Đề xuất phương pháp kết hợp ẩn mã với mật mã không sửa vật phủ

ISSN: 1859-2171 TNU Journal of Science and Technology 200(07): 75 - 81 
 Email: jst@tnu.edu.vn 75 
ĐỀ XUẤT PHƯƠNG PHÁP KẾT HỢP ẨN MÃ VỚI MẬT MÃ 
KHÔNG SỬA VẬT PHỦ 
Trần Thị Xuyên, Đặng Xuân Bảo*, Hoàng Thu Phương, Nguyễn Thị Hồng Hà 
Học viện Kỹ thuật Mật mã 
TÓM TẮT 
Ngày nay việc sử dụng đa phương tiện để trao đổi thông tin đã trở nên phổ biến. Vì thế, vấn đề 
đảm bảo an toàn trong quá trình truyền tin rất quan trọng, đặc biệt là các thông tin bí mật. Có hai 
cách phổ biến được dùng để bảo vệ tính bí mật cho các thông tin cần trao đổi đó là sử dụng các 
thuật toán mã hóa và ẩn mã. Thuật toán mã hóa giúp biến bản rõ thành bản mã và nếu không biết 
khóa thì không thể giải mã được. Trong khi đó, ẩn mã lại giấu đi sự tồn tại của thông điệp vào vật 
phủ khác, nên kẻ tấn công không nghi ngờ có sự trao đổi thông tin bí mật giữa các bên. Để nâng 
cao độ an toàn, có nhiều phương pháp sử dụng cả ẩn mã và mật mã, theo đó thông điệp thường 
được mã hóa rồi mới nhúng vào vật phủ. Nhưng trong cách này, vật ẩn mã cũng thay đổi so với vật 
phủ ban đầu nên có thể bị phát hiện khi phân tích lược đồ histogram hoặc giá trị PSNR. Chính vì 
vậy dung lượng nhúng thường không nhiều để đảm bảo yêu cầu về độ trong suốt. Bài báo này sẽ 
giới thiệu một phương pháp kết hợp ẩn mã với mật mã không những nâng cao được dung lượng 
nhúng mà còn không hề thay đổi vật phủ. 
Từ khóa: Ẩn mã; mật mã; vật phủ; histogram; PSNR 
Ngày nhận bài: 21/3/2019;Ngày hoàn thiện: 11/4/2019;Ngày duyệt đăng: 07/5/2019 
A PROPOSED METHOD COMBINING STEGANOGRAPHY AND 
CRYPTOGRAPHY WITHOUT MODIFYING THE COVER OBJECT 
Tran Thi Xuyen, Dang Xuan Bao
*
, Hoang Thu Phuong, Nguyen Thi Hong Ha
Academy of Cryptography Techniques 
ABSTRACT 
Recent, it is very popular to use multimedia to communicate in digital age. Thus, protecting 
transfered data, especially confidential information, is an interested issue. Two methods to protect 
confidential data are encryption and steganography. Encryption algorithm converts a plaintext to a 
ciphertext and everyone only can decrypt it by the secret key. While steganography hides message 
into a cover object, this helps to protect the existence of message from attacker. To increasing 
security level, there are many methods combining steganography and cryptography to embed 
ciphertext into the cover object. However, we can detect the difference between the stego object 
and the cover by analyzing histogram or PSNR value and embedded capacity is limited, which 
affects to imperceptibility. In this paper, we propose a new method combining steganography and 
cryptography to enhance embedded capacity without modifying the cover object. 
Keywords: Steganography; cryptography; cover image; histogram; PSNR. 
Received: 21/3/2019; Revised: 11/4/2019;Approved: 07 /5/2019 
* Corresponding author: Tel: 0964 101882, Email:dangxuanbao.attt@gmail.com 
Trần Thị Xuyên và Đtg Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ ĐHTN 199(06): 75 - 81 
 Email: jst@tnu.edu.vn 76 
1. Giới thiệu 
Ngày nay, việc liên lạc trao đổi thông tin bằng 
các dữ liệu đa phương tiện thông qua mạng 
Internet đã trở nên rất phổ biến. Song song 
với những lợi ích về sự nhanh chóng, tiện 
dụng là sự mất an toàn thông tin. Người dùng 
mạng Internet luôn có những mối lo ngại về 
sự nghe lén, đánh cắp, sửa đổi thông tin một 
cách trái phép, virus hay sâu mạng, ... Chính 
vì thế việc đảm bảo an toàn thông tin trở 
thành nhu cầu cấp bách hơn bao giờ hết. Mật 
mã và ẩn mã là hai cách được sử dụng phổ 
biến nhất để nâng cao độ an toàn khi trao đổi 
thông tin trên mạng Internet. Các phương 
pháp mã hóa với hai nguyên lý chung là thay 
thế và xáo trộn [1] nhằm biến thông điệp dưới 
dạng bản rõ thành bản mã không có ý nghĩa. 
