Luận văn Nghiên cứu hệ thống an ninh dựa trên nhận dạng chuỗi mật mã (Phần 1)

Nội dung text: Luận văn Nghiên cứu hệ thống an ninh dựa trên nhận dạng chuỗi mật mã (Phần 1)

1. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ TRẦN XUÂN ÐỨC NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG AN NINH DỰA TRÊN NHẬN DẠNG CHUỖI MẬT MÃ NGÀNH: KỸ THUẬT ÐIỆN TỬ – 605270 S K C0 0 4 8 4 7 Tp. Hồ Chí Minh, tháng 4/2016
2. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SỸ TRẦN XUÂN ĐỨC NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG AN NINH DỰA TRÊN NHẬNDẠNG CHUỖI MẬT MÃ NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ – 605270 Tp. Hồ Chí Minh, tháng 4/2016
3. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SỸ TRẦN XUÂN ĐỨC NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG AN NINH DỰA TRÊN NHẬN DẠNG CHUỖI MẬT MÃ NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ – 605270 Hướng dẫn khoa học: TS. PHAN VĂN CA Tp. Hồ Chí Minh, tháng 4/2016
4. Luận văn Nghiên cứu hệ thống an ninh dựa trên nhận dạng chuỗi mậtmã LÝ LỊCH KHOA HỌC I. LÝ LỊCH SƠ LƯỢC: Họ & tên: Trần Xuân Đức Giới tính: Nam Ngày, tháng, năm sinh: 27/12/1979 Nơi sinh: Nam Định Quê quán: Xuân Trường – Nam Định Dân tộc: Kinh Chỗ ở: 606/46/11B, Quốc lộ 13, Kp4, Hiệp Bình Phước, Thủ Đức, Thành phố Hồ Chí Minh. Điện thoại: 0984707577 E-mail:hqndvn102013@gmail.com II. QUÁ TRÌNH ĐÀO TẠO: Đại học: Hệ đào tạo: Chính qui Thời gian đào tạo từ 9/2000 đến 3/2005 Nơi học: Học viện Hải Quân Nha Trang Ngành học: Điện tử. III. QUÁ TRÌNH CÔNG TÁC CHUYÊN MÔN KỂ TỪ KHI TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC: Thời gian Nơi công tác Công việc đảm nhiệm 03/2005 đến 12/2006 Trườngtrung cấp kỹ thuật Cán bộ quản lý học viên Hải Quân 01/2007 đến nay Trường trung cấp kỹ thuật Giảng viên Hải Quân GVHD: TS. Phan Văn Ca i HVTH: Trần Xuân Đức
5. Luận văn Nghiên cứu hệ thống an ninh dựa trên nhận dạng chuỗi mậtmã LỜI CAM ĐOAN Tôi cam đoan đây là công trình nghiên cứu của tôi. Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn làtrung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác. Tp. Hồ Chí Minh, ngày tháng 04 năm 2016 Trần Xuân Đức GVHD: TS. Phan Văn Ca ii HVTH: Trần Xuân Đức
6. Luận văn Nghiên cứu hệ thống an ninh dựa trên nhận dạng chuỗi mậtmã CẢM TẠ Trước tiên, tôi xin bày tỏ lòngbiết ơn tớithầy TS.Phan Văn Ca, trong thời gian vừa qua đã tận tình quan tâm, giúp đỡ, hướng dẫn tôi thực hiện luận văn tốt nghiệp này. Tôi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới quí Thầy, Cô đãnhiệt tình truyền đạt kiến thức quí báu cho tôi trong suốt khóa học. Các Thầy, Cô phòng Sau đại học – Trường Đại học SPKT Thành phố HCM đã tận tình hướng dẫn. Cảm ơncác đồng nghiệp và các bạnđã học quan tâm, động viên và chia sẻ kiến thức cũng như kinh nghiệm chuyên ngành trong quá trình học tập. Tôi xin cám ơn Nhà trường và đơn vị nơi công tác đã hết sức tạo điều kiện thuận lợi để bản thân được đi học. Tôi xin chân thành cảm ơn sự quan tâm hỗ trợ, tạo điều kiện và hết lòng động viên về tinh thần và vật chất của gia đình trong suốt thời gian qua. Cuối cùng, tôi xin gửi lời chúc sức khỏe, hạnh phúc và thành công đến quý Thầy, Cô, các đồng chí, gia đình và bạn bè. Trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật Tp. Hồ Chí Minh Tháng 04 năm 2016 Học viên Trần Xuân Đức GVHD: TS. Phan Văn Ca iii HVTH: Trần Xuân Đức
