Tải bản đầy đủ

Tổng quan thủy vân số

I.
I.1.

THỦY VÂN SỐ
Lịch sử thủy vân số.

Khái niệm thủy vân đã ra đời từ lâu. Năm 1282, thủy vân đã được các công
nhân nhà máy giấy sử dụng ở Italia. Các tờ giấy sẽ mỏng hơn và có hoa văn
trên đó. Điều này giúp các xưởng sản xuất giấy đánh dấu bản quyền trên tờ
giấy của họ làm ra. Đến thế kỷ XVIII, thủy vân đã có nhiều ứng dụng ở châu
Âu và Mỹ trong việc xác thực bản quyền hay chống tiền giả. Thuật ngữ thủy
vân bắt nguồn từ một loại mực vô hình và chỉ hiện lên khi nhúng vào nước.

Hình 1: Thủy vân trên dollar của Mỹ
Thủy vân số (digital watermarking) là một công cụ giúp đánh dấu bản quyền
hay những thông tin cần thiết vào tài liệu điện tử.
Thuật ngữ thủy vân số được cộng đồng thế giới chấp nhận rộng rãi vào
đầu thập niên 1990. Khoảng năm 1995, sự quan tâm đến thủy vân bắt đầu
phát triển nhanh. Năm 1996, hội thảo về che dấu thông lần đầu tiên đưa
thủy vân vào phần trình nội dung chính. Đến năm 1999, SPIE đã tổ chức hội
nghị đặc biệt về Bảo mật và thủy vân trên các nội dung đa phương tiện.

Cũng trong khoảng thời gian này, một số tổ chức đã quan tâm đến kỹ thuật
watermarking với những mức độ khác nhau. Chẳng hạn CPTWG thử nghiệm
hệ thống thủy vân bảo vệ phim trên DVD. SDMI sử dụng thủy
vân trong việc bảo vệ các đoạn nhạc. Hai dự án khác được liên minh châu Âu
ủng hộ, VIVA và Talisman đã thử nghiệm sử dụng thủy vân để theo dõi phát
sóng.
Vào cuối thập niên 1990, một số công ty đưa thủy vân vào thương
trường, chẳng hạn các nhà phân phối nhạc trên internet sử dụng Liqid Audio
áp dụng công nghệ của Verance Corporation. Trong lĩnh vực thủy vân ảnh,
Photoshop đã tích hợp một bộ nhúng và bộ dò thủy vân tên là Digimarc.


1.5.1.2, Quá trình nghiên cứu
thủy vân số.
Thủy vân số được coi là ra đời từ năm 1954, với bằng sáng chế của
Emile Hembrooke. Tuy
nhiên, nghiên cứu thủy vân vẫn chưa được đặt ra như là một lĩnh vực nghiên
cứu độc lập cho tới những năm 1980.
Tuy nhiên khái niệm thủy vân chỉ được hoàn thiện vào giữa những năm
90 của thế kỷ trước.
Những nghiên cứu đầu tiên về thủy vân đều tập trung vào nghiên cứu
"thủy vân mù" (blind watermark). Thủy vân mù là thủy vân được nhúng mà
không cần quan tâm tới nội dung của môi trường nhúng. Tương tự như vậy,
các thuật toán tách thủy vân mù đều độc lập với những thành phần dữ liệu
không chứa thủy vân. Có thể ví thủy vân mù như chữ ký tay, nội dung của
thủy vân không thay đổi với các môi trường nhúng khác nhau.
Vào năm 1999, đã có một sự thay đổi lớn diễn ra. Trong một bài báo
đăng trên IEEE, Cox và các đồng nghiệp đã nhận ra, chất lượng thủy vân sẽ
tốt hơn rất nhiều nếu như thủy vân có quan tâm tới nội dung của môi trường
nhúng. Các thủy vân này được gọi là các thủy vân giàu (informed
watermark), khi đó nội dung của thủy vân được hiểu là một hàm của nội
dung môi trường nhúng. Có thể so sánh ý tưởng này với ý tưởng về chữ ký
điện tử.
Đi xa hơn nữa, vào năm 2000, hai đội ngũ tác giả B.Chen, G.W.Wornell
và J. Chou, Pradhan, Ghaoui, Ramchandran đã phát triển từ bài báo của
M.Costa năm 1983 "Writing on diry paper" để phát triển một hướng nghiên
cứu rất mới. Ý tưởng chính của Costa là, có hai loại nhiễu sẽ tác động lên nội
dung bản tin truyền đi. Loại nhiễu thứ nhất, là loại nhiễu xảy ra tại bên gửi,
do các tác vụ biến đổi và xử lý tài liệu. Loại nhiễu này có thể kiểm soát. Loại
nhiễu thứ hai là loại nhiễu xảy ra trên đường truyền, và chúng ta không thể


kiểm soát được chúng. Costa lý luận rằng, các thuật toán thủy vân trước đây
chỉ cố gắng nhúng thủy vân vào trong loại nhiễu thứ nhất, cho nên dung
lượng tin giấu được là rất nhỏ. Costa cũng đã chỉ ra, dung lượng tin cần giấu
là độc lập với loại nhiễu thứ nhất. Do đó, nếu ta coi toàn bộ tài liệusố là nhiễu
thứ nhất, chúng ta sẽ có một phương pháp để nhúng một lượng thông tin rất
lớn vào tài liệu.
Thủy vân có một ứng dụng rất quan trọng là bảo vệ sự toàn vẹn của tài
liệu và chống xuyên tạc. Để thỏa mãn được yêu cầu này của thủy vân, các
nghiên cứu trước kia đều cố gắng áp dụng một mô hình tổng quát lên toàn
bộ tài liệu. Tuy nhiên, vào năm 1995, Cox và các đồng nghiệp đã nhận ra, họ
có thể sử dụng mô hình tri giác
(perceptual model) để giảm dung lượng thủy vân cần giấu. Thay vì cố gắng
áp dụng một mô hình tổng quát lên toàn bộ tài liệu, thực ra chỉ cần áp dụng
thủy vân lên một số phần quan trọng của tài liệu mà thôi. Đây có thể coi là
một dạng đặc biệt của mô hình thủy vân giàu, vì nội dung thủy vân cũng bị
phụ thuộc vào tài liệu.
Như một chân lý của cuộc sống, luôn tồn tại sự thống nhất và đấu tranh
giữa các mặt đối lập. Với sự ra đời của thủy vân, thì khoảng từ năm 1990 trở
về sau, đã có nhiều nghiên cứu về tấn công cũng như chống tấn công đối với
thủy vân. Những nghiên cứu này đã thúc đẩy quá trình nghiên cứu thủy vân
đạt được nhiều kết quả mới.
Thủy vân sử dụng công nghệ trải phổ (spread spectrum) được giới thiệu
cùng thời điểm với mô hình tri giác, là một nỗ lực nhằm cân bằng giữa tính
bền vững (robustness) và tính tin cậy (fidelity) của thủy vân số. Công nghệ