Các thuật toán mã hóa thường sử dụng các 
khóa bí mật hoặc khóa công khai để mã hóa. 
Đối với mã hóa khóa bí mật, bên gửi và bên 
nhận thống nhất trước một khóa và khóa này 
phải được giữ bí mật. Do đó kẻ tấn công nếu 
không biết khóa thì không thể đọc được nội 
dung thông tin đó. Còn với mã hóa khóa công 
khai, người gửi sẽ mã hóa bằng khóa công 
khai của người nhận và tất cả mọi người đều 
có thể biết khóa này. Tuy vậy không phải ai 
cũng giải mã được bản mã mà chỉ người nhận 
có khóa riêng mới có thể chuyển bản mã 
thành thông điệp rõ ban đầu. Một phương 
pháp khác cũng có tác dụng đảm bảo tính bí 
mật cho dữ liệu khi truyền trên mạng Internet 
là ẩn mã. Ẩn mã là một nghệ thuật che giấu 
và truyền dữ liệu qua các vật mang tin hoàn 
toàn vô hại [11, p.17]. Từ ẩn mã tiếng Anh là 
Steganography có nguồn gốc từ Hi Lạp, có 
nghĩa là cách viết được che phủ hoặc che giấu 
và bao gồm một loạt phương pháp giao tiếp bí 
mật mà che giấu sự tồn tại của thông điệp. 
Theo đó những vật được dùng để che giấu 
thông tin được gọi là vật gốc hay vật phủ, còn 
vật sau khi đã được nhúng tin vào được gọi là 
vật mang tin hay vật ẩn mã. 
Có thể thấy rằng, khi sử dụng các phương 
pháp mật mã, dù kẻ tấn công không biết được 
nội dung thông tin đằng sau bản mã nhưng dễ 
dàng nghi ngờ về sự trao đổi thông tin bí mật, 
từ đó họ sẽ tìm mọi cách có thể để tấn công. 
Trong khi đó, các phương pháp ẩn mã cho 
phép che giấu sự tồn tại của thông điệp vào 
các dữ liệu đa phương tiện khác như các tệp 
ảnh số, video, âm thanh, văn bản [10, p.20]. 
Do đó các kỹ thuật này khiến kẻ tấn công 
không có những nghi vấn hay tò mò khi thông 
điệp bí mật được truyền đi. Nói chung các kỹ 
thuật ẩn mã thường thay thế các bit của vật 
phủ, chẳng hạn như các bit có trọng số thấp 
nhất (LSB) bằng các bit của thông điệp. Khi 
đó người nhận đã biết các vị trí nhúng thông 
tin và chỉ cần trích xuất các bit này để thu 
được thông điệp bí mật. 
Với nhu cầu bảo vệ an toàn thông tin ngày 
càng nâng cao nên đã có rất nhiều nghiên cứu 
về sự kết hợp ẩn mã và mật mã, trong đó đa 
số các phương pháp đều hướng tới việc mã 
hóa thông điệp trước rồi sau đó nhúng bản mã 
nhận được vào vật phủ. Với cách này, kẻ tấn 
công muốn thu được thông điệp trước hết 
phải phá được thuật toán ẩn mã và trích xuất 
thông tin. Kế đó, anh ta lại phải tìm được 
khóa thích hợp để có thể giải mã được thông 
tin vừa trích xuất. Biện pháp này có nhược 
điểm là vật phủ vẫn bị thay đổi so với ban 
đầu. Chính vì vậy cần phải quan tâm tới việc 
lựa chọn vị trí nào để thay thế bít cũng như 
dung lượng nhúng sẽ bị hạn chế để đảm bảo 
rằng bằng các giác quan thông thường của 
con người không thể phát hiện ra sự biến đổi 
trong vật phủ. Cách tiếp cận này cũng cần 
phải kiểm tra lược đồ histogram của vật phủ 
so với vật ẩn mã cũng như giá trị PSNR để có 
thể tránh sự phát hiện có giấu tin. Ngoài ra, 
những phương pháp này cũng phải xem xét 
tới các phép phân tích khác, chẳng hạn như 
phân tích thống kê để có thể chống lại được 
các kiểu tấn công dạng này. 
