuật toán mã hóa AES 44
2.4.1 Quá trình mã hóa 44
2.4.1.1 Tham số, ký hiệu, thuật ngữ và hàm 44
2.4.1.2 Các bước thực hiện 45
2.4.1.3Kiến trúc của thuật toán Rijndael 46
2.4.1.4 Phép biến đổi SubBytes 46
2.4.1.5 Phép biến đổi ShiftRows 48
2.4.1.6 Phép biến đổi MixColumns 50
2.4.1.7 Thao tác AddRoundKey 52
2.4.1.8 Ví dụ về quà trình mã hóa: 54
2.4.2. Quá trình tạo khóa 61
2.4.2.1Chiều dài yêu cầu của khóa 61
2.4.2.2 Sự hạn chế của khóa 61
2.4.2.3 Các tham số của khóa: chiều dài khóa, kích thước block và số vòng 61
2.4.2.4 Gợi ý việc thực hiện dựa trên các nền tảng khác nhau 62
2.4.2.5 Mảng của các byte 62
2.4.3 GIẢI MÃ AES 68
2.4.3.1 Giải mã: 68
24.3.2 InvShiftrows 69
2.4.3.3 InvSubBytes 69
2.4.3.4 InvMixColumns 70
2.4.3.5 Ví dụ mã hóa AES 70
Chương III.ƯNG DỤNG DATA HIDING KẾP HỢP VỚI MÃ HÓA 77
3.1 Mã hóa 77
3.2 Giải mã 77
3.3Ví dụ minh họa 78
KẾT LUẬN 79
1. Đánh giá: 80
2. Phát triển và hạn chế của đề tài: 80
TÀI LIỆU THAM KHẢO 80
DANH SACH CÁC HÌNH
Hình 1. Quá trình nhúng dữ liệu 3
Hình 2. Quá trình rút trích dữ liệu 13
Hình 3. Quá trình nhúng và rút trích dử liệu 14
Hình 4. Vòng lặp đơn trong thuật giải Patchwork 25
HÌnh 5. Hình dáng các mảnh 27
Hình 6. Sự sắp xếp các mảnh 27
Hình 7. Một ví dụ về phương pháp mã hóa kết cấu khối 28
Hình 8. Nhúng 3 bit vào ảnh 6 x 6 33
Hình 9. Ảnh F, ma trận khóa K vàma trận trọng lượngW 38
Hình 10. Ảnh F sau khi thực hiện toán tử XOR và ảnh chứa bị thay đổi dữ liệu 38
Hình 11. Mô tả Một chu kỳ mã hóa của phương pháp Rijndael (với Nb=4) 42
Hình 12. Sơ đồ mã hóa 71
Hình 13. Sơ đồ giải mã 72
Hình 14. Thể hiện sự thay đổi ảnh của quá trình ẩn dử liệu dung mà hóaAES 72
Hình 15. Thể hiện sự thay đổi ảnh a: quá trình rút trích dử liệu và giải mã.b Ảnh sau khi giải mã và xóa dữ liệu ẩn trên ảnh 73
DANH SÁCH CÁC BẢNG
Bảng 1 Mối quan hệ giữa n và độ tin cậy 26
Bảng 2 Thể hiện bảng thay thế S-box được sử dụng trong phép biến đổi SubBytes ở dạng thập lục phân 43
Bảng 3 Thể hiện bảng thay thế S-box được sử dụng trong phép biến đổi 44
Bảng 4 Giá trị di số shift(r, Nb) 44
Bảng 5 Thao tác MixColumns tác động lên mỗi cột của trạng thái 46
Bảng 6 Thao tác AddRoundKey tác động lên mỗi cột của trạng thái 48
Bảng 7 Bảng S-BOX có định dang mã hexa 50
Bảng 8 Minh họa các thông số của khóa 56
Bảng 9 Minh họa việc sắp xếp các bit trong mỗi byte 57
Bảng 10 Minh họa mảng của các trạng thái 58
Bảng 11: Thể hiện bảng thay thế S-box được sử dụng trong phép biến đổi
InvShiftrows 63
CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI
Mật mã và dấu tin (Cryptography) là ngành khoa học là ngành nghiên cứu các kỹ thuật toán học nhằm cung cấp các dịch vụ bảo vệ thông tin [44]. Đây là ngành khoa học quan trọng, có nhiều ứng dụng trong đời sống – xã hội.