trải phổ sẽ trải một băng tần hẹp vào một băng tần rông hơn, do đó
tỷ lệ nhiễu trên mỗi tần số trở nên rất nhỏ. Phía bên người gửi sẽ
tổng hợp lại các tín hiệu này, và lúc này nhiễu trở nên lớn. Công
nghệ trải phổ là một hướng đi có nhiều triển vọng của kỹ thuật thủy
vân.
Chất lượng tài liệu điện tử sau khi giấu tin phải không được thay
đổi nhiều, để cho con người khó có thể nhận ra bằng các giác quan
thông thường.Thủy vân số là một lĩnh vực nghiên cứu mới, có nhiều
triển vọng. Những năm gần đây lĩnh vực này có được sự quan tâm
đáng kể của các nhà nghiên cứu

Hình 2. Số lượng các bài báo nghiên cứu về thủy vân số trong cơ sở
dữ liệu của IEEE
I.2. Một số hệ thống thủy vân
1/.Các hệ thống thủy vân âm thanh:
Blue Spike, Inc: Công nghệ thủy vân của Giovanni, Blue Spike có thể
được dùng để nhận dang, xác nhận và kiểm tra các tài liệu âm
thanh.
Verance Corporation Verance Corporation - được sát nhập từ ARIS
Technologies, Inc. (Cambridge, Mass) và Solana Technology
Development Corporation - sở hữu công nghệ thủy vân g đã có bằng
sáng chế Musicode® vàElectronic DNA®.
2/.Các hệ thống thủy vân trên ảnh:
Signum Technologies: Một công ty Anh phát triển hệ thống thủy vân
'SureSign' dùng cho bảo vệ bản quyền và hệ thống 'VeriData' dùng
để xác thực tính toàn vẹn của các ảnh số.
Digimarc Các công nghệ có bằng sáng chế của Digimarc cho phép
dữ liệu kĩ thuật số được nhúng trong các tài liệu có giá trị như giấy
tờ tài chính, thị thực, giúp ngăn chặn giả mạo, trộm và sử dụng
không được phép khác.
3/.Các hệ thống thủy vân trên phim:
Alpha Tec. Ltd. - AudioMark : Alpha Tec. Ltd. là một công ty Hy Lạp
phát triển AudioMark, gói phần mềm thiết kế cho việc nhúng các
watermark vào tài liệu âm thanh và phim.
MediaSec Technologies : Cung cấp công cụ SysCoP (System for


Copyright Protection) để nhúng nhãn hiệu tác quyền vào ảnh và
phim (MPEG).
Hiên nay, kỹ thuật thủy vân đươc áp dung vao trên Video ơ môt số
công ty đe chứng thưc ban quyền...
I.3.

Các ứng dụng thủy vân số

Bảo vệ quyền sở hữu (Copyright Protection): Digital watermark có
thể được dùng để bảo vệ quyền sở hữu đối với các sản phẩm digital
media. Nội dung của các digital media này sẽ chứa thêm các thông
tin về người sở hữu. Khi các digital media này được sử dụng bất hợp
pháp thì ta có thể dùng bộ watermark detector để phát hiện.
Chống sao chép bất hợp pháp (Copy Protection): Các sản phẩm có
chứa digital watermark biểu hiện cho việc sản phẩm này không được
sao chép, vì nếu sao chép sẽ phạm luật. Nhà sản xuất sẽ trang bị
cho các phương tiện dùng để nhân bản (như CD writer...) khả năng
phát hiện xem digital media có chứa thủy vân hay không, nếu có thì
sẽ từ chối không sao chép. Một số phần mềm cũng có chức năng
này, ví dụ như phần mềm xem phim của hãng DivX sẽ từ chối chiếu
các bộ phim chứa thủy vân.
Theo dõi quá trình sử dụng (Tracking): Digital watermarking có thể
được dùng để theo dõi quá trình sử dụng của các digital media. Mỗi
bản sao của sản phẩm được chứa bằng một watermarked duy nhất
dùng để xác định người sử dụng là ai. Nếu có sự sao chép bất hợp
pháp, ta có thể truy ra người vi phạm nhờ vào watermark được chứa
bên trong digital media
Chống giả mạo (Tamper Proofing): Digital water marking có thể được
dùng để chống sự giả mạo. Nếu có bất cứ sự thay đổi nào về nội
dung của các digital media thì watermark này sẽ bị huỷ đi. Do đó rất
khó làm giả các digital media có chứa watermark.
Theo dõi truyền thông (Broadcast Monitoring): Các công ty truyền
thông và quảng cáo có thể dùng kỹ thuật digital watermarking để
quản lý xem có bao nhiêu khách hàng đã dùng dịch vụ
cung cấp. Truyền tin bí mật (Concealed Communication): bởi vì
digital watermarking là một dạng đặc biệt của việc che dấu dữ liệu
(steganography) nên người ta có thể dùng để truyền các thông tin bí
mật. Để đảm bảo được những khả năng trên, thì thủy vân phải thỏa
mãn được các yêu cầu sau:
Tính ẩn: tính ẩn là khả năng khó bị nhận ra của thủy vân sau
khi đã nhúng vào tài liệu điện tử, mà chủ yếu là các giác quan của
con người. Nói cách khác, các tài liệu điện tử phải chịu ít sự thay đổi
về mặt chất lượng khi nhúng thủy vân.
I.4.

Các đặc tính của thủy vân

Tính bền vững: tính bền vững được hiểu tùy vào mục đích của
từng loại thủy vân, ví dụ với thủy vân dùng để bảo vệ bản quyền, thì
thủy vân phải bền với các phép tấn công hay biến đổi, trong khi với
thủy vân dùng để chống xuyên tạc hoặc đảm bảo toàn vẹn dữ liệu,
thì thủy vân phải bị phá hủy ngay khi có sự tác động hoặc tấn công.
Tính bảo mật: sau khi thủy vân số đã được nhúng vào tài liệu,


thì yêu cầu chỉ cho những người có quyền mới có thể chỉnh sửa và
phát hiện thủy vân.
Tính hiệu quả: yêu cầu thuật toán thủy vân phải làm việc được
với một vùng lớn các ảnh có thể.
Dung lượng giấu: thuật toán thủy vân cho phép giấu càng nhiều
thông tin càng
tốt.
Tuy nhiên, các yêu cầu trên thường là trái ngược nhau, và người
ta phải cân đối giữa các yêu cầu để phù hợp với từng bài toán cụ
thể.
I.5.

