پایان نامه ارشد : بهبود الگوریتم های پنهان نگاری در تصاویر دیجیتال با استفاده از تجزیه مقدار منفرد

دانلود متن کامل پایان نامه مقطع کارشناسی ارشد رشته مهندسی فناوری اطلاعات

عنوان : بهبود الگوریتم های پنهان نگاری در تصاویر دیجیتال با استفاده از تجزیه مقدار منفرد

وزارت علوم، تحقیقات و فناوری

دانشگاه علوم و فنون مازندران

 

پایان نامه

مقطع کارشناسی ارشد

 

رشته: مهندسی فناوری اطلاعات

عنوان: بهبود الگوریتم های پنهان نگاری در تصاویر دیجیتال با استفاده از تجزیه مقدار منفرد

استاد راهنما:دکتر جواد وحیدی

استاد مشاور: دکتر همایون موتمنی

 

 

فصل 1392-1393

برای رعایت حریم خصوصی نام نگارنده پایان نامه درج نمی شود(در فایل دانلودی نام نویسنده موجود است)تکه هایی از متن پایان نامه به عنوان نمونه :(ممکن است هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود ولی در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل است)چکیدهبرای انتقال اطلاعات به روش هایی که کسی متوجه آن نشود راه های زیاد و موثری وجود دارد. استگانوگرافی علمی است که از زمان های دور از مفهوم آن برای انتقال اطلاعات سری استفاده می شد و امروزه نیز در سطح گسترده ای از آن استفاده می کنند. اکثر سرویس های اطلاعاتی روش های مشابهی برای انتقال اطلاعات سری خود بکار می گیرند. در این میان گروه های خرابکار و گروه های تروریستی نیز که معمولاًاز امکانات مالی خوبی بر خوردار هستند از این تکنولوژی چشم پوشی نمی کنند.پنهاننگارییااستگانوگرافیهنربرقراریارتباطپنهانیاستوهدفآنپنهانکردنارتباطبهوسیلهقراردادنپیامدریک رسانهپوششیاستبهگونهایکهکمترینتغییرقابلکشفرادرآنایجادنمایدونتوانموجودیتپیامپنهانشدهدررسانهراحتیبه صورتاحتمالیآشکارساخت. در پنهان نگاری تصویر، سیگنال پنهان نگاری شده در حوزه مکانی یا یکی از حوزه­های فرکانسیمثل تبدیل کسینوس گسسته، فوریه، و موجکو ... می­تواند پنهان شود. تکنیک­های پنهان نگاری درحوزه تبدیل، مقاومت بیشتری در مقابل حملات گوناگون در مقایسه با تکنیک­های حوزه مکان از خود نشان می­دهند، چون وقتی از تصویری تبدیل معکوس گرفته می­شود، تصویر مخفی به طور بی­قاعد­­ه­ای در طول تصویر پخش می­شود، بنابراین خواندن و اصلاح آن برای نفوذگرها بسیار مشکل خواهد شد.با توجه به کارهای گذشته ای که در این زمینه انجام شده است، در این پژوهش قصد داریم تا الگوریتم های پنهان نگاری در تصاویر دیجیتالی با استفاده از تجزیه مقدار منفرد را توسعه دهیم. برای این منظور از روش های پنهان نگاری ترکیبی که شامل تجزیه مقدار منفرد و تبدیل موجک گسسته می باشد استفاده خواهیم کرد.کلمات کلیدی: پنهان نگاری تصاویر دیجیتالی[1]، حوزه تبدیل[2]، تجزیه مقدار منفرد[3]، تبدیل موجک گسسته[4] فهرست مطالبعنوان                                                                                                   صفحهفصل اول: مقدمه و کلیات تحقیق1-1- مقدمه........................................................................................................................ 21-2- بیان مساله................................................................................................................. 41-3- ضرورت و اهمیت تحقیق........................................................................................... 51-4- اهداف تحقیق............................................................................................................ 61-5- سوالات تحقیق.......................................................................................................... 61-6- فرضیه های تحقیق..................................................................................................... 71-7- کلمات کلیدی............................................................................................................ 71-7-1- استگانوگرافی........................................................................................................ 71-7-2- حوزه تبدیل.......................................................................................................... 71-7-3- تجزیه مقدار منفرد................................................................................................. 81-7-4- تبدیل موجک گسسته............................................................................................. 81-8- نوآوری تحقیق........................................................................................................... 91-9- ساختار پایان نامه....................................................................................................... 9فصل دوم: ادبیات و پیشینه تحقیق2-1- تاریخچه................................................................................................................... 112-2- معرفی...................................................................................................................... 132-2-1- پنهاننگاری............................................................................................................ 142-2-2- واترمارکینگ یا نقشاب داده ها................................................................................ 162-2-3-پوشیدهنگاری......................................................................................................... 172-2-4- پنهان شکنی.......................................................................................................... 182-2-5- تشخیصاستگانوگرافی............................................................................................. 192-2-6- علامتحقتکثیر......................................................................................................... 192-3- معایب استگانوگرافی.................................................................................................. 202-4- تفاوت بین واترمارکینگ و فینگرپرینتینگ..................................................................... 202-5- تفاوت پنهان نگاری و رمزنگاری................................................................................. 212-6- تفاوت پنهان نگاری، واترمارکینگ و رمزنگاری............................................................. 222-7- اهدافوملزوماتپنهاننگاری.............................................................................................. 