Một cách kết hợp ẩn mã và mật mã khác được 
Khalil Challita và Hikmat Farhat [4] giới 
thiệu vào năm 2011 với ý tưởng giấu thông 
tin nhưng không thay đổi vật phủ. Phương 
Trần Thị Xuyên và Đtg Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ ĐHTN 199(06): 75 - 81 
 Email: jst@tnu.edu.vn 77 
pháp này áp dụng bài toán cây hậu tố tổng 
quát để tìm ra xâu con giống nhau dài nhất 
giữa vật phủ và thông điệp, từ đó xác định vị 
trí bắt đầu và kết thúc của xâu con rồi lưu các 
vị trí này vào một véc tơ, trong đó vật phủ đã 
được hai bên thống nhất với nhau từ trước. 
Thông tin được gửi cho bên nhận chính là véc 
tơ này và bên gửi sẽ dùng véc tơ nhận được 
để trích xuất thông điệp trong vật phủ đã biết. 
Kẻ tấn công dù có bắt được véc tơ mà hai bên 
trao đổi nhưng nếu không có vật phủ thì cũng 
không thể biết được nội dung thông điệp thực 
sự. Bài báo này, chúng tôi cũng dựa trên ý 
tưởng giấu thông điệp mà không sửa đổi vật 
phủ nhưng thay vì xác định xâu con giống 
nhau dài nhất giữa vật phủ và thông điệp thì 
chúng tôi sử dụng véc tơ nhị phân để lưu giá 
trị giống nhau và khác nhau giữa vật phủ và 
thông điệp, theo đó nếu bit của vật phủ và 
thông điệp giống nhau thì sẽ lưu giá trị 0, 
ngược lại lưu giá trị 1 vào véc tơ. Việc này 
được thực hiện rất đơn giản với phép toán 
XOR bit giữa thông điệp và ảnh phủ. Với 
phương pháp đề xuất này, chúng ta có thể 
giấu thông tin ở bất kì bít nào của vật phủ nên 
dung lượng nhúng sẽ tăng lên đáng kể so với 
các phương pháp khác. Véc tơ nhị phân này 
sẽ được gửi đi và chỉ có người nhận chủ định 
mới biết vật phủ thực sự để trích xuất thông 
điệp. Để tăng cường độ an toàn, véc tơ trước 
khi được gửi cho người nhận chúng tôi thực 
hiện mã hóa bằng một ánh xạ hỗn loạn. Bài 
báo bao gồm 5 phần, trong phần 2 chúng tôi 
sẽ tổng hợp giới thiệu một số nghiên cứu về 
các phương pháp kết hợp ẩn mã với mật mã. 
Phần 3 chúng tôi trình bày phương pháp đề 
xuất. Phân tích và đánh giá về độ an toàn của 
phương pháp đề xuất được trình bày trong 
phần 4. Kết luận cuối cùng được trình bày 
trong phần 5. 
2. Các nghiên cứu liên quan 
Mihir H Rajyaguru [1] đã đề xuất phương pháp 
kết hợp mật mã và ẩn mã. Thông điệp cần trao 
đổi được mã hóa bởi một khóa mà được tạo ra 
bởi một thiết bị sinh khóa ngẫu nhiên và sau đó 
được nhúng vào trong vật phủ. 
Shamim Ahmed Laskar, Kattamanchi 
Hemachandran [2] đã đề xuất phương pháp 
giấu dữ liệu sử dụng kỹ thuật ẩn mã LSB và 
kết hợp với mã hóa chuyển vị. Thông điệp 
trước tiên được mã hóa bằng cách sắp xếp 
thành những ma trận cỡ rồi lấy chuyển 
vị để được bản mã. Kết quả của quá trình mã 
hóa sẽ được nhúng vào vật phủ sử dụng kỹ 
thuật thay thế LSB. 
Shailender Gupta, Ankur Goyal, Bharat 
Bhushan [3] đã đề xuất lược đồ ẩn mã cùng 
với mật mã để nâng cao độ an toàn. Ý tưởng 
của phương pháp này là trước tiên thông điệp 
được mã hóa bằng cách sử dụng thuật toán 
RSA hoặc Diffie Hellman và chuyển các giá 
trị ASCII đã được mã hóa này sang thành 
dạng nhị phân. Tiếp theo chuỗi nhị phân nhận 
được sẽ được nhúng vào ảnh phủ bằng 
phương pháp thay thế LSB. 