Khoa học mật mã đã ra đời từ hàng nghìn năm. Tuy nhiên, trong suốt nhiều thế kỷ, các kết quả của lĩnh vực này hầu như không được ứng dụng trong các lĩnh vực dân sự thông thường của đời sống – xã hội mà chủ yếu được sử dụng trong lĩnh vực quân sự, chính trị, ngoại giao... Ngày nay, các ứng dụng mã hóa và bảo mật thông tin đang được sử dụng ngày càng phổ biến trong các lĩnh vực khác nhau trên thế giới, từ các lĩnh vực an ninh, quân sự, quốc phòng…, cho đến các lĩnh vực dân sự như thương mại điện tử, ngân hàng…Với sự phát triển ngày càng nhanh chóng của Internet và các ứng dụng giao dịch điện tử trên mạng, nhu cầu bảo vệ thông tin trong các hệ thống và ứng dụng điện tử ngày càng được quan tâm và có ý nghĩa hết sức quan trọng. Các kết quả của khoa học mật mã ngày càng được triển khai trong nhiều lĩnhvực khác nhau của đời sống – xã hội, trong đó phải kể đến rất nhiều những ứng dụng đa dạng trong lĩnh vực dân sự, thương mại...Các ứng dụng mã hóa thông tin cá nhân, trao đổi thông tin kinh doanh, thực hiện các giao dịch điện tử qua mạng... đã trở nên gần gũi và quen thuộc với mọi người.
Cùng với sự phát triển của khoa học máy tính và Internet, các nghiên cứu và ứng dụng của mật mã học ngày càng trở nên đa dạng hơn, mở ra nhiều hướng nghiên cứu chuyên sâu vào từng lĩnh vực ứng dụng đặc thù với những đặc trưng riêng. Ứng dụng của khoa học mật mã không chỉ đơn thuần là mã hóa và giải mã thông tin mà còn bao gồm nhiều vấn đề khác nhau cần được nghiên cứu và giải quyết, ví dụ như chứng thực nguồn gốc nội dung thông tin (kỹ thuật chữ ký điện tử), chứng nhận tính xác thực về người sở hữu mã khóa (chứng nhận khóa công cộng), các quy trình giúp trao đổi thông tin và thực hiện giao dịch điện tử an toàn trên mạng...
Các ứng dụng của mật mã học và dấu tín để bảo vệ thông tin rất đa dạng và phong phú; tùy vào tính đặc thù của mỗi hệ thống bảo vệ thông tin mà ứng dụng sẽ có các tính năng với đặc trưng riêng. Trong đó, chúng ta có thể kể ra một số tính năng chính của hệ thống bảo vệ thông tin:
Tính bảo mật thông tin: hệ thống đảm bảo thông tin được giữ bí mật. Thông tin có thể bị phát hiện, ví dụ như trong quá trình truyền nhận, nhưng người tấn công không thể hiểu được nội dung thông tin bị đánh cắp này.
Tính toàn vẹn thông tin: hệ thống bảo đảm tính toàn vẹn thông tin trong liên lạc hoặc giúp phát hiện rằng thông tin đã bị sửa đổi.
Xác thực các đối tác trong liên lạc và xác thực nội dung thông tin trong liên lạc.
Chống lại sự thoái thác trách nhiệm: hệ thống đảm
bảo một đối tác bất kỳ trong hệ thống không thể từ chối trách nhiệm về hành động mà mình đã thực hiện
Những kết quả nghiên cứu về mật mã cũng đã được đưa vào trong các hệ thống phức tạp hơn, kết hợp với những kỹ thuật khác để đáp ứng yêu cầu đa dạng của các hệ thống ứng dụng khác nhau trong thực tế, ví dụ như hệ thống bỏ phiếu bầu cử qua mạng, hệ thống đào tạo từ xa, hệ thống quản lý an ninh của các đơn vị với hướng tiếp cận sinh trắc học, hệ thống cung cấp dịch vụ đa phương tiện trên mạng với yêu cầu cung cấp dịch vụ và bảo vệ bản quyền sở hữu trí tuệ đối với thông tin số...