Phân loại thủy vân.

Có nhiều phương pháp để phân loại thủy vân, dưới đây trình bày
những phương pháp phân loại phổ biến nhất

Hình 3. Một số phương pháp phân loại thủy vân tiêu biểu
Dựa vào miền tác động, chúng ta có thể phân loại thủy vân thành
tác động lên miền không gian ảnh (spatial domain) và tác động lên
miền tần số ảnh (frequency domain).
Dựa vào kiểu tài liệu được nhúng thủy vân, chúng ta có thủy
vân được nhúng vào ảnh, vào audio, video hay text.
Dựa vào tác động tới thị giác con người, chúng ta có thủy vân
hiện (visible watermark) hoặc thủy vân ẩn (invisible watermark).
Thủy vân ẩn lại được chia thành thủy vân bền (robust watermark) và
thủy vân dễ vỡ (fraglie watermark).
Thủy vân hiện có ưu điểm là nhìn được bằng mắt thường, khiến
cho tất cả người sử dụng đều biết được bản quyền của ảnh. Tuy
nhiên, nó sẽ tác động tới chất lượng ảnh và gây mất thẩm mỹ.


I.6.

Quy trình thực hiện thủy vân

Hình 4. Quy trình thực hiện thủy vân
Quy trình thực hiện thủy vân được trải qua bốn bước như sau:
+.
+.
+.
+.

II.

Tạo thủy vân.
Nhúng thủy vân.
Tách thủy vân.
Kiếm tra thủy vân.

SỬ DỤNG THỦY VÂN BẢO VỆ BẢN QUYỀN TÀI NGUYÊN
SỐ.

II.1. Sử dụng thủy vân bảo về bản quyền ảnh số.
II.1.1.
Các thuật toán thủy vân trên ảnh.
II.1.1.1.
Thuật toán giấu thủy vân vào các bit có trọng số
thấp.
Một ý tưởng tự nhiên của thủy vân với ảnh số, cũng giấu như
giấu tin, đó là sẽ sử dụng các bit có trọng số thấp (Least Significant
Bit - LSB) để giấu thủy vân.Các bit có trọng số thấp được hiểu là các
bit mà nếu thay đổi giá trị của chúng sẽ ít làm thay đổi đến chất
lượng ảnh.
Ví dụ, với ảnh bitmap 256 màu, màu của mỗi điểm ảnh được biểu
diễn bằng 8 bit, nếu ta thay đổi giá trị bit thứ tám của mã màu, thì
mã màu cũng chỉ thay đổi giá trị có 1 đơn vị, nên nhìn chung thì cả
bức ảnh không bị ảnh hưởng nhiều.
Ta có thể minh họa thuật toán như sau:
Xét thủy vân là chuỗi bit 0111.
Xét bức ảnh là chuỗi bit: 11001101 11000001 11110000 11110010


Để nhúng thủy vân vào bức ảnh, ta sẽ chia bức ảnh thành các khối 8
bit, và đặt giá trị bit cuối cùng của khối bằng giá trị của bit thủy vân
tương ứng.
Với minh họa trên, chúng ta có bức ảnh sau khi nhúng thủy vân
là:
11001100 11000001 11110001 11110011
Để tách thủy vân, đơn giản ta chỉ làm ngược lại quy trình trên,
tức là tách ra các bit cuối của từng khối 8 bit, ta sẽ thu được thủy
vân ban đầu.
Muốn tăng tính an toàn của hệ thống, có thể nhúng liên tiếp
thủy vân vào các khối 8 bit liền nhau, bởi thường thì dung lượng bức
ảnh sẽ lớn hơn nhiều lần so với độ dài của thủy vân.
Ưu điểm của thuật toán trên là đơn giản, và dung lượng giấu
cao.
Tuy nhiên, nhược điểm là do quá đơn giản nên rất dễ bị tấn
công. Kẻ tấn công chỉ cần thay đổi ngẫu nhiên giá trị của các bit có
trọng số thấp là thủy vân đã bị phá hủy.
II.1.1.2.

Thuật toán thủy vân ghép nối.

Thuật toán được trình bày bởi Bender và đồng nghiệp năm
1996.
Xét một bức ảnh, ta sẽ chia bức ảnh thành hai tập con có số
lượng phần tử bằng N, gọi là hai tập con A và B. Mỗi phần tử trong
tập con A được cộng thêm một lượng d, ngược lại mỗi phần tử trong
tập B bị trừ đi một lượng d.
Gọi E(A) và E(B) là các giá trị trung bình của tập A và tập B. Ta sẽ có
E(A)«E(B) «E(A u B) và E (A) - E (B) « 0.
Gọi a và b là 2 tập có n phần tử, lấy ngẫu nhiên trong A và B.
S - ±(a[i] - b[i])
Theo luật thống kê, ta sẽ có:
E(S) = 2d nếu dữ liệu có thủy vân.
E(S) = 0 nếu dữ liệu không có thủy vân.
Như vậy, để kiểm tra xem dữ liệu có thủy vân hay không, ta sẽ sử
dụng luật thống kê. Nếu E(S) lớn hơn một ngưỡng nào đó thì có thể
coi là dữ liệu có thủy vân.
Khác với các phép thủy vân dựa trên biến đổi không gian ảnh, tương
đối dễ bị tấn công và phát hiện, năm 1995, Cox đã đưa ra một mô
hình khác, đó là nhúng thủy vân vào miền tần số.