Các tác giả trong [9] đã đề xuất một phương 
pháp kết hợp ẩn mã với mật mã, đó là ẩn mã 
khóa công khai dựa trên sự so khớp. Đầu tiên, 
các tác giả sử dụng giao thức trao đổi khóa 
Diffie Hellman [12] để hai bên gửi và nhận có 
thể thống nhất được khóa bí mật dùng ẩn mã 
ở bước tiếp theo. Khóa này được dùng để lựa 
chọn điểm ảnh để giấu thông điệp. Phương 
pháp này sẽ giấu 8 bít thông điệp vào mỗi 
điểm ảnh được lựa chọn dựa trên việc so khớp 
giữa giá trị thông điệp và giá trị điểm ảnh 
theo thứ tự so sánh từ màu đỏ tới màu xanh lá 
cây và cuối cùng là màu xanh da trời. Một 
mảng được tạo ra để ghi lại kết quả so khớp 
giữa giá trị thông điệp và giá trị điểm ảnh. Có 
4 trường hợp xảy ra tương ứng với 4 kết quả 
mà mảng vừa tạo có thể nhận giá trị. Bên gửi 
trước hết so sánh giá trị của thông điệp với 
màu đỏ (+/-7 (giá trị thập phân)), nếu bằng thì 
mảng nhận giá trị 0 (giá trị nhị phân là 00) và 
giá trị màu đỏ sẽ được gán thành 8 bít dữ liệu. 
Trường hợp 2, nếu giá trị thông điệp và giá trị 
màu đỏ không bằng nhau thì tiếp tục so sánh 
với giá trị màu xanh lá, nếu bằng (+/-7 (giá trị 
thập phân)) thì mảng nhận giá trị 1 (giá trị nhị 
phân là 01) và giá trị màu xanh lá cây sẽ được 
Trần Thị Xuyên và Đtg Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ ĐHTN 199(06): 75 - 81 
 Email: jst@tnu.edu.vn 78 
gán thành 8 bít dữ liệu. Trường hợp 3, nếu giá 
trị thông điệp không bằng giá trị màu xanh lá 
thì tiếp tục so sánh với giá trị màu xanh da 
trời, nếu bằng (+/-7 (giá trị thập phân)) thì 
mảng nhận giá trị 2 (giá trị nhị phân là 10) và 
giá trị màu xanh da trời sẽ được gán thành 8 
bít dữ liệu. Trường hợp cuối cùng, nếu giá trị 
thông điệp không bằng giá trị màu xanh da 
trời thì thực hiện nhúng tin bằng phương pháp 
LSB và mảng nhận giá trị 3 (giá trị nhị phân 
là 11). Và trong trường hợp cuối này 3 bít đầu 
tiên của thông điệp sẽ được nhúng vào 3 bít 
LSB của màu đỏ, 3 bít tiếp theo được nhúng 
vào 3 bít LSB của màu xanh lá cây và 2 bít 
cuối cùng được nhúng vào 2 bít LSB của màu 
xanh da trời. Có thể thấy đây là phương pháp 
cho phép nhúng được dung lượng khá lớn với 
8 bít trên một điểm ảnh. 
Trong [5] các tác giả đã đề xuất phương pháp 
ẩn mã dựa trên lý thuyết hỗn loạn trong miền 
không gian, theo đó ánh xạ hỗn loạn được 
dùng để mã hóa thông điệp bí mật rồi sau đó 
nhúng bản mã này vào ảnh phủ. Ở phương 
pháp này, tại mỗi giá trị điểm ảnh RGB thuật 
toán sẽ nhúng được 8 bít thông điệp, 3 bít đầu 
tiên sẽ được nhúng vào 3 bít LSB của màu đỏ 
(R), 3 bít tiếp theo sẽ được nhúng vào 3 bít 
LSB của màu xanh lá cây (G) và 2 bít còn lại 
được nhúng vào 2 bít LSB của màu xanh da 
trời (B). Lý thuyết hỗn loạn được áp dụng ở 
đây để tạo ra một chuỗi nhị phân từ chuỗi hỗn 
loạn vừa sinh ra thông qua giá trị trung bình 
của chuỗi gọi là ngưỡng. Chuỗi nhị phân này 
sẽ mã hóa thông điệp trước khi đem nhúng 
vào vật phủ bằng cách XOR với chuỗi thông 
điệp để được bản mã. Trong phương pháp này 
các tác giả cũng đề xuất chia thông điệp thành 
các phần nhỏ và mã hóa bằng các chuỗi hỗn 
loạn khác nhau (sử dụng các điều kiện khởi 
tạo khác nhau). 