1.1 Giới thiệu về data hiding
Cuộc cách mạng thông tin kỹ thuật số đã đem lại những thay đổi sâu sắc trong xã hội và trong cuộc sống của chúng ta. Những thuận lợi mà thông tin kỹ thuật số mang lại cũng sinh ra những thách thức và cơ hội mới cho quá trình đổi mới. Sự ra đời những phần mềm có tính năng rất mạnh, các thiết bị mới như máy ảnh kỹ thuật số, máy quét chất lượng cao, máy in, máy ghi âm kỹ thuật số, v.v…, đã với tới thế giới tiêu dùng rộng lớn để sáng tạo, xử lý và thưởng thức các dữ liệu đa phương tiện (multimedia data). Mạng Internet toàn cầu đã biến thành một xã hội ảo nơi diễn ra quá trình trao đổi thông tin trong mọi lĩnh vực chính trị, quân sự, quốc phòng, kinh tế, thương mại… Và chính trong môi trường mở và tiện nghi như thế xuất hiện những vấn nạn, tiêu cực đang rất cần đến các giải pháp hữu hiệu cho vấn đề an toàn thông tin như nạn ăn cắp bản quyền, nạn xuyên tạc thông tin, truy nhập thông tin trái phép v.v.. Đi tìm giải pháp cho những vấn đề này không chỉ giúp ta hiểu thêm về công nghệ phức tạp đang phát triển rất nhanh này mà còn đưa ra những cơ hội kinh tế mới cần khám phá.
Yêu cầu của đề tài:
Data hiding là phương pháp đã và đang được nghiên cứu và ứng dụng rất mạnh mẽ ở nhiều nước trên thế giới đó là phương pháp nhúng tin(che dấu thông tin) trong các phương tiện khác. Đây là phương pháp mới và phức tạp nó đang được xem như một công nghệ chìa khoá cho vấn đề bảo vệ bản quyền, nhận thực thông tin và điều khiển truy cập ứng dụng trong an toàn và bảo mật thông tin.
Giấu thông tin (Steganography) là một kỹ thuật nhúng thông tin vào trong một nguồn đa phương tiện gọi là các phương tiện chứa mà không gây ra sự nhận biết về sự tồn tại của thông tin giấu.
Từ Steganography bắt nguồn từ Hi Lạp và được sử dụng cho tới ngày nay, nó có nghĩa là tài liệu được phủ (covered writing). Các câu chuyện kể về kỹ thuật giấu thông tin được truyền qua nhiều thế hệ, ý tưởng về che giấu thông tin đã có từ hàng nghìn năm về trước nhưng kỹ thuật này được dùng chủ yếu trong quân đội và trong các cơ quan tình báo. Mãi cho tới vài thập niên gần đây, giấu thông tin mới nhận được sự quan tâm của các nhà nghiên cứu và các viện công nghệ thông tin với rất nhiều các công trình nghiên cứu. Cuộc cách mạng số hoá thông tin và sự phát triển nhanh chóng của mạng truyền thông là nguyên nhân chính dẫn đến sự thay đổi này. Những phiên bản sao chép hoàn hảo, các kỹ thuật thay thế, sửa đổi tinh vi, cộng với sự lưu thông phân phối trên mạng của các dữ liệu đa phương tiện đã sinh ra rất nhiều những vấn đề nhức nhối về nạn ăn cắp bản quyền, phân phối bất hợp pháp, xuyên tạc trái phép...
Sự khác biệt chủ yếu giữa mã hoá thông tin và giấu thông tin là phương pháp mã hoá làm cho các thông tin hiện rõ là nó có được mã hoá hay không còn đối với phương pháp giấu thông tin thì người ta sẽ khó biết được là có thông tin giấu bên trong do tính chất ẩn (invisible) của thông tin được giấu. Một khi những thông tin mã hoá bị phát hiện thì những tên tin tặc sẽ tìm mọi cách để triệt phá. Và cuộc chạy đua giữa những người bảo vệ thông tin và bọn tin tặc vẫn chưa kết thúc tuyệt đối về bên nào. Trong hoàn cảnh đó thì giấu thông tin trở thành một phương pháp hữu hiệu để che giấu thông tin mà các hacker không thể phát hiện ra.