Hình 5: Mô hình nhúng thủy vân của Cox
Trong mô hình của Cox, một chuỗi các giá trị c0 = c0[1],
c0[2], ..., c0[n] được trích xuất từ ảnh. Các giá trị này được gọi là các
giá trị mang, và chúng sẽ chứa thủy vân. Thủy vân là một chuỗi số
thực w = w[1], w[2], ., w[n].
II.1.1.3.
Thuật toán thủy vân sử dụng biến đổi Karhunen- Loeve
Giáo sư Wang Shuozhong (Vương Thừa Trung) tại Đại học Thượng
Hải có đề xuất một thuật toán thủy vân dựa vào biến đổi Karhunen Loeve, hay còn gọi là phân tích các thành phần quan trọng (PCA).
Thuật toán được phát biểu như sau:
Xét một chuỗi các vector fk, với k = 1, 2, ... K là các mẫu được lấy từ
mộtquá trình ngẫu nhiên. fk có kích thước Rx1.
Biến đổi các thành phần quan trọng, hay biến đổi Karhunen - Loeve,
được định nghĩa như sau:
gk = Afk
Trong đó A là ma trận chuyển kích thước RxR, với mỗi cột là vector
đặc trưng (eigenvector) của ma trận thống kê C F được lấy từ quá
trình biến đổi ảnh F. Các cột trong A được sắp xếp theo thứ tự giảm
dần của trị riêng (eigenvalue).
Xét một ảnh có kích thước MxN, được chia thành K = I.J miền, mỗi
miền sẽ là một ma trận 2 chiều có kích thước PxQ, với P = M/I và Q
= N/J. Các miền cũng có thể được tổ chức là như một mảng 1 chiều
có kích thước PxQ. Có rất nhiều phương pháp chia ảnh thành các
miền như vậy. Trong [33], GS Vương đề xuất một phương pháp đơn
giản như sau:
f. j ( p , q ) = S [ P ( i - \ ) + p , Q U - l ) + q ị
Như vậy, bức ảnh ban đầu của chúng ta bây giờ có thể xem như
K mẫu được lấy từ một quá trình ngẫu nhiên R chiều. Như vậy, kỹ
thuật PCA được giới thiệu ở trên đã có thể được sử dụng.
II.1.1.4.
Thủy vân dễ vỡ.
Thủy vân dễ vỡ (fragile watermark) là một dạng thủy vân đặc biệt,
được sử dụng để bảo đảm tính toàn vẹn thông tin của ảnh số. Đặc
điểm của thủy vân dễ vỡ là, chỉ cần ảnh bị thay đổi thì thủy vân sẽ


bị phá hủy, do đó chống lại sự xuyên tạc nội dung của ảnh.
Thuật toán thủy vân dễ vỡ đầu tiên được Yeung và Mintzer đưa
ra vào năm 1997. Thuật toán chỉ hoạt động trên các ảnh xám, với
thủy vân là một chuỗi bit. Phía bên người nhận sẽ đọc từng điểm
ảnh, trích xuất thủy vân và so nó với thủy vân được công bố. Nếu có
sự khác biệt, thì độ xám của điểm ảnh sẽ được thay đổi tới khi hai
thủy vân thu được là giống nhau. Thuật toán của Yeung và Mintzer
làm việc và bảo toàn tính toàn vẹn dữ liệu cho từng điểm ảnh, cũng
như hỗ trợ khả năng khôi phục ảnh gốc.
Một thuật toán khác, được Wong Ping Wah đưa ra năm 1998,
kết hợp giữa thủy vân số và mật mã hóa công khai. Trong thuật toán
của Wong, mức xám của LSB trong ảnh gốc sẽ được đặt bằng 0. Sau
đó, ảnh gốc sẽ được chia thành các khối (block) có kích thước bằng
kích thước thủy vân. Kích thước của ảnh cùng với mỗi khối đó sẽ
được băm, và kết quả thu được sẽ được XOR với thủy vân. Kết quả
của phép XOR sẽ được mã hóa bằng hệ mã hóa RSA, sau đó nhúng
vào LSB của ảnh gốc.
Phía bên nhận, sẽ làm công việc ngược lại. Đầu tiên, ảnh cũng
sẽ lại được chia thành các khối, và thông tin nhúng trong LSB sẽ
được thu hồi và giải mã cũng bằng hệ mã hóa RSA. Cùng với đó, bên
nhận cũng sẽ băm các khối của ảnh thu được cùng kích thước ảnh.
Hai kết quả đó được XOR với nhau để thu lại thủy vân, và so sánh
thủy vân thu được với thủy vân gốc được lưu trong cơ sở dữ liệu của
bên gửi.
Cả hai thuật toán trên đều có nhược điểm, là không tận dụng sự
tương quan giữa các khối ảnh liền nhau, và dung lượng giấu tin
thấp.
Để cải tiến nhược điểm này, năm 2003, hai tác giả Li Chang
Tsun và Yang Fong Man ở Đại học Havard đã đề xuất một thuật toán
thủy vân mới. Thuật toán này sẽ thay đổi mức xám của mỗi điểm
ảnh đi một lượng nhất định, lượng này phụ thuộc vào bản thân thủy
vân và một điểm ảnh lân cận của điểm ảnh đang xét. Do điểm ảnh
lân cận này là bí mật, cho nên sẽ làm tăng độ an toàn của thủy vân.
Thuật toán của Li và Yang là thuật toán thủy vân miền không gian
ảnh.
Cũng trong năm 2003, ba tác giả Hsieh Tsung Han, Li Chang
Tsun và Wang Shuo đã đề xuất một thuật toán thủy vân trên miền
tần số.
Anh gốc X được DCT và chia thành các khối 8x8. Một ảnh nhị
phân A có kích thước bằng X được tạo ra từ khóa bí mật. Anh nhị
phân B được tạo ra theo luật: tất cả các điểm ảnh tương ứng với các
hệ số khác 0 thì có giá trị 1, ngược lại có giá trị 0. Thủy vân W được
tạo ra bằng cách X = A XOR B. W cũng được chia thành các khối
8x8. Sau khi DCT mỗi khối X i, bốn hệ số Xi(h), Xi(h - 1), Xi(h - 2) và
Xi(h - 3) thỏa điều kiện là tần số thấp hơn hoặc bằng tần số giữa h
sẽ được chọn là các hệ số thủy vân. Bốn hệ số này được điều chỉnh
sao cho phương trình sau được thỏa mãn:
P (Si(j) * Xi(j)) = Wi(j)
Trong đó:
P() là hàm số, trả về giá trị 1 nếu số lượng bit 1 trong tham số
là lẻ, và bằng 0 nếu ngược lại.