232-8- انواع بازرسی............................................................................................................. 252-9- شیوه حملات تحلیل................................................................................................... 252-10- اصطلاحاتاستگانوگرافی............................................................................................ 262-11- روش هایپنهانسازیاطلاعات...................................................................................... 262-12- استگانوگرافی در رسانه های مختلف......................................................................... 282-12-1- استگانوگرافی در متن.......................................................................................... 292-12-2- استگانوگرافی در عکس....................................................................................... 312-12-2-1- فشرده سازی عکس........................................................................................ 322-12-2-2- روش های رمز کردن عکس............................................................................ 332-12-2-3- درج بیت کمترین ارزش................................................................................. 332-12-2-4- پوششو فیلتر.................................................................................................. 352-12-2-5- الگوریتم ها و تبدیلات.................................................................................... 352-12-3- استگانوگرافی در صدا.......................................................................................... 362-12-3-1- محیط های صدا............................................................................................. 37-12-3-2- ذخیره صدا....................................................................................................... 372-12-3-3- وسایل پخش................................................................................................. 372-12-3-4- روش های مخفی کردن اطلاعات در صدا......................................................... 382-12-3-5- مخفی کردن اطلاعات در Echo....................................................................... 392-11- ابزارهای پنهان نگاری و بازیابی................................................................................ 402-12- استفاده ازخط فرمانو ادغام فایل زیپ با گیف............................................................. 412-15-کاربردهای استگانوگرافی........................................................................................... 422-13- تبدیل فوریه............................................................................................................ 442-14- تبدیل موجک.......................................................................................................... 452-15- تبدیل موجک گسسته(DWT)..................................................................................... 452-16- تجزیه مقدار منفرد................................................................................................... 482-17- مقدار منفرد چیست؟................................................................................................ 492-18- تعریف تجزیه مقدار منفرد........................................................................................ 492-18- مثالی از SVD......................................................................................................... 512-19- خواص SVD در پردازش تصاویر دیجیتال................................................................. 512-20- پنهان نگاری دیجیتالی با استفاده از تجزیه مقدار منفرد................................................. 532-20-1- الگوریتمهای مبتنی بر SVD خالص....................................................................... 532-20-1-1- الگوریتم های مبتنی بر غیر بلوک...................................................................... 542-20-1-2- الگوریتم های مبتنی بر بلوک............................................................................ 552-20-2- SVD و الگوریتم های مبتنی بر دامنه تبدیل............................................................ 552-20-2-1- الگوریتم مبتنی بر SVD و DCT....................................................................... 562-20-2-2- الگوریتم مبتنی بر SVD و DWT...................................................................... 562-20-2-3- الگوریتم مبتنی بر SVD و FHT....................................................................... 572-20-2-4- الگوریتم مبتنی بر SVD و Zernike.................................................................. 57فصل سوم: روش تحقیق3-1- پنهان نگاری دیجیتالی................................................................................................ 593-2- پیشینه تحقیق............................................................................................................. 613-3- روش های پنهان نگاری مبتنی بر SVD........................................................................ 633-4- نهان نگاری مبتنی بر SVDچندگانه در حوزه موجک... (زارعی، 2014).......................... 633-4-1- الگوریتم جاسازی تصویر نهان نگاری...................................................................... 633-4-2- الگوریتم استخراج تصویر نهان نگاری...................................................................... 653-5- روش پیشنهادی پنهان نگاری مبتنی بر DWT-SVD....................................................... 673-5-1- الگوریتم جاسازی پنهان نگاری............................................................................... 683-5-2- الگوریتم استخراج پنهان نگاری............................................................................... 70  فصل چهارم: محاسبات و یافته های تحقیق4-1- پیاده سازی الگوریتم................................................................................................... 