Bài giảng Các kỹ thuật giấu tin: Phần 2

Nối tiếp phần 1, phần 2 của bài giảng tiếp tục trình bày các nội dung về một số kiến thức liên quan đến kỹ thuật giấu tin và tách tin trong âm thanh; Kiến thức liên quan đến kỹ thuật giấu tin và tách tin trong video; Một số kiến thức liên quan đến kỹ thuật giấu tin trong văn bản. Mời các bạn cùng tham khảo để nắm nội dung chi tiết.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng Các kỹ thuật giấu tin: Phần 2 HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG ------------------------------------------------------------- ĐỖ XUÂN CHỢ BÀI GIẢNG CÁC KỸ THUẬT GIẤU TIN Hà Nội, tháng 12 năm 2018 1 CHƯƠNG 3: GIẤU TIN TRONG ÂM THANH Chương 3 trình bày một số kiến thức liên quan đến kỹ thuật giấu tin và tách tin trong âm thanh bao gồm: khái niệm, đặc điểm, nguyên tắc giấu tin và tách tin, đánh giá ưu điểm và nhược điểm của kỹ thuật giấu tin. Ngoài ra, chương 3 đề cập đến một số phương pháp, kỹ thuật phát hiện giấu tin trong âm thanh. 3.1. Giới thiệu về giấu tin trong âm thanh Do môi trường âm thanh có nhiều điểm khác biệt so với các môi trường đa phương tiện khác nên các kỹ thuật giấu tin trong âm thanh cũng đòi hỏi những yêu cầu và các phép xử lý khác nhau. Chính vì vậy, trong phần giới thiệu về giấu tin trong âm thanh, bài giảng sẽ đi vào làm rõ một số vấn đề cần lưu ý trong quá trình xử lý và giấu tin trong âm thành. 3.1.1. Đặc điểm của kỹ thuật giấu tin trong âm thanh Trong phần 1.2 bài giảng đã trình bày khái niệm về giấu tin trong âm thanh. Các vật chứa trong các kỹ thuật giấu tin trong âm thanh là các file âm thanh được đặc trưng bởi tần số, bước sóng, chu kỳ và biên độ, vận tốc lan truyền (tốc độ âm thanh). Đặc điểm của kỹ thuật giấu tin trong âm thanh là giấu thông tin vào các khe hở của âm thanh. Các khe hở ở đây chính là các thành phần như: tần số, biên độ, chu kỳ,… của âm thanh. Các kỹ thuật giấu tin trong âm thanh lợi dụng vào điểm yếu hệ thống thính giác con người (Human Auditory System – HAS). Giấu tin trong âm thanh là kỹ thuật giấu tin đòi hỏi nhiều yêu cầu về lượng tin giấu và chất lượng giấu bởi vì hệ thống thính giác của con người rất nhạy cảm. Chính vì vậy, với bất kỳ thay đổi nào mà làm ảnh hưởng đến chất lượng âm thanh đều có thể bị phát hiện và tìm ra nhanh chóng. Tùy theo từng ứng dụng của giấu tin trong âm thanh mà sẽ có những yêu cầu đối với các kỹ thuật, thuật toán hoặc phương pháp giấu tin thanh khác nhau. Tuy nhiên, trong trường hợp tổng quát các kỹ thuật giấu tin trong âm thanh ngoài việc phải đảm bảo các tính chất của kỹ thuật giấu tin vẫn cần phải đảm bảo một số yêu cầu đối với môi trường âm thanh như như: Thông tin được giấu phải tồn tại được khi trải qua các phép biến đổi hay các hình thức tấn công cố ý hay vô tình. Thông tin giấu cần được toàn vẹn dưới bất kỳ hình thức tác động nào lên vật chứa (đối với các kỹ thuật nhúng thủy vân số trong âm thanh) Một số vấn đề cần lưu ý trong kỹ thuật giấu tin trong âm thanh: -Tần số mẫu: Để đưa được âm thanh vào các ứng dụng của giấu tin, cần xác định biên độ dao động của sóng âm vào các thời điểm khác nhau. Công việc này gọi là trích/lấy mẫu. Với một giây phát ra âm thanh, trích lấy một số mẫu biên độ đưa vào dữ liệu, con số ấy gọi là 58 tần số trích mẫu (sample rate). Tần số này cho biết biên độ rung mỗi giây của sóng âm thanh. Thí dụ, tần số mẫu là 44,1 kHz thì mỗi giây tín hiệu nhận được bị cắt thành 44100 lát. -Độ dày của bit: Để lưu lại dưới dạng số, mỗi mẫu được biểu diễn bằng một lượng bit dữ liệu nhất định nào đó, gọi là BitDepth. Với tập tin WAV thường là 8 hoặc 16 bits. BitDepth càng lớn thì âm thanh lấy mẫu càng chính xác và người nghe càng thấy sắc nét, trung thực. Giả sử, nếu lấy được mẫu với tần số 44,1kHz (44100 lần/giây), 16 bit (tương đương với chất lượng CD) thì khi đó 1 phút âm thanh sẽ tiêu tốn tới 10MB ổ cứng. - Kích thước mẫu trích: Công thức kích thước mẫu trích (được tính bằng byte) như sau: LengthOfSample = Channels * AudioSampleSize / 8. - Âm thanh số: là các mẫu lấy theo phương pháp lượng tử hóa, chuyển đổi giá trị mẫu (liên tục thành các giá trị rời rạc). Hình 3.1. Ví dụ về tín hiệu âm thanh và mẫu 3.1.2. Một số định dạng file âm thanh Có thể phân loại định dạng file âm thanh thành một số định dạng chính như sau [15]: - WAV (.wav): là kiểu định dạng đại diện cho âm thanh kỹ thuật số trong Windows PCs. - AIFF (aif) và AU (.au): AIFF là kiểu định dạng âm thanh đại diện cho Macintosh, AU là kiểu định dạng đại diện cho hệ thống Sun. - RealAudio (.ra): là hệ thống được sử dụng đầu tiên đại diện cho luồng âm thanh và hình ảnh trên Internet. - MIDI (.mid): được ghi tắt của Music Instrument Digital Interface, là chuẩn đại diện cho thông tin âm nhạc chuyển giao giữa phương tiện điện tử và máy tính. 59 - QuickTime (.qt): được sử dụng để định dạng đa phương tiện từ máy tính Apple, hỗ trợ cả luồng âm thanh và luồng hình ảnh. Một số sản phẩm đã được phát triển và ứng dụng cho lĩnh vực giấu tin trong âm thanh như sau (xem bảng 3.1): Bảng 3.1. Một số phần mềm hỗ trợ giấu tin trong âm thanh Tên phần mềm giấu Định dạng file âm Mã nguồn phần mềm thanh Info Stego mp3 Trong hệ điều hành ScramDisk wav Trong hệ điều hành MP3Stego mp3 Mã nguồn mở StegoWav wav Mã nguồn mở Hide4PGP mp3, voc Mã nguồn mở Invisible Secrets wav Thương mại Steganos wav, voc Thương mại 3.1.3. Phân loại một số phương pháp giấu tin trong âm thanh Kỹ thuật giấu tin trong âm thanh đã và đang được ứng dụng nhiều trong thực tế hiện nay. Có nhiều phương pháp và kỹ thuật khác nhau đ ...