* là phép toán nối Xi(j) và Si(j).
Si(j) là tổng của các hệ số thủy vân không âm và W i(j) thuộc
tập Ni(j) - là tập chứa DCT của Xi và 8 khối xung quanh. Quá trình
được lặp lại cho tới khi tất cả các khối được thủy vân. Quá trình trích
xuất thủy vân được thực hiện theo quy trình ngược lại.
Thủy vân dễ vỡ có đặc điểm là rất nhạy cảm với thay đổi ảnh,
tức chỉ cần có một thay đổi nhỏ trên ảnh là thủy vân đã bị phá hủy.
Điều này không thích hợp với thực tế, khi ảnh truyền trên Internet có
thể bị xử lý như nén, xoay chiều mà không làm thay đổi nội dung.
Thủy vân giòn (semi-fragile watermark) ra đời nhằm cung cấp một
khả năng tùy biến tốt hơn cho thủy vân ảnh. Thủy vân giòn chỉ bị
hủy khi ảnh có sự thay đổi rất lớn, làm biến dạng ảnh.
Năm 1999, Kundur và Hatzinakos đã đưa ra một thuật toán
thủy vân giòn trên ảnh sử dụng DWT.
Đầu tiên, hai tác giả định nghĩa hàm lượng tử hóa Q(f) như sau:
Q(f) = 0, nếu [f/a.21] chẵn.
Q(f) = 1 trong trường hợp ngược lại.
Với hàm [] là hàm lấy phần nguyên của một số. f là một hệ số, l
là cấp DWT.
Thực hiện DWT L cấp đối với ảnh. Trừ hệ số của băng tần có tần
số thấp nhất, mỗi hệ số f(i) phải thỏa mãn phương trình sau, với
qkey(i) là một biến boolean, phụ thuộc vào các lân cận của điểm
ảnh i:
Q(f(i)) = w(i) XOR qkey(i)
Nếu phương trình trên không được thỏa, cần biến đổi f(i) như
sau:
f(i)
= f(i) - a.21, nếu f(i)
>0
1
f(i)
= f(i) + a.2 , nếu f(i)
<0
Sau khi quá trình nhúng thủy vân kết thúc, thực hiện IDWT để
thu lại ảnh đã nhúng thủy vân.
Ở phía nhận, sẽ thu lại thủy vân bằng công thức sau:
we(i) = Q (f(i)) XOR qkey(i)
Hệ số thay đổi ảnh (Tamper Assesment Function - TAF) được
định nghĩa là:
TAF (We, w) = 1/Nw. z (w(i) XOR We(i))
TAF đặc trưngcho sựbiến đổi nhiều hay ít của ảnh, và quyết
định có chấp nhận
sự thay đổi đó hay không là
tùy vào
người
II.1.2.
Tấn công thủy vân.
Từ năm 1999, các phương pháp tấn công thủy vân bắt đầu được chú
ý nghiên cứu và cũng đạt được nhiều kết quả.
Với thủy vân hiện, phương pháp phổ biến hiện nay vẫn là sử
dụng các công cụ xử lý ảnh như Adobe Photoshop, hoặc GIMP để loại
bỏ thủy vân hiện trên ảnh.
Với thủy vân ẩn, thủy vân có thể bị xóa bỏ bởi các tác động vô


tình hoặc tấn công cố ý. Các tác động vô tình là do người sử dụng
dùng các phép biến đổi ảnh nhằm thay đổi ảnh theo ý muốn, nhưng
qua đó lại thay đổi và xóa bỏ thủy vân. Các tấn công cố ý có sự khác
biệt, là kẻ tấn công có kiến thức rõ ràng về thủy vân, và có ý định
xóa bỏ thủy vân.
Hiện nay, đã có nhiều công cụ được nghiên cứu để tấn công và
xóa bỏ thủy vân ẩn trên ảnh số, có thể kể ra một số công cụ như
sau:
• Stirmark: Stirmark là một công cụ phổ biến để kiểm tra độ bền
của thủy vân. Với một bức ảnh đã cho, Stirmark sẽ thực hiện một
loạt các phép biến đổi nhằm xóa bỏ thủy vân trên ảnh. Stirmark
được Fabien Petitcolas phát triển từ năm 1997, và tới nay đã có
phiên bản 4.0. Stirmark được cung cấp miễn phí tại địa chỉ
http://www.petitcolas.net/fabien/watermarking/stirmark.
• CheckMark: CheckMark là một công cụ sử dụng với Matlab, được
phát triển từ năm 2001. CheckMark hỗ trợ nhiều kỹ thuật xử lý
ảnh như DWT, tạo nhiễu, lọc, v.v... CheckMark được cung cấp tại
địa chỉ http://watermarking.unige.ch/Checkmark/index.html.
• Optimark: Optimark hỗ trợ cả việc dò tìm thủy vân, hay tấn công
xóa bỏ thủy vân trên ảnh. Optimark được cung cấp tại địa chỉ
http://poseidon.csd. auth.gr/optimark/.
Các phương pháp tấn công thủy vân có thể chia thành các loại:
• Tấn công đơn giản: tấn công đơn giản, hay còn gọi là tấn công
mù (blind attack) là dạng tấn công đơn giản đầu tiên, tương ứng
với thời kỳ thủy vân mù còn phát triển. Tấn công mù cố gắng tấn
công tất cả các miền trên ảnh và không quan tâm tới nội dung
ảnh cũng như thuật toán thủy vân. Các kỹ thuật thường được sử
dụng là lọc tuyến tính, lọc phi tuyến, thay đổi màu, chuyển đổi
digital - analog, lấy mẫu, lượng tử hóa, v.v.
• Vô hiệu hóa thủy vân: tấn công dạng này cố gắng phá hủy thủy
vân, thường sử dụng các biến đổi hình học, như là co dãn ảnh,
xoay ảnh, cắt ảnh hoặc
chèn thêm thông tin, v.v... Stirmark chính là một công cụ nổi tiếng
trong tấn công dạng này.
• Tấn công nhập nhằng: tấn công dạng này thường sử dụng các kỹ
thuật như là chèn thêm thủy vân vào ảnh đã nhúng thủy vân,
hoặc nghiên cứu chính thuật toán thủy vân để có thể loại bỏ thủy
vân một cách hiệu quả.
II.2. Sử dụng thủy vân bảo vệ bản quyền các tài liệu số khác
II.2.1.

Sử dụng thủy vân bảo vệ bản quyền audio

II.2.1.1.

Tổng quan về thủy vân trên audio.

a. Thủy vân trên miền dữ liệu.
về ý tưởng, các phương pháp thủy vân trên miền dữ liệu đối với
audio cũng giống như tiến hành thủy vân trên miền không gian đối
với ảnh. Kỹ thuật này đơn giản và dung lượng giấu lớn, cho nên là
phương pháp tiếp cận đầu tiên trong lịch sử.