724-1-1- ابزار مورد استفاده برای آزمایش و پارامترهای اندازه گیری......................................... 724-2- نتایج پیاده سازی........................................................................................................ 744-3- مقایسه با سایر روش های پنهان نگاری........................................................................ 78فصل پنجم: نتیجه گیری و پیشنهاداتنتیجه گیری و پیشنهادات...................................................................................................... 74منابع و مآخذ....................................................................................................................... 84پیوست (الف) کدهای پیاده سازی شده به زبان متلب............................................................... 89Abstract............................................................................................................................     92 فهرست جداولجدول 2-1 مقایسه پنهان نگاری، نهان نگاری و رمزنگاری...................................................... 22جدول 2-2  ارزش های منفرد از دو تصویر.......................................................................... 52جدول 4-1 MSE و PSNR با استفاده از روش پنهان نگاری پیشنهاد شده DWT-SVD............. 78جدول 4-1 MSE و PSNR با استفاده از روش نهان نگاری زارعی (2014)............................ 78 فهرست اشکالشکل 2-1 Johannes Trithemius و نمونه ای از کتابهایش.................................................... 12شکل 2-2 طبقه بندی انواع واترمارکینگ براساس مدل دی ولیچساور....................................... 15شکل 2-3 شکل های پنهان سازی اطلاعات توسط پتیتکولاس................................................. 26شکل 2-4تصویر لنا – تصویر اصلی و تصویر فیلتر شده......................................................... 52شکل3-1 چارچوب استگانوگرافی سرپرست فعال.................................................................. 60شکل 3-2استگانوگرافی مدرن............................................................................................... 61شکل 3-3 الگوریتم جاسازی نهان نگاری زارعی.................................................................... 64شکل 3-4 الگوریتم استخراج نهان نگاری زارعی.................................................................... 65شکل 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................................................................ 70شکل 4-1 تصویر پوششی.................................................................................................... 72شکل 4-2 تصویر مخفی...................................................................................................... 72شکل 4-3 تصویر پنهان نگاری شده...................................................................................... 73شکل 4-4 تصویر مخفی استخراج شده.................................................................................. 73شکل 4-5 تصویر پنهان نگاری شده توسط الگوریتم DWT-SVD پیشنهاد شده.......................... 74شکل 4-6 تصویر پنهان نگاری شده توسط الگوریتم زارعی..................................................... 74شکل 4-7 حمله Salt & paper بر روی الگوریتم DWT-SVD پیشنهاد شده............................. 75شکل 4-8 حمله Salt & paper بر روی الگوریتم زارعی........................................................ 75شکل 4-9 حمله Rotation بر روی الگوریتم DWT-SVD پیشنهاد شده................................... 76شکل 4-10 حمله Rotation بر روی الگوریتم زارعی ........................................................... 76شکل 4-11 حمله gaussianبر روی الگوریتم DWT-SVD پیشنهاد شده.................................. 76شکل 4-12 حمله gaussianبر روی الگوریتم زارعی.............................................................. 77شکل 4-13 حمله Croppingبر روی الگوریتم DWT-SVD پیشنهاد شده................................. 77شکل 4-14 حمله Croppingبر روی الگوریتم زارعی............................................................ 77 مقدمهپیشرفت 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 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)
  2. همبستگی بر پایه آستانه[16]
  3. همبستگی بر پایه مقایسه[17]
  4. روش طیف گسترده[18]
  5. مقایسه ضریب باند متوسط[19]  DCT [20]
  6. مقایسه – همبستگی مستقر در باند متوسط DCT [21]
  7. طیف گسترده در دامنه موجک[22]
با توجه به کارهای گذشته ای که در این زمینه انجام شده است، در این تحقیق قصد داریم تا الگوریتم های پنهان نگاری در تصاویر دیجیتالی با استفاده از تجزیه مقدار منفرد را توسعه دهیم. برای این منظور از روش های پنهان نگاری ترکیبی که شامل تجزیه مقدار منفرد و تبدیل موجک گسسته می باشد استفاده خواهیم کرد.[1] . Multimedia[2] . Copyright[3] . Encryptography[4] . Steganography[5] .Application domain[6] . Frequency domain[7] . Spatial domain[8] . Type of document[9] . Human perception[10] . Application[11] . Security[12] . Capacity[13] . Embedding[14] . Extraction[15] . Least Significant Bit substitution[16] . Threshold-Based Correlation[17] . Comparison-Based Correlation[18] . Spread-Spectrum Method[19] . Discrete Cosine Transform[20] . Comparison of Mid band DCT Coefficient[21] . Comparison-based Correlation in the DCT Mid band[22] . Spread-Spectrum in Wavelet Domainتعداد صفحه : 103قیمت : 14000تومان

بلافاصله پس از پرداخت ، لینک دانلود پایان نامه به شما نشان داده می شود

و در ضمن فایل خریداری شده به ایمیل شما ارسال می شود.

پشتیبانی سایت :        09309714541 (فقط پیامک)        info@arshadha.ir

در صورتی که مشکلی با پرداخت آنلاین دارید می توانید مبلغ مورد نظر برای هر فایل را کارت به کارت کرده و فایل درخواستی و اطلاعات واریز را به ایمیل ما ارسال کنید تا فایل را از طریق ایمیل دریافت کنید.

--  -- --

مطالب مشابه را هم ببینید

فایل مورد نظر خودتان را پیدا نکردید ؟ نگران نباشید . این صفحه را نبندید ! سایت ما حاوی حجم عظیمی از پایان نامه های دانشگاهی است. مطالب مشابه را هم ببینید. برای یافتن فایل مورد نظر کافیست از قسمت جستجو استفاده کنید. یا از منوی بالای سایت رشته مورد نظر خود را انتخاب کنید و همه فایل های رشته خودتان را ببینید