Giấu tin trong ảnh có hai khía cạnh: Một là bảo mật cho dữ liệu đem giấu (embedded data), thông tin mật được giấu kỹ trong một đối tượng khác sao cho người khác không phát hiện được. Hai là bảo mật chính đối tượng được dùng để giấu dữ liệu vào (host data), chẳng hạn như ứng dụng bảo vệ bản quyền, phát hiện xuyên tạc thông tin (watermarking)... Đây là ứng dụng cơ bản nhất của kỹ thuật giấu tin trong ảnh. Một thông tin nào đó sẽ được nhúng vào trong một ảnh, giả sử hình ảnh cần được lưu thông trên mạng. Để bảo vệ các sản phẩm chống lại hành vi lấy cắp hoặc làm nhái cần phải có một kỹ thuật để “dán tem bản quyền” vào sản phẩm này. Việc dán tem hay chính là việc nhúng thuỷ vân cần phải đảm bảo không để lại một ảnh hưởng lớn nào đến việc cảm nhận sản phẩm. Yêu cầu kỹ thuật đối với ứng dụng này là thuỷ vân phải tồn tại bền vững cùng với sản phẩm, muốn bỏ thuỷ vân này mà không được phép của người chủ sở hữu thì chỉ còn cách là phá huỷ sản phẩm.
Để tìm hiểu sâu hơn về công nghệ giầu tin trong ảnh đề tài của chúng em đã tiến hành tìm hiểu các phương pháp để giấu tin, cách thức giấu tin và giấu các loại tin khác nhau như thế nào. Ở đề tài này chúng em đã nghiên cứu cách thức giấu tin trong ảnh Bitmap, ảnh JPEG, ảnh Tif..các loại tin được giấu như một đoạn văn bản, một tệp Word thậm chí là giấu ảnh trong ảnh…tuy nhiên do đây là một công nghệ hoàn toàn mới đối với nước ta nên trong quá trình tìm hiểu và phát triển đề tài chúng em còn gặp rất nhiều vấn đề khó khăn như tài liệu về đề tài không nhiều, các công cụ cũng như thuật toán để dùng cho công nghệ Data Hiding quá phức tạp …chính vì vậy đề tài của chúng em còn nhiều vấn đề chưa thể hoàn thành được. Chúng em mong được sự giúp đỡ của các thầy cô trong khoa để đề tài này sẽ được hoàn thiện ở mức độ cao hơn như có thể giấu được nhiều kiểu thông tin khác nhau và giấu trong nhiều loại dữ liệu khác nhau.
1.2 Giới thiệu về mã hóa AES
Với tốc độ và khả năng xử lý ngày càng được nâng cao của các bộ vi xử lý hiện nay, phương pháp mã hóa chuẩn (Data Encryption Standard – DES) trở nên không an toàn trong bảo mật thông tin. Do đó, Viện Tiêu chuẩn và Công nghệ Hoa Kỳ (National Institute of Standards and Technology – NIST) đã quyết định chọn một chuẩn mã hóa mới với độ an toàn cao nhằm phục vụ nhu cầu bảo mật thông tin liên lạc của Chính phủ Hoa Kỳ cũng như trong các ứng dụng dân sự. Thuật toán Rijndael do Vincent Rijmen và Joan Daeman đã được chính thức chọn trở thành chuẩn mã hóa nâng cao AES (Advanced Encryption Standard) từ ngày
02 tháng 10 năm 2000.
Phương pháp mã hóa Rijndael là phương pháp mã hóa theo khối (block cipher) có kích thước khối và mã khóa thay đổi linh hoạt với các giá trị 128, 192 hay 256 bit. Phương pháp này thích hợp ứng dụng trên nhiều hệ thống khác nhau từ các thẻ thông minh cho đến các máy tính cá nhân.
CHƯƠNG 2: DATA HIDING VÀ MÃ HÓA AES
2.1 Mô tả hệ thống ẩn dữ liệu
2.1.1 Khái niệm
Ẩn dữ liệu (data hiding) là thao tác nhúng dữ liệu vào các dạng lưu trữ số hóa như tập tin văn bản, tập tin ảnh nhị phân, các tập tin âm thanh…, nhằm mục đích nhận diện, chú thích, bảo vệ bản quyền tác giả và truyền thông mật.
Ẩn dữ liệu gồm hai quá trình: Nhúng dữ liệ (embedding) vào đối tượng nhúng và rút trích dữ liệu (extracting) từ đối tượng chứa. Hay còn gọi là quá trình mã hóa và giải mã.
Đối tượng nhúng là đối tượng được chọn để nhúng dữ liệ vào, đối tượng nhúng có ký hiệu: Cover, trong đó data type là loại đối tượng (văn bản, ảnh tĩnh, âm thanh,..)
Đối tượng chứa là đối tượng sau khi đã được nhúng vào một lượng dữ liệu, đối tượng chứ có ký hiệu là Stego
Dữ liệu được nhúng vào đối tượng chứa có thể là các ký hiệu, thông điệp hay các mẫu (pattern), dữ liệu này được gọi là dữ liệu nhúng.