Một số kỹ thuật thủy vân trên miền dữ liệu tiêu biểu:
Thủy vân miền nén (compressed domain watermarking):
Các file audio truyền bá trên Internet thường là được nén so với file
gốc, do đó bản thân các thông tin về quá trình nén được sử dụng
làm thủy vân.
Bit ít quan trọng (Least Significant Bit - LSB):
Kỹ thuật này cũng tương tự như với ảnh số, các bit ít quan trọng
được điều biến. Kỹ thuật này có ưu điểm là dung lượng giấu lớn,
nhưng rất kém an toàn trước các phép biến đổi và xử lý âm thanh
như nén, chuyển đổi sang analog, hay gây nhiễu.
Điều biên (Amplitude Modulation):
Kỹ thuật này sửa đổi các điểm cực đại của tín hiệu để nó nằm trong
băng tần có độ lớn xác định trước. Kỹ thuật này gây ra sự sai lệch
trong điều biên, và không an toàn với các phép nén biên độ thường
được sử dụng trong khôi phục âm thanh và giảm nhiễu.
Giấu echo (Echo hiding):
Trong kỹ thuật này, các bản rời rạc của tín hiệu gốc được trộn lại với
chính nó, với một độ lùi nhất định về mặt thời gian.
cw(t) = c0(t) + a.c0(t - At


3.I.2.2. Thủy vân dựa trên miền
tần số:

b. Thủy vân trên miền tần số.
Các kỹ thuật thủy vân trên miền tần số dựa vào việc biến đổi tần số của
một tín
hiệu.
Một số kỹ thuật thủy vân dựa trên miền tần số tiêu biểu:
Mã hóa pha (phase coding):
Mã hóa pha dựa trên một thực tế là tai người rất kém nhạy cảm với pha.
Tín hiệu được chia thành nhiều khối, và thủy vân được giấu vào khối đầu tiên.
Phương pháp này cho dung lượng giấu tin rất thấp, và không an toàn khi bị
nén. Cũng có thể đơn giản loại bỏ thủy vân bằng cách loại đi phần đầu của
file audio.
Chỉnh sửa băng tần (Frequency Band Modification):
Thông tin được mã hóa bằng cách xóa hoặc tăng cường một dãy phổ cụ
thể, xóa dãy phổ hẹp hay mã hóa sự khác biệt trong băng tần. Kỹ thuật này
gây ra sự khác biệt về phổ.
Trải phổ (spread spectrum):
Một tín hiệu sóng mang thông tin thủy vân được điều biến trong nhiễu
băng rộng, bằng phép nhân với một chuỗi giả ngẫu nhiên. Kỹ thuật trải phổ
có nhiều ưu điểm như:
• Chống được nhiễu.
• Loại trừ được ảnh hưởng của truyền sóng nhiễu tia.
• Có thể dùng chung băng tần với người sử dụng khác.
• Sử dụng được cho thông tin vệ tinh.
• Đảm bảo được tính riêng tư nhờ sử dụng mã giả ngẫu nhiên.
• Được hoạt động không cần giấy phép ở ba lĩnh vực công nghiệp, khoa học
và y tế với công suất đến 1W ở các băng tần 902 - 928Mhz, 2.4 2.4835GHz, 5.725 - 5.85GHz.
c. Thủy vân trên miền thời gian thực
Các phương pháp thủy vân dựa trên thời gian chủ yếu dựa trên kỹ thuật lập
trục thời gian và sau đó tiến hành co giãn thời gian của tín hiệu audio. Với
các thay đổi nhỏ về thời gian thì tai người cũng không thể cảm nhận được.

3


Hình 6: Thủy vân tín hiệu bằng điều biến cơ số thời gian

Hình 7. Sự sai khác thời gian của tín hiệu gốc và tín hiệu đã
nhúng thủy vân
II.2.1.2.
Thuật toán thủy vân trên audio sử dụng kĩ thuật
trải phổ.
a. Tạo thủy vân
Sơ đồ tạo thủy vân của thuật toán được cho ở hình dưới


Hình 8. Sơ đồ tạo thủy vân
Bước 1: Chuyển chuỗi tín hiệu thủy vân sang dạng cực và lặp
dãy bit w m lần. Dãy bit w là dãy bit thủy vân ở dạng cực.
Bước 2: Cho chuỗi bit wR đi qua ma trận Interleave H dòng và I
cột. Đầu vào lấy theo dòng, đầu ra lấy theo cột.
Bước 3: thêm header.
Bước 4: chuyển biểu diễn dãy bit d sang miền thời gian.
Bước 5: điều chế và trải chuỗi tín hiệu.
Bộ tạo chuỗi PN: là bộ tạo ra một dãy giả ngẫu nhiên (pseu-random
number).

b. Nhúng thủy vân.
Sơ đồ nhúng thủy vân được cho ở hình dưới.

Hình 9. Sơ đồ nhúng thủy vân.
Bước 1: Chia dãy tín hiệu thành N frame. Mỗi frame có n block.
Bước 2: Áp dụng phép biến đổi Fourier nhanh (Fast Fourier
Transform) cho từng frame.
Xw = FFT (frame[i]*hamming[nBlock])
Bước 3: chuyển từ miền tần số sang miền Bark.
Bước 4: tìm trong dãy tín hiệu âm thanh chứa các thành phần
nằm trên ngưỡng T, lưu lại vị trí các điểm đó vào dãy above.
Xnew[above] = Xw[above]
Bước 5: trải tín hiệu, và kết hợp tín hiệu âm thanh và tín hiệu thủy
vân:


V — y * p Xn e w Xn e w F z .
OUT = Xnew + Snew.
Bước 6: biến đổi ngược về miền thời gian out = IFFT (OUT)
c. Tách thủy vân.

Hình 10. Sơ đồ tách thủy vân.
Quá trình tách thủy vân được chia làm ba giai đoạn:
Giai đoạn 1: Lọc bỏ tín hiệu âm thanh và tạo tín hiệu Rfinai.
Bước 1: lọc lấy các thành phần nằm dưới ngưỡng T.
R(below) = Sw(below)
Bước 2: lượng tử hóa Fz[i] = 1/max |R(i)|
R(i) = R(i) * Fz[i]
Bước 3: chuyển R về miền thời gian thực.
Giai đoạn 2: Dò tìm header.
Xây dựng bộ lọc phân giải cao và áp dụng để tìm ra vị trí đầu tiên
của thủy vân. Giai đoạn 3: Tổng hợp thủy vân.
Xóa bỏ header của chuỗi tìm được và cho tín hiệu thu được đi
qua ma trận Interleave để thu lại thủy vân
II.2.2.
Sử dụng thủy vân số bảo vệ bản quyền video.
Có thể hiểu một cách đơn giản, video là tổng hợp của hình ảnh và
âm thanh. Vì vậy, ta hoàn toàn có thể áp dụng các kỹ thuật thủy
vân trên hình và thủy vân trên âm thanh đối với video.
Như vậy, ta hoàn toàn có thể sử dụng các thuật toán thủy vân đã
trình bày ở trên cho ứng dụng thủy vân số đối với video. Tuy nhiên,
nếu chỉ đơn thuần coi video là một dãy ảnh liên tiếp thì sẽ không
hợp lý và làm tiêu tốn tài nguyên xử lý của hệ thống.
Do các hình ảnh của video có độ tương đồng cao, nên cần có các
giải pháp nghiên cứu và tối ưu quá trình nhúng thủy vân vào audio,
để làm tăng tốc độ xử lý.


