وزارت علوم، تحقیقات و فناوری دانشگاه علوم و فنون مازندران پایان نامه

2-20- پنهان نگاری دیجیتالی با بهره گرفتن از تجزیه مقدار منفرد…………………………………………. 53

2-20-1- الگوریتمهای مبتنی بر SVD خالص…………………………………………………………….. 53

2-20-1-1- الگوریتم های مبتنی بر غیر بلوک……………………………………………………………. 54

2-20-1-2- الگوریتم های مبتنی بر بلوک…………………………………………………………………. 55

2-20-2- SVD و الگوریتم های مبتنی بر دامنه تبدیل…………………………………………………… 55

2-20-2-1- الگوریتم مبتنی بر SVD و DCT…………………………………………………………….. 56

2-20-2-2- الگوریتم مبتنی بر SVD و DWT……………………………………………………………. 56

2-20-2-3- الگوریتم مبتنی بر SVD و FHT…………………………………………………………….. 57

2-20-2-4- الگوریتم مبتنی بر SVD و Zernike………………………………………………………… 57

فصل سوم: روش تحقیق

3-1- پنهان نگاری دیجیتالی…………………………………………………………………………………… 59

3-2- پیشینه تحقیق………………………………………………………………………………………………. 61

3-3- روش های پنهان نگاری مبتنی بر SVD……………………………………………………………… 63

3-4- نهان نگاری مبتنی بر SVDچندگانه در حوزه موجک… (زارعی، 2014)…………………….. 63

3-4-1- الگوریتم جاسازی تصویر نهان نگاری……………………………………………………………. 63

3-4-2- الگوریتم استخراج تصویر نهان نگاری……………………………………………………………. 65

3-5- روش پیشنهادی پنهان نگاری مبتنی بر DWT-SVD………………………………………………. 67

3-5-1- الگوریتم جاسازی پنهان نگاری……………………………………………………………………. 68

3-5-2- الگوریتم استخراج پنهان نگاری……………………………………………………………………. 70

فصل چهارم: محاسبات و یافته های تحقیق

4-1- پیاده سازی الگوریتم……………………………………………………………………………………… 72

4-1-1- ابزار مورد استفاده برای آزمایش و پارامترهای اندازه گیری………………………………….. 72

4-2- نتایج پیاده سازی………………………………………………………………………………………….. 74

4-3- مقایسه با سایر روش های پنهان نگاری……………………………………………………………… 78

فصل پنجم: نتیجه گیری و پیشنهادات

نتیجه گیری و پیشنهادات………………………………………………………………………………………… 74

منابع و مآخذ……………………………………………………………………………………………………….. 84

پیوست (الف) کدهای پیاده سازی شده به زبان متلب……………………………………………………… 89

Abstract…………………………………………………………………………………………………………….     92

فهرست جداول

جدول 2-1 مقایسه پنهان نگاری، نهان نگاری و رمزنگاری……………………………………………… 22

جدول 2-2  ارزش های منفرد از دو تصویر……………………………………………………………….. 52

جدول 4-1 MSE و PSNR با بهره گرفتن از روش پنهان نگاری پیشنهاد شده DWT-SVD…………. 78

جدول 4-1 MSE و PSNR با بهره گرفتن از روش نهان نگاری زارعی (2014)………………………. 78

فهرست اشکال

شکل 2-1 Johannes Trithemius و نمونه ای از کتابهایش……………………………………………. 12

شکل 2-2 طبقه بندی انواع واترمارکینگ براساس مدل دی ولیچساور………………………………… 15

شکل 2-3 شکل های پنهان سازی اطلاعات توسط پتیتکولاس…………………………………………. 26

شکل 2-4تصویر لنا – تصویر اصلی و تصویر فیلتر شده………………………………………………… 52