Các kỹ thuật ẩn dữ liệu nói chung còn có một hay nhiều khóa gọi là stego-key, stego-key là tham số điều khiển quá trình nhúng dữ liệu nhằm hạn chế khả năng dữ liệu núng bị phát hiện, hay nhằm lấy lại dữ liệu nhúng từ đối tượng chứa.
Mỗi ứng dụng cụ thể có các rang buộc riêng trên các yếu tố tác động đến quá trình nhúng dữ liệu. Các yếu tố đó có thể là số lượng dữ liệu nhúng, mức độ bất biến của dữ liệu nhúng khi đối tượng chứa bị thao tác bởi các phép biến đổi, mức độ bảo toàn dữ liệu nhúng trong các chuẩn nén mất dữ liệu.
Các dữ liệu nhúng thường là thông tin về bản quyền, được nhúng vào các dạng truyền thông như văn bản, ảnh, âm thanh với số lượng tín hiệu bị suy biến tối thiểu để không ảnh hưởng nhiều đến đối tượng chứa.
Bất cứ vị trí nào trong tín hiệu chứa (tín hiệu chứa là tín hiệu, dữ liệu của đối tượng chứa) đều có thể là mục tiêu của sự di chuyển hay phá hủy trong các chuẩn nén mất dữ liệu. Để có hiệu quả lớn, các kỹ thuật ẩn dữ liệu phải nhúng dữ liệu vào các vị trí mà không bị thuật toán nén xén mất.
2.1.2 Mô tả hệ thống ẩn dữ liệu:
Quá trình nhúng dữ liệu của một hệ thống ẩn dữ liệu thông thường có các đầu vào là đối tượng chứa (giả sử là ảnh) I, một dấu hiệu M và một khóa K (thường được phát sinh từ dãy số giả ngẫu nhiên). Quá trình nhúng dữ liệu là một ánh xạ có dạng như sau:
I´ K´ M®I ¢
Và đầu ra là một đối tượng chứa (ảnh chứa).
Cấu trúc một quá trình ẩn dữ liệu thông thường:
Hình 1: Quá trình nhúng dữ liệu
Khi đó Stego Image (I’) là dữ liệu được truyền trên môi trường truyền.
Cấu trúc một quá trình rút trích dữ liệu
Hình 2: Quá trình rút trích dữ liệu
Quá trình từ nhúng dữ liệu sang rút trích dữ liệu ẩn từ đối tượng chứa được mô tả bằng sơ đồ sau:
Hình 3 Quá trình nhúng và rút trích dử liệu
2.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình ẩn dữ liệu
Các kỹ thuật ẩn dữ liệu nói chung đều phải đáp ứng một số các yếu tố, các yếu tố này thay đổi tùy theo từng ứng dụng cụ thể. Sau đây là các yếu tố chung cho các kỹ thuật ẩn dữ liệu
2.2.1 Sự thay đổi trên đối tượng chứa là tối thiểu
Mục đích của ẩn dữ liệu là nhúng dữ liệu vào đối tượng chứa nhằm các mục đích riêng cho từng ứng dụng. Tuy nhiên, ẩn dữ liệu không thể làm thay đổi giá trị sử dụng của đối tượng chứa vì:
Nếu ứng dụng của ẩn dữ liệu là bảo vệ quyền sở hữu trí tuệ thì đối tượng chứa – tác phẩm của tác giả không thể bị suy biến vì như thế thì tác phẩm đó mất đi giá trị và không cần bảo vệ bản quyền nữa.
Nếu ứng dụng của ẩn dữ liệu là thêm thông tin chú thích thì đối tượng chứa quan trọng hơn, thông tin chú thích chỉ là phần chú thích thêm, vì vậy đối tượng chứa phải đảm bảo được chất lượng.
Nếu ứng dụng ẩn dữ liệu là truyền thông mật, thì sự khác nhau giữa đối tượng gốc và đối tượng chứa phải rất nhỏ để tránh được sự nghi ngờ của người khác.
2.2.2 Mức độ tránh các thao tác biến đổi trên đối tượng chứa
Còn gọi là tính bền vững của dữ liệu nhúng, đây là mức độ của dữ liệu nhúng không bị mất đi khi đối tượng chứa bị biến đổi bởi các thao tác. Tính năng này là bắt buộc với tất cả các ứng dụng của ẩn dữ liệu. Tuy nhiên, không có kỹ t