Hiện nay, các nhà cung cấp video thường sử dụng một kỹ thuật gọi
là DRM - Digital Right Management để bảo vệ bản quyền cho các
sản phẩm của họ. Khi cung cấp video, nhà sản xuất sẽ má hóa nội
dung video và đưa thông tin bản quyền vào sản phẩm. Khi cung cấp
đến tay người tiêu dùng, người tiêu dùng sẽ có được khóa để giải mã
sản phẩm đồng thời đưa thêm thông tin người dùngvào sản phẩm.
Thủy vân sử dụng trong video thường là dạng thủy vân hiện, thể
hiện bằng mộtlogo hoặc dòng chữ của nhà sản xuất ở góc màn hình.
II.2.3.
Sử dụng thủy vân bảo vệ bản quyền phần mềm.
Ứng dụng thủy vân số trong bảo vệ bản quyền phần mềm đã có
những ý tưởng hết sức táo bạo và độc đáo. Khóa luận xin trình bày
về bộ rắc rối hóa chương trình (ofuscated program), là một ý tưởng
rất hay để bảo vệ bản quyền phần mềm.
Chương trình được rắc rối hóa là một đoạn mã thông thường, nhưng
đã được thay đổi để không ai có thể hiểu được mục đích thật của
đoạn mã.
Ví dụ, xét đoạn mã sau được viết bằng ngôn ngữ C:
#include int O,o,i;char*I="";
main(l){O&=l&1?*I:~*I,*I++||(l=2*getchar(),i+=O>8\
?o:O?0:o+1,o=O>9,O=-1,I="t8B~pq'",l>0)?
main(l/2):printf("%d\n",--i);}
Thật khó để có thể biết được đoạn mã ngắn này sẽ thực hiện điều gì,
trong khi đơn giản đoạn mã trên sẽ in ra màn hình dòng chữ “Hello
world”.
Như vậy, ta có thể sử dụng những tính năng này để bảo vệ bản
quyền phần mềm như sau:
Giả dụ ta có một chương trình P đem bán cho khách hàng, nhưng
muốn tránh việc khách hàng copy P cho người khác, ta tìm cách, với
mỗi khách hàng G, trộn vào trong P một đoạn mã C(G) nào đó, biến
P thành P(G).
P(G) về mặt chức năng thì giống hệt P, và việc thêm C(G) vào P
không ảnh hưởng nhiều đến hiệu suất của P.
C(G) còn có một thuộc tính toán học nào đó mà ta có thể kiểm tra
bằng cách kiểm tra P(G). Thuộc tính toán học này có thể dùng để
chứng minh rằng P(G) thuộc về khách hàng G. Như vậy, hai khách
hàng G1 và G2 khác nhau sẽ có hai chương trình P(G1) và P(G2)
khác nhau [và ta kiểm tra được điều đó], dù là chúng giống hệt nhau
về mặt chức năng.
C(G) có thể xem như con dấu hay chữ ký của khách hàng G đã đóng
vào P. Như thế G sẽ không đem bản của mình cho người khác được.
Dĩ nhiên là cả hệ thống phải được thiết kế sao cho việc lấy C(G) ra
khỏi P(G) là cực kỳ khó làm. Ngoài ra, bất kể người ta biến đổi P(G)
như thế nào (rắc rối hóa nó, dịch nó sang ngôn ngữ khác, vân vân),
thì “con dấu” C(G) vẫn bị dính kèm.
Những điều trên có khả năng hiện thực hóa được nếu ta có bộ rắc rối
hóa O. Ta bỏ vào trong P một đoạn mã C(G) nào đó để nhận dạng
khách hàng G. (C(G) không làm gì cả, chỉ dùng để nhận dạng G.)
Sau đó ta đưa cho khách hàng chương trình O(P). Chương trình O(P)


giống hệt P+C(G), nhưng đã bị rắc rối đến mức khách hàng không
thể hiểu được logic của nó, và vì thế không thể bỏ C(G) ra khỏi nó
được. Dĩ nhiên còn nhiều chi tiết kỹ thuật và lý thuyết cần dùng cho
việc này, nhưng về mặt trực quan thì có khả năng điều này có thể
hiện thực hóa được nếu ta có O.
Năm 2001, Barak và đồng nghiệp đã đưa ra một định nghĩa về mặt
toán học cho một bộ rắc rối hóa chương trình [19].
Bảo vệ bản quyền phần mềm và quan trọng hơn, là bảo vệ ý tưởng
thuật toán cài đặt trong phần mềm bằng bộ rắc rối hóa chương trình
là một ý tưởng rất hay. Tuy nhiên, những nghiên cứu lý thuyết về
lĩnh vực này chưa nhiều, đặc biệt là về các hàm rắc rối hóa. Đây là
một lĩnh vực nghiên cứu nhiều triển vọng.
III.

CHƯƠNG TRÌNH THỬ NGHIỆM

III.1. Thủy vân hiện.
Hiện nay có nhiều phần mềm được cung cấp trên Internet, dùng
để chèn thủy vân hiện vào ảnh. Tuy chức năng cụ thể khác nhau,
nhưng hầu hết các phần mềm đều cho phép chèn một đoạn chữ
hoặc một logo vào trong ảnh với các tùy chọn cần thiết.
Xin trình bày một số phần mềm tiêu biểu có chức năng nhúng
thủy vân hiện vào ảnh số.
a. Microsoft Word 2007.
Trong phiên bản gần đây nhất của phần mềm văn phòng phổ
biến Microsoft Word, hãng Microsoft đã cung cấp chức năng nhúng
thủy vân vào tài liệu của người dùng.
Word 2007 cho phép người dùng tùy chọn thủy vân mình sẽ
nhúng là hình ảnh hay chữ, với các định dạng khác nhau.
Để sử dụng chức năng này, trong cửa sổ của Microsoft Word
2007, chọn chức năng Watermark tại tab Page Layout.


Hình 11. Chọn chức năng Watermark trong Word 2007
Word đã cung cấp sẵn một số mẫu (template) thủy vân, nếu
cần tinh chỉnh nhiều hơn, ấn chọn Custom watermark.