Trong [6] một phương pháp ẩn mã sử dụng 
hai ánh xạ hỗn loạn được đề xuất. Ánh xạ thứ 
nhất dùng để lựa chọn một cách hỗn độn vị trí 
của các điểm ảnh được dùng để nhúng thông 
điệp vào đó. Bằng cách này sẽ gia tăng độ an 
toàn vì khó có thể dự đoán ra thông điệp được 
nhúng ở đâu. Ánh xạ còn lại dùng để giấu 
thông điệp. Ngoài ra, các tác giả cũng đề xuất 
một số cách để làm tăng sự khó đoán cũng 
như tăng độ bền vững, chẳng hạn sử dụng ánh 
xạ hỗn loạn đầu tiên để xác định điều kiện 
khởi tạo cho ánh xạ hỗn loạn thứ hai. 
Trong [7] các tác giả giới thiệu một phương 
pháp truyền thông điệp an toàn bằng cách sử 
dụng mật mã kết hợp với ẩn mã. Bên gửi áp 
dụng hai thuật toán mật mã để mã hóa thông 
điệp bí mật. Trước tiên bên gửi mã hóa thông 
điệp bằng thuật toán mã hóa góc (agular 
encryption algorithm) để biến thông điệp 
thành một ảnh mã hóa bằng cách kết hợp 
thông điệp với ảnh phủ. Khóa của quá trình 
mã hóa này là ảnh phủ và điểm ảnh 
ngẫu nhiên của ảnh phủ đó. Sau đó thuật toán 
biến đổi được sử dụng để kết hợp ảnh mã hóa 
nhận được với ảnh phủ ở trên để tạo ra một 
văn bản trung gian chính là bản mã của thông 
điệp ban đầu. Khóa của thuật toán biến đổi 
vẫn là ảnh phủ. Bản mã của thông điệp sau đó 
được giấu trong ảnh phủ sử dụng phương 
pháp ẩn mã LSB với một khóa bí mật. Các tác 
giả sử dụng thuật toán RSA để mã hóa khóa 
(gồm điểm ảnh và khóa dùng trong thuật toán 
LSB) và truyền khóa cho người nhận. 
Dr. S. Bhargavi và cộng sự trong [8] đã đề 
xuất một kỹ thuật giấu dữ liệu bằng cách sử 
dụng một ánh xạ hỗn loạn để mã hóa thông 
điệp rồi giấu bản mã thu được vào ảnh. Ánh 
xạ hỗn loạn sinh ra một chuỗi các số thực, sau 
đó tính giá trị ngưỡng là trung bình cộng 
của chuỗi số này để biến chuỗi số thực hỗn 
loạn thành chuỗi nhị phân, theo đó tại vị trí 
nào mà giá trị của số hạng trong chuỗi nhỏ 
hơn thì bít ở vị trí đó bằng 0 và ngược lại. 
Quá trình mã hóa được thực hiện bằng cách 
XOR bít giữa thông điệp với chuỗi nhị phân 
vừa nhận được. Phương pháp này nhúng 8 bít 
thông điệp vào các LSB của một điểm ảnh, 
trong đó 3 bít đầu tiên được nhúng vào 3 LSB 
của thành phần màu đỏ, 3 bít tiếp theo được 
nhúng vào 3 LSB của thành phần màu xanh lá 
Trần Thị Xuyên và Đtg Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ ĐHTN 199(06): 75 - 81 
 Email: jst@tnu.edu.vn 79 
cây và 2 bít còn lại được nhúng vào 2 LSB 
của thành phần màu xanh da trời. Có thể thấy 
dung lượng thông tin được giấu của phương 
pháp này khá lớn, bên cạnh đó việc cài đặt 
thuật toán cũng dễ dàng. 