شکل3-1 چارچوب استگانوگرافی سرپرست فعال………………………………………………………… 60

شکل 3-2استگانوگرافی مدرن………………………………………………………………………………….. 61

شکل 3-3 الگوریتم جاسازی نهان نگاری زارعی………………………………………………………….. 64

شکل 3-4 الگوریتم استخراج نهان نگاری زارعی………………………………………………………….. 65

شکل 3-5 فلوچارت الگوریتم پرندگان در الگوریتم پیشنهادی…………………………………………. 66

تصویر رنگی پوشش

شکل 3-6 الگوریتم جاسازی به روش DWT-SVD………………………………………………………. 69

تصویر رنگی پوشش

شکل 3-7 الگوریتم استخراج به روش DWT-SVD………………………………………………………. 70

شکل 4-1 تصویر پوششی………………………………………………………………………………………. 72

شکل 4-2 تصویر مخفی………………………………………………………………………………………… 72

شکل 4-3 تصویر پنهان نگاری شده………………………………………………………………………….. 73

شکل 4-4 تصویر مخفی استخراج شده………………………………………………………………………. 73

شکل 4-5 تصویر پنهان نگاری شده توسط الگوریتم DWT-SVD پیشنهاد شده…………………….. 74

شکل 4-6 تصویر پنهان نگاری شده توسط الگوریتم زارعی…………………………………………….. 74

شکل 4-7 حمله Salt & paper بر روی الگوریتم DWT-SVD پیشنهاد شده……………………….. 75

شکل 4-8 حمله Salt & paper بر روی الگوریتم زارعی……………………………………………….. 75

شکل 4-9 حمله Rotation بر روی الگوریتم DWT-SVD پیشنهاد شده…………………………….. 76

شکل 4-10 حمله Rotation بر روی الگوریتم زارعی ………………………………………………….. 76

شکل 4-11 حمله gaussianبر روی الگوریتم DWT-SVD پیشنهاد شده……………………………. 76

شکل 4-12 حمله gaussianبر روی الگوریتم زارعی…………………………………………………….. 77

شکل 4-13 حمله Croppingبر روی الگوریتم DWT-SVD پیشنهاد شده…………………………… 77

شکل 4-14 حمله Croppingبر روی الگوریتم زارعی…………………………………………………… 77

مقدمه

پیشرفت سریع اینترنت و انقلاب اطلاعات دیجیتالی باعث تغییرات مهمی در کل جامعه شده است. داده های مولتی مدیا [1]که در فرمت های دیجیتالی موجودند (تصویر، ویدئو، صدا) زمینه های چالش برانگیزی از نوآوری را باز کرده اند. نرم افزارهای ساده کاربردی و کاهش قیمت وسایل دیجیتالی این امکان را برای همه ی مردم در سراسر جهان فراهم کرده که داده های مولتی مدیا را براحتی ایجاد و ویرایش کنند.

پهنای باند ارتباطات اینترنتی و انتقال تقریباً بدون خطای اطلاعات ایجاد کپی های یکسان از داده ها را آسان کرده است، به عکس فایل های آنالوگ (نوارهای کاست، نوارهایVHS )، فایل های دیجیتالی بر اثر
کپی های زیاد کیفیتشان کم نمی شود، در نگاه اول این مزیت فایل های دیجیتالی به نوع آنالوگ آن است  ولی اشکال در حفظ حقوق کپی رایت[2] می باشد.[6]

روش های قدیم حقوق کپی رایت برای محافظت از داده های مولتی مدیا دیگر کافی نیست یک مکانیسم
ساده ی حفاظت که براساس تعبیه اطلاعات در بیت های سرآمد  یک فایل دیجیتالی بود، ناکارآمد شده زیرا این اطلاعات می تواند به آسانی با تغییر در فرمت داده بی اثر شود بدون آنکه هیچ اثری روی کیفیت فایل بگذارد.