Hình 12. Cửa sổ Custom watermark.
Tại cửa sổ này, có thể chọn chèn thủy vân bằng hình, hoặc
chèn một đoạn ký tự. Sử dụng các tùy chọn mà Word cung cấp,
người dùng có thể thay đổi kích cỡ hình ảnh, hay font, cỡ hoặc màu
chữ. Người dùng có thể quay chéo hoặc quay ngang thủy vân để
tiện việc sử dụng.

Tác quyên tại Việt Nam là một vân đê gây đau đâu không chỉ
cho cóc cơ quan quản lý mà còn cho cả những ai quan tâm đèn
pháp luật hay những cơquan bảo vệ pháp luật. Không phải chúng ta
đau đấu vì thiếu một hành lang pháp lý điểu chỉnh Íính vực này mà
vì hành lang ắy dường nhưvẵn quá thênh thang đên mứcai cũng có
thê đi qua mà không hêngại chuyện bị ngán chặn, xét hỏi.
Rò ràng là Luật dân sự của chúng ta đã từng có khá nhiều điều quy
định về chuyện tác quyền, Luật xuất bản, Luật báo chí... cũng đêu
dành những điêu khoản tư ơng xứng đê nói vê tác quyên và săp tới
đây, để bổ sung cho các quy phạm pháp luật đà có, các công ước
quốc tế ta đã ký kết sẽ có thêm một luật mới được ban hành là Luật
sở hữu trí tuệ - BỘ luật được cho là quy định chi tiết và cụ thể nhất
trong lĩnh vực tác quyên từ trước đèn nay.
Hình 26. Ví dụ chèn thủy vân bằng Microsoft Word 2007.


b. Fast Watermark.

Fast Watermark là một phần mềm miễn phí, được cung cấp tại địa chỉ
http://www.delphisources.ru/pages/programs/fast-watermark.html. Phiên bản
mới nhất hiện nay là 1.1.

Fast Watermark cho phép người dùng chèn thủy vân dạng chữ, cho phép tùy

chọn font chữ, cỡ chữ, màu chữ cũng như xoay các góc. Fast Watermark cũng
hỗ trợ chèn thủy vân vào hàng loạt ảnh liên tiếp.

Hình 13. Giao diện phần mềm Fast Watermark.
III.2. Thủy vân ẩn.

Trong khi thủy vân hiện tập trung vào cảnh báo kẻ tấn công về bản quyền
của ảnh, cũng như thông báo rõ nguồn gôc của ảnh cho dù ảnh có được sử
dụng lại (ví dụ, người sử dụng có thể copy ảnh từ trang web của tác giả và
đưa lên blog của mình, thì thủy vân hiện trên ảnh vẫn sẽ chỉ rõ tác giả bức
ảnh là ai), thì thủy vân ẩn tập trung nhiều hơn vào việc xác định bản quyền
khi xảy ra tranh chấp.
III.2.1. Thử nghiệm thủy vân

Chương trình được viết bằng ngôn ngữ C, các file thực thi được cung cấp
dưới dạng .exe và thực thi trong cửa sổ Command Promt của Windows.


Tham số -h sẽ hiển thị hướng dẫn sử dụng chương trình.

Sử dụng thuật toán của Cox để nhúng thủy vân vào ảnh, ta thực hiện:

a. Tạo thủy vân:

Trong cửa sổ Command Promt của Windows, gõ lệnh:
g e n c o x s i g -o cox.sig

Trong đó gen_cox_sig là tên chương trình tạo thủy vân, -o là tham số để
chỉ ra thủy vân được tạo ra sẽ lưu trong file cox.sig. Chữ ký được tạo ra sẽ là
một dãy số được phân phối chuẩn trong đoạn [0, 1].

Muốn biết thêm các tham số của chương trình gen_cox_sig ta gõ lệnh:
g e n c ox s i g – h

Hình 14. Các tham số của câu lệnh gen cox sig

b. Nhúng thủy vân:

sau:

Muốn nhúng thủy vân vừa tạo ra vào file ảnh lena.pgm, ta sử dụng lệnh


wm cox e -s cox.sig -o cox lena.pgm lena.pgm

File ảnh cox_lena.pgm sẽ là file ảnh đã được nhúng thủy vân theo thuật
toán của

Cox.

c. Tách thủy vân:

Tách thủy vân từ ảnh, ta sử dụng câu lệnh:
wm cox d -s cox.sig -i lena.pgm -o cox.wm cox lena.pgm

Thủy vân được tách ra sẽ lưu ở file cox.wm

d. So sánh thủy vân:

Để so sánh thủy vân nhận được với thủy vân gốc, ta sử dụng câu lệnh:
cmp cox sig -s cox.sig cox.wm

Câu lệnh sẽ trả về một giá trị, là một số nằm trong đoạn [0, 1]. Nếu giá
trị này càng lớn thì càng có cơ sở đánh giá là ảnh có nhúng thủy vân.
Các thuật toán khác cũng có cách sử dụng tương tự.


Hình15: Ảnh gốc

Hình 16. Ảnh sau khi được nhúng thủy vân bằng thuật toán Cox với tham số
tạo
thủy vân mặc định


Hình 17. So sánh ảnh trước và sau khi nhúng thủy vân
Trong 4 ảnh trên, chỉ có một ảnh đã được nhúng thủy vân.

Hình 18. Ảnh sau khi được nhúng thủy vân bằng thuật toán của Corvi
với tham
số tạo thủy vân mặc định
Như vậy, các phép thủy vân trên miền tần số cho kết quả tương đối khả quan
đối với mắt người, và khó có thể được nhận biết nếu chỉ dựa vào mắt nguời
quan sát.


4.2.3. Thử nghiệm các phép
tấn công.
III.2.2.

Thử nghiệm các phép tấn công.

Phần tiếp theo xin trình bày thử nghiệm một số phương pháp tấn công nhằm
xóa bỏ thủy vân trên ảnh số, được thực hiện chủ yếu với thuật toán thủy vân
số của Cox:

a. Phép co hình.

Để thử nghiệm phép co hình, hình ảnh sau khi nhúng thủy vân được co
lại, chiều ngang và chiều dọc chỉ còn ^ so với ban đầu.

Ở phía nhận, để khôi khục thủy vân, hình ảnh sẽ được dãn trở về kích
thước ban đầu, và tiến
phục
lại thủy
Hình hành
19. Ảnhkhôi
sau khi
đã được
nhúngvân.
thủy vân và thay đổi kích
thước.

5


Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

Tải bản đầy đủ ngay

×