7. Luận văn Nghiên cứu hệ thống an ninh dựa trên nhận dạng chuỗi mậtmã ABSTRACT To enhance security for agencies, organizations and especially the military units. Dissertation “ Research seccurity system by recognizing the encrypted string”. It proposed and build a human support system in controlling people through the gate. The system identifies and decodes encoded string on the card to querying information and update information in the database of someone through the gate. The system was built based on a combination of fields of optical character recognition and field of cryptography. Firstly, the dissertation studies the theoretical basis related as DES encryption method, general model of a character recognition system and two methods, training and character recognition by Neural Network (NN) and by Support Vector Machines (SVM). Next, the thesis designs controlling system software to control people through the gate. It is applied for military areas. Recognition results of each method helps us to compare them. The content of the thesis consists of 4 chapters. Chapter 1: Overview Chapter 2: Theoretical foundations Chapter 3: System design Chapter 4: Conclusion GVHD: TS. Phan Văn Ca iv HVTH: Trần Xuân Đức
8. Luận văn Nghiên cứu hệ thống an ninh dựa trên nhận dạng chuỗi mậtmã TÓM TẮT Nhằm tăng cường đảm bảo an ninh cho các cơ quan, tổ chức và nhất là cácđơn vị quân đội. Luận văn “ Nghiên cứu hệ thống an ninh dựa trên nhận dạng chuỗi mật mã” nhằm xây dựng một hệ thống hỗ trợ trong việc kiểm soát người ra, vào cổng. Việc kiểm tra, theo dõi người ra, vào bằngcổng cách truy vấn và cập nhật thông tin trong cơ sở dữ liệu của người qua cổng, thông qua việc nhận dạng và giải mã chuỗi ký tự đã được mã hóa trên thẻ ra vào. Giúp cho việc kiểm tra, theo dõi và lưu trữ thông tin của người ra, vào cổng một cách liên tục, có hệ thống cũng như giảm bớt được công sức. Hệ thống được xây dựng dựa trên cơ sở kết hợp giữa lĩnh vực nhận dạng ký tự quang học và lĩnh vực mật mã. Luận văn trước hết, nghiên cứu về cơ sở lý thuyết liên quan đến đề tài như phương pháp mã hóa DES, mô hình tổng quát của một hệ thống nhận dạng kýtự, phương pháp huấn luyện và nhận dạng ký tự bằng nơmạng ron (NN-Neural Network) và bằng máy véc tơ hỗ trợ ( SVM - Support Vector Machines). Sau đó, là thiết kế phần mềm hệ thống kiểm soát ra, vào cổng dùng trong đơn vị quân đội. Qua kết quả nhận dạng của từng phương pháp giúp ta có thể so sánh, đánh giá được phương pháp nào mạnh hơn. Nội dung của luận văn gồm 4 chương. Chương 1: Tổng quan Chương 2: Cơ sở lý thuyết Chương 3: Thiết kế hệ thống Chương 4: Kết luận GVHD: TS. Phan Văn Ca v HVTH: Trần Xuân Đức
9. Luận văn Nghiên cứu hệ thống an ninh dựa trên nhận dạng chuỗi mậtmã MỤC LỤC Trang tựa TRANG Quyết định giao đề tài Lý lịch cá nhân i Lời cam đoan ii Cảm tạ iii Tóm tắt iv Mục lục vi Danh sách các chữ viết tắt ix Danh sách các hình x Danh sách các bảng xii Chương 1. TỔNG QUAN 1 1.1 Tổng quan chung về lĩnh vực nghiên cứu 1 1.2 Lý do chọn đề tài 2 1.3 Sơ lược tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước 2 1.4 Nhiệm vụ và giới hạn của đề tài 5 Chương 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT 7 2.1 Tổng quan về mật mã 7 2.1.1 Các khái niệm cơ bản 7 2.1.2 Các hệ khóa bí mật 7 2.1.2.1 Sơ đồ khối chức năng hệ khóa bí mật 7 2.1.2.2 Các phương pháp mã hóa cổ điển 8 2.1.2.2.1 Mã hóa dịch chuyển 8 2.1.2.2.2 Phương pháp ãm hóa hoán vị 9 2.1.2.3 Các phương pháp mã hóa đối xứng hiện đại 9 2.1.2.3.1 Mã dòng (Stream Cipher) 9 2.1.2.3.2 Mã khối (Block Cipher) 9 GVHD: TS. Phan Văn Ca vi HVTH: Trần Xuân Đức
