Source code giấu tin trong ảnh sử dụng kết hợp mã hóa AES và kỹ thuật giấu tin trên sai phân bằng php

Mô tả

Giấu thông tin là kỹ thuật giấu (hoặc nhúng) một lượng thông tin số nào đó vào trong một đối tượng dữ liệu số khác (“giấu tin” nhiều khi không cần phải chỉ hành động giấu cụ thể mà chỉ mang ý nghĩa quy ước).
Định nghĩa trên mang tính tổng quát về giấu tin. Xét riêng trong kỹ thuật giấu tin mật (Steganography), những định nghĩa sau đây cụ thể hơn và được chia theo các hệ giấu tin mật. Từ đó, các hệ thống giấu tin mật có thể chia thành ba loại như:

Giấu tin thuần tuý (Pure Steganography)
Một bộ 4 σ(C, M, D, E), trong đó C là tập các phương tiện chứa thông tin cần giấu, M là tập thông điệp cần giấu với |C|≥|M|, E: C×M → C là một hàm nhúng thông điệp M vào phương tiện chứa C và D: C → M là hàm giải tin sao cho D(E(c, m)) = m với mọi m ∈ M, c ∈ C được gọi là một hệ pure Steganography.

Giấu tin dùng khoá bí mật (Secret key Steganography)
Một bộ năm σ(C, M, K, Dk, Ek), trong đó C là tập các phương tiện chứa thông tin cần giấu, M là tập thông điệp cần giấu với |C|≥|M|, K là một tập khoá bí mật, Ek: C×M×K → C là một hàm nhúng thông điệp M vào phương tiện chứa C sử dụng khoá K và Dk: C × K→ M là hàm giải tin sao cho Dk(Ek(c, m, k), k) = m với mọi m ∈ M, c ∈ C và k ∈ K được gọi là một hệ Secret key Stegangraphy.

Giấu tin dùng khoá công khai (Public Key Steganography)
Giống như là hệ mã mật khoá công khai, hệ giấu tin mật khoá công khai không sử dụng việc truyền khoá bí mật mà sử dụng hai khoá là khoá bí mật và khoá công khai. Khoá công khai được lưu trong cơ sở dữ liệu công cộng. Được sử dụng trong quá trình giấu tin. Còn khoá bí mật được sử dụng trong quá trình giải tin.

​
Quy trình mã hóa
Bắt đầu quá trình mã hóa, bản rõ được sao chép vào mảng trạng thái. Sau khi thực hiện thao tác cộng với khóa mã đầu tiên, mảng trạng thái sẽ được biến đổi qua Nr vòng trong đó lần cuối cùng được thực hiện khác với Nr-1 vòng trước đó. Nội dung của mảng trạng thái ở vòng cuối cùng sẽ là bản mã của quá trình mã hóa.
Trong quy trình mã hóa của AES, tất cả các vòng lặp đều sử dụng 4 hàm theo thứ tự: Subbytes(), ShiftRows(), MixColumns(), AddRoundKey(). Riêng vòng cuối cùng bỏ qua việc gọi hàm MixColumns().

Quá trình mã hóa AES có các bước sau đây:
KeyExpansion -Round (khóa vòng mở rộng) được tạo ra từ khóa mã hóa bằng cách sử dụng lược đồ khóa Rijndael.
Initial Round (vòng khởi tạo) AddRoundKey - thực hiện bằng cách cộng một khóa vòng tại vòng đang xét với mảng trạng thái thông qua phép toán XOR đơn giản trên bit.
Rounds (vòng lặp):
SubBytes - làm biến mảng trạng thái hiện hành bằng cách sử dụng một bảng thay thế.
ShiftRows - làm biến đổi các byte trên ba hàng cuối cùng mảng trạng thái bằng cách dịch vòng.
MixColumns - là một phép biến đổi mã hóa được thực hiện bằng cách lấy tất cả các cột của mảng trạng thái trộn với dữ liệu của chúng một cách độc lập nhau để tạo ra các cột mới.
AddRoundKey - thực hiện bằng cách cộng một khóa vòng tại vòng đang xét với mảng trạng thái thông qua phép toán XOR đơn giản trên bit.
Final Round – vòng kết thúc (không có MixColumns)
Gọi lại các hàm SubBytes, ShiftRows, MixColumns ở bước 3 nhưng không gọi hàm AddRoundKey.

Quy trình giải mã
Quá trình giải mã được thực hiện theo chiều ngược lại với quy trình mã hóa, đồng thời các phép biến đổi trong quá trình này cũng được thực hiện đảo ngược. Ngoại trừ phép biến đổi AddRoundKey() không thay đổi vì chính bản thân nó là một phép biến đổi thuận ngịch do chỉ áp dụng một phép toán XOR.
- InvShiftRows() chính là phép biến đổi ngược của ShiftRows().
- Là phép biến đổi ngược của SubBytes() được thực hiện trên bảng thay thế S-Box là nghịch đảo của S-Box.
- InvMixColumns() là phép biến đổi ngược của MixColumns().