Có thể thấy các phương pháp trên đây cũng 
như hầu hết các phương pháp kết hợp ẩn mã 
với mật mã đều thực hiện mã hóa thông điệp 
cần trao đổi trước rồi nhúng bản mã của thông 
điệp vào vật phủ. Chính vì vậy quá trình 
nhúng thường làm thay đổi vật phủ và do đó 
sẽ ảnh hưởng tới chất lượng của vật phủ. Mặt 
khác để tăng dung lượng nhúng thì phải sử 
dụng nhiều bit của một điểm ảnh để thay bằng 
các bit của thông điệp. Do vậy cách kết hợp 
này sẽ phải cân bằng hai yêu cầu cơ bản của 
ẩn mã đó là dung lượng nhúng và việc khó 
cảm nhận sự thay đổi chất lượng ảnh bằng 
mắt thường. Challita,K. và Farhat [4] đã đề 
xuất một phương pháp ẩn mã kết hợp mật mã 
nhưng không hề thay đổi vật phủ. Trước tiên 
người gửi và người nhận thống nhất sử dụng 
một ảnh phủ để gửi thông điệp. Người gửi xác 
định các bit của thông điệp mà giống với các 
bit trong vật phủ rồi lưu lại những vị trí của 
chuỗi bit giống nhau này vào một véc tơ. Véc 
tơ này sau đó có thể được mã hóa rồi gửi cho 
bên nhận. Phía người nhận khi nhận được véc 
tơ thì đối chiếu vào ảnh phủ đã biết để trích 
xuất được thông tin thực sự mà người gửi 
muốn trao đổi. Các tác giả đã áp dụng bài 
toán tìm xâu con dài nhất sử dụng phương 
pháp cây hậu tố tổng quát để cải thiện độ 
phức tạp của thuật toán còn . Trong 
bài báo này, chúng tôi đề xuất một giải pháp 
không sửa vật phủ, tuy nhiên so với [4] 
phương pháp này khá đơn giản và dễ dàng 
trong cài đặt thuật toán và độ phức tạp chỉ là 
tuyến tính. 
3. Đề xuất phương pháp ẩn mã kết hợp 
mật mã không sửa vật phủ 
Trong phương pháp này chúng tôi nhúng 
thông điệp theo cách không sửa vật phủ và 
lưu lại các giá trị 0/1 ứng với bít giống nhau 
và khác nhau giữa thông điệp và vật phủ vào 
một véc tơ, vị trí nhúng bắt đầu từ đầu vật 
phủ đã thỏa thuận trước. Véc tơ này sau đó sẽ 
được mã hóa sử dụng ánh xạ logistic để tăng 
cường tính bảo mật. 
3.1 Ánh xạ logistic 
Đặc tính nổi bật của các ánh xạ hỗn loạn là 
nhạy cảm với các điều kiện ban đầu, tức là chỉ 
cần thay đổi nhỏ trong các giá trị ban đầu thì 
các giá trị sinh ra sẽ hoàn toàn khác nhau. 
Chính vì vậy, chúng tôi lựa chọn sử dụng ánh 
xạ hỗn loạn được nêu trong tài liệu [5] để gia 
tăng sự an toàn khi kẻ tấn công khó có thể 
đoán được chuỗi hỗn loạn. 
3.2 Phương pháp đề xuất 
Trong bài báo này chúng tôi vẫn sử dụng ý 
tưởng hai bên gửi và nhận thống nhất trước 
vật phủ và bên nhận sẽ nhúng thông điệp mà 
không sửa vật phủ của Challita,K. và Farhat. 
Tuy nhiên thay vì tìm xâu con giống nhau dài 
nhất giữa vật phủ và thông điệp thì chúng tôi 
chỉ đơn thuần thực hiện phép XOR bit giữa 
véc tơ bít của thông điệp với véc tơ bít của 
ảnh. Theo đó, nếu bít thông điệp giống với bít 
của ảnh thì giá trị của véc tơ kết quả là 0, 
ngược lại nếu bít thông điệp khác bít của ảnh 
thì sẽ là 1. Véc tơ nhị phân nhận được sau khi 
nhúng hết thông điệp sẽ được mã hóa bằng 
ánh xạ hỗn loạn rồi mới gửi cho bên nhận. 