رمزگذاری[3] یک فایل مولتی مدیای دیجیتالی از دسترسی داشتن به آن فایل تا زمانی که کلید آشکار سازی مناسب را در اختیار نداشته باشند جلوگیری می کند، بنابراین مؤلف می تواند برای تحویل مولتی مدیا بصورت قابل مشاهده پول دریافت کند و هر مشتری که حق تایپ را پرداخت کرده قادر خواهد بود فایل دریافت شده را بطور مناسب رمزگشایی کرده و استفاده نماید، اما اشکال در این است که وقتی یکبار فایل مولتی مدیا رمز گشایی شد آن فایل می تواند بدون مانع مکرراً

این مطلب را هم بخوانید :

مقالات و پایان نامه های دانشگاهی |

 کپی شده و توزیع گردد.[6]

پنهان نگاری[4] دیجیتالی یک راه حل دیگر را برای حل این مشکل فراهم می کند. پنهان نگاری معادل فارسی واژه ی استگانوگرافی می باشد که در اصل کلمه ای یونانی بوده و از دو کلمهSteganos  به معنای پنهان کردن و Graphy به معنای نوشتن تشکیل شده است.[7,8] اساس پنهان نگاری بر این فرض استوار است که پیام پنهان شده در اسناد یا تصویر توسط شخص سوم قابل تشخیص و یا بازیابی نباشد. پوشش
می تواند یک فایل صوتی، صدا، متن و یا ویدئو و … باشد.

با توجه به اینکه پنهان نگاری در طیف گسترده ای از رسانه های دیجیتالی و با اهداف خاصی طراحی
می شوند، لذا با توجه به موارد کاربردی در دسته های مختلفی طبقه بندی می شوند. با وجود تفاوت در اعمال روش های پنهان نگاری دیجیتال، همه روش ها در داشتن امنیت بالا دارای نقطه اشتراک هستند با توجه به دامنه وسیع کاربرد تکنیک های پنهان نگاری آنها را می توان به صورت زیر طبقه بندی نمود:

طبقه بندی با توجه به حوزه کاری[5] (حوزه فرکانس[6] یا حوزه مکان[7]) با توجه به نوع اسناد[8] (متن، صدا و تصویر) و با توجه به ادارک و آگاهی انسانی[9] (سیستم بینایی و یا شنوایی)؛ با توجه به برنامه های کاربردی[10] (مبتنی بر منبع یا مبتنی بر مقصد).[9]

استگانوگرافی دارای روش های گسترده ای برای مخفی کردن اطلاعات در رسانه های مختلف است. در میان این روش ها می توان به جوهرهای نامرئی، امضای دیجیتالی، کانالهای پیچیده و ارتباطات طیف گسترده اشاره کرد. امروزه به خاطر وجود تکنولوژی پیشرفته از استگانوگرافی در متن، تصویر، صدا، سیگنالها و خیلی رسانه های دیگر استفاده می کنند. با این حال استگانوگرافی دارای عیوبی نیز می باشد. به طور مثال، برای فرستادن چند بیت اطلاعات، احتیاج به فرستادن تعداد بسیار زیادی بیت بدون اطلاعات هستیم و تلفات آن زیاد است. یا اینکه به محض لو رفتن الگوریتم یک روش، دیگر از آن روش نمی توان در مخفی کردن اطلاعات استفاده کرد.[2] به صورت کلی در سیستم های اختفاء اطلاعات سه عنصر مقاومت، امنیت[11]، و ظرفیت[12] دخیل هستند. در روش های پنهان نگاری عناصر ظرفیت و امنیت اهمیت اصلی را دارند. تصاویر مهمترین رسانه مورد استفاده به خصوص در اینترنت هستند و درک تصویری انسان از تغییرات در تصاویر محدود است. تصاویر نوعی رسانه پوششی مناسب در پنهان نگاری محسوب
می شوند و الگوریتم های پنهان نگاری متعددی برای ساختارهای مختلف تصاویر ارائه شده است.[2] به طور کلی روش های پنهان نگاری در تصویر از الگوریتم جاسازی[13] بیت ها و الگوریتم استخراج[14] تشکیل شده اند. برخی روش های روش های رایج در استگانوگرافی فایلهای تصویری عبارتند از [10] :

1. جایگزینی بیت کمترین ارزش[15] (LSB)