Người nhận biết được khóa bí mật là các tham 
số đầu vào của ánh xạ logistic sẽ giải mã véc 
tơ nhận được sau đó cùng với vật phủ đã 
thống nhất với người gửi để trích xuất được 
thông điệp ban đầu. Thậm chí chúng ta cũng 
có thể tăng cường bảo mật hơn nữa bằng cách 
sử dụng thêm một ánh xạ hỗn loạn để mã hóa 
thông điệp trước khi đem XOR với vật phủ và 
một ánh xạ hỗn loạn khác để lựa chọn ngẫu 
nhiên các điểm ảnh của vật phủ trước khi 
chuyển sang giá trị nhị phân để thực hiện 
XOR với thông điệp tuy nhiên lúc đó độ phức 
tạp của thuật toán lúc này không còn là tuyến 
tính nữa. Mô hình của thuật toán được đưa ra 
trong hình 1 dưới đây. 
Trần Thị Xuyên và Đtg Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ ĐHTN 199(06): 75 - 81 
 Email: jst@tnu.edu.vn 80 
Thuật toán cụ thể của phương pháp này gồm 
hai quá trình sau: 
1) Thuật toán nhúng 
2) Thuật toán trích xuất 
3.2.1 Thuật toán nhúng 
Bước 1: Nhập ảnh mang tin và thông điệp cần 
giấu, chuyển ảnh mang tin và thông điệp sang 
dạng nhị phân kí hiệu lần lượt là và 
Bước 2: Véc tơ 
Bước 3: Mã hóa véc tơ sử dụng ánh xạ hỗn loạn 
Bước 4: Gửi kết quả mã hóa cho người nhận 
3.2.2 Thuật toán trích xuất 
Bước 1: Giải mã để thu được véc tơ sử 
dụng ánh xạ hỗn loạn 
Bước 2: Chuyển ảnh phủ sang véc tơ nhị phân 
kí hiệu là 
Bước 3: Véc tơ 
Bước 4: Chuyển véc tơ nhị phân thành 
thông điệp. 
Thông điệp Vật phủ Vật phủ
Chuyển sang 
nhị phân
Chuyển sang 
nhị phân
Chuyển sang 
kí tự
Thông điệp
Chuyển sang 
nhị phân
Giải mã
Bản mã
Mã hóa
Bản mã
Thống nhất vật phủ
Truyền trên kênh
Không an toàn
Hình 1.Mô hình kết hợp ẩn mã và mật mã không sửa vật phủ 
4. Phân tích và đánh giá 
Thuật toán khá đơn giản trong việc thực hiện 
cũng như cài đặt với độ phức tạp tuyến tính. 
Việc thực hiện mã hóa sử dụng ánh xạ hỗn 
loạn trong bước 3 của quá trình nhúng tin làm 
tăng độ an toàn. Kẻ tấn công khi chặn bắt 
được véc tơ nhị phân sẽ chỉ giải mã được nếu 
như biết các tham số bí mật của hàm hỗn loạn 
mà hai bên đã sử dụng. Có thể thấy rằng, số 
lượng giá trị của các tham số bí mật này là vô 
hạn, do vậy đây cũng là một ưu điểm của việc 
đảm bảo an toàn dữ liệu khi dùng hàm hỗn 
loạn. Mặt khác, để biết được nội dung thực sự 
của thông điệp thì kẻ tấn công còn cần phải 
biết vật phủ tương ứng. Ngoài ra để tăng 
cường độ an toàn hơn nữa thì chúng ta hoàn 
toàn có thể lựa chọn các điểm ảnh một cách 
ngẫu nhiên rồi sau đó mới chuyển sang dạng 
nhị phân, thậm chí có thể thêm cả bước mã 
hóa thông điệp trước khi nhúng vào vật phủ. 
Rõ ràng với các biện pháp ẩn mã thông 
thường, để đạt được độ trong suốt thì cần phải 
hạn chế dung lượng thông điệp cần nhúng 
Trần Thị Xuyên và Đtg Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ ĐHTN 199(06): 75 - 81 
 Email: jst@tnu.edu.vn 81 
trong mỗi điểm ảnh. Tuy nhiên với thuật toán 
này chúng ta có thể tận dụng tất cả các bit của 
mỗi điểm ảnh mà không phải quan tâm tới sự 
thay đổi của biểu đồ histogram hay giá trị 
PSNR. Ví dụ, với một ảnh phủ có kích thước 
, trong đó mỗi điểm ảnh được biểu diễn 
dưới dạng 8 bit thì dung lượng của thông điệp 
có thể nhúng vào là . Tất nhiên 
thuật toán cũng tồn tại nhược điểm đó là, kẻ 
tấn công dễ dàng biết được độ dài của thông 
điệp, bên cạnh đó nếu như các kỹ thuật ẩn mã 
thường sẽ không gây sự tò mò trong việc 
truyền tin cho kẻ tấn công thì thuật toán của 
chúng tôi chưa giải quyết được vấn đề này vì 
thông điệp gửi đi là một véc tơ đã được mã 
hóa. Ngoài ra vấn đề thống nhất vật phủ trong 
thực tế cũng không phải là một điều đơn giản. 
Mặc dù vậy, bằng việc mã hóa véc tơ, chúng 
tôi đã giảm nguy cơ lộ thông tin ngay cả khi 
kẻ tấn công biết được vật phủ đã được sử 
dụng. Chính vì vậy độ an toàn của thuật toán 
nằm ở sự bí mật của vật phủ cũng như các 
tham số của hàm hỗn loạn. 
5. Kết luận 
Trong bài báo này chúng tôi đã đưa ra một 
thuật toán ẩn mã mới kết hợp với mật mã 
nhằm nâng cao độ an toàn trong quá trình 
truyền tin. Ưu điểm của phương pháp này là 
không biến đổi vật phủ, dung lượng nhúng 
lớn hơn rất nhiều so với hầu hết các phương 
pháp ẩn mã khác. Hơn nữa thuật toán khá đơn 
giản và độ phức tạp chỉ là tuyến tính. Tất 
nhiên thuật toán cũng tồn tại những nhược 
điểm nhất định như kẻ tấn công dễ phán đoán 
được độ dài của thông điệp, gây sự chú ý đối 
với kẻ tấn công hay khó khăn trong việc 
thống nhất vật phủ 
TÀI LIỆU THAM KHẢO 
[1]. M. H. Rajyaguru, “CRYSTOGRAPHY-
Combination of Cryptography and Steganography 
With Rapidly Changing Keys”, Int. J. Emerg 
Technol Ad. Eng, 2(10), pp. 329-332, 2012. 
[2]. Shamim Ahmed Laskar, Kattamanchi 
Hemachandran, “High capacity data hiding using 
LSB steganography and encryption”, International 
Journal Database Management Systems, Vol.4, 
N0.6, 2012. 
[3]. S. Gupta, A. Goyal, & B. Bhushan, 
“Information hiding using least significant bit 
steganography and cryptography”, International 
Journal of Modern Education and Computer 
Science, 4(6), pp. 27, 2012. 
[4]. K. Challita, & H. Farhat, “Combining 
steganography and cryptography: new 
directions”, International Journal of New 
Computer Architectures and their Applications 
(IJNCAA), 1(1), pp. 199-208, 2011. 
[5]. Debiprasad Bandyopadhyay, Kousik 
Dasgupta, J. K. Mandal, Paramartha Dutta, “A 
novel secure image steganography method based 
on chaos theory in spatial domain”, International 
Journal of Security, Privacy and Trust 
Management (IJSPTM), Vol 3, No 1, 2014. 
[6]. Anoop Kurmar Tiwari, Ajay Rajpoot, K. K. 
Shukla, S. Karthikeyan, “A Robust Method for 
Image Steganography based on chaos theory”, 
International Journal of Computer Applications, 
(0975 – 8887) Volume 113 – No. 4, 2015. 
[7]. A. Aswathy Nair, Deepu Job (2014), “A 
Secure Dual Encryption Scheme Combined With 
Steganography”, International Journal of 
Engineering Trends and Technology (IJETT), 
Volume 13, Number 5, 2014. 
[8]. Dr. S. Bhargavi, M. J. Shobha, T. N. Swetha, 
M. J. Pushpa, “An image steganography based on 
logistic chaotic map in spatial domain”, 
International Journal of Research In Science & 
Engineering, Volume 1 Special Issue 2. 
[9]. Mohammad Ahmad Alia, Abdelfatah A. 
Yahya, “Steganography LSB Match”, European 
Journal of Scientific Research, ISSN 1450-216X 
Vol. 40 No. 2, pp.223-231, 2010. 
[10]. Gregory Kipper, Investigator’s guide to 
steganography, CRC Press, ISBN-10: 0-8493-
2433-5, 2004. 
[11]. Neil F. Johnson, Zoran Duric, and Sushil 
Jajodia, Information hiding: Steganography and 
watermarking-Attacks and countermeasures, 
Springer-Science+Business media, LLC, ISBN-
13: 978-1-4613-6967-7. 
[12]. William Stallings, Cryptography and 
Network Security: principles and practices, 
pearsons education, first Indian reprint, 2003.
  Email: jst@tnu.edu.vn 82