10. Luận văn Nghiên cứu hệ thống an ninh dựa trên nhận dạng chuỗi mậtmã 2.1.2.4 Chuẩn mật mã DES (Data Encryption Standard) 10 2.1.2.4.1 Mã hóa DES 10 2.1.2.4.2 Giải mã DES 13 2.1.2.4.3 Tính chất của DES 14 2.1.2.4.3.1 Hiệu ứng lan truyền (Avalanche Effect) 14 2.1.2.4.3.2 Không gian khóa K 15 2.1.3 Mô hình hệ thống mã hóa khóa công cộng 15 2.2 Mô hình tổng quát của hệ thống nhận dạng ký tự 16 2.2.1 Tiền xử lý ảnh 16 2.2.2 Trích chọn đặc trưng 17 2.2.3 Nhận dạng 17 2.3 Mạng nơ ron 17 2.3.1 Cấu trúc và mô hình của một nơ ron nhân tạo 18 2.3.2 Cấu trúc mạng FEED-FORWARD 20 2.3.3 Các luật học 21 2.3.3.1 Học không có giám sát 22 2.3.3.2 Học có giám sát 22 2.3.3.1 Học củng cố 23 2.3.4 Thuật toán lan truyền ngược (Back – Propagation Algorithm) 23 2.4 Phương pháp support vector machines (SVM) 24 2.4.1 Giới thiệu 24 2.4.2 Phân lớp nhị phân 25 2.4.3 Thủ thuật Kernel (SVM phi tuyến) 29 2.4.3.1 Không gian đặc trưng 29 2.4.3.2 Hàm nhân 30 2.4.4 Các thuật toán huấn luyện SVM 31 2.4.4.1 Thuật toán chặt khúc 31 2.4.4.2 Thuật toán phân rã 31 2.4.4.3 Thuật toán huấn luyện SMO 32 GVHD: TS. Phan Văn Ca vii HVTH: Trần Xuân Đức
11. Luận văn Nghiên cứu hệ thống an ninh dựa trên nhận dạng chuỗi mậtmã 2.4.4.3.1 Tối ưu hai nhân tử Lagrange 33 2.4.4.3.2 Tối ưu theo phương pháp heuristic 34 2.4.5 SVM đa lớp 34 2.4.5.1 Chiến lược một chống một (OVO: One-Versus-One) 35 2.4.5.2 Chiến lược một chống phần còn lại (OVR: One – Versus – Rest) 35 2.4.5.3 Chiến lược phân cấp 36 Chương 3. XÂY DỰNG HỆ THỐNG 37 3.1 Ý tưởng xây dựng và hoạt động của hệ thống 37 3.2 Mô hình của hệ thống 37 3.3 Xây dựng chương trình mã hóa và giải mã DES 38 3.3.1 Lưu đồ mã hóa và sinh khóa DES 38 3.3.2 Chương trình mã hóa và giải mã DES 40 3.4 Xây dựng chương trình nhận dạng ký tự 40 3.4.1. Mô hình nhận dạng bằng NN và SVM 40 3.4.2 Tiền xử lý ảnh 41 3.4.3 Trích chọn đặc trưng 42 3.4.4 Xây dựng và huấn luyện nhận dạng bằng NN 43 3.4.5 Huấn luyện nhận dạng bằng SVM 45 3.5 Tiến hành xây dựng phần mềm 47 3.5.1 Môi trường xây dựng phần mềm kiểm soát ra, vào cổng 47 3.5.2 Giao diện của chương trình 47 3.5.3 Nhận xét 50 Chương 4. KẾT LUẬN 52 4.1 Kết quả 52 4.2 Hướng phát triển tiếp theo 52 TÀI LIỆU THAM KHẢO 54 GVHD: TS. Phan Văn Ca viii HVTH: Trần Xuân Đức
12. Luận văn Nghiên cứu hệ thống an ninh dựa trên nhận dạng chuỗi mậtmã DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT Kýhiệu Thuật ngữ AES Advanced Encryption Standard ANN Artificial Neural Network BP Back Propagation DES Data Encryption Standard FP Final Permulation IP Initial Permutation MLP Multi Layer Perceptron NN Neural Network OpenCV Open Source Computer Vision OCR Optical Character Recognition OVO One Versus One OVR One Versus Rest QP Quadratic Programing RSA Rivest Shamir Adleman SMO Sequential Minimal Optimization SRM Structural Risk Minimization SVC Support Vector Classifier SVM Support Vector Machines VC Vapnik Chervonenkis GVHD: TS. Phan Văn Ca ix HVTH: Trần Xuân Đức
13. Luận văn Nghiên cứu hệ thống an ninh dựa trên nhận dạng chuỗi mậtmã DANH SÁCH CÁC HÌNH HÌNH TRANG Hình 2.1: Sơ đồ khối chức năng hệ mật khóa bí mật 7 Hình 2.2: Sơ đồ mã hóa DES 11 Hình 2.3: Mô tả hàm f trong DES 12 Hình 2.4: Các bước tạo khóa cho các vòng mã hóa của DES 13 Hình 2.5: Mã hóa và giải mã với DES 14 Hình 2.6: Sơ đồ hệ thống mã hóa công cộng 15 Hình 2.7: Sơ đồ tổng quát của một hệ thống nhận dạng ký tự 16 Hình 2.8: Nơ ron nhân tạo 18 Hình 2.9: Mô hình mạng nơ ron Feed-forward 20 Hình 2.10: Cấu trúc huấn luyện mạng nơ ron 21 Hình 2.11: Học không giám sát 22 Hình 2.12: Học có giám sát 22 Hình 2.13: Minh họa phân lớp tuyến tính 25 Hình 2.14: Siêu phẳng phân cách tuyến tính 26 Hình 2.15: Minh họa đường phân cách tối ưu 27 Hình 2.16: Ánh xạ dữ liệu vào không gian đặc trưng 29 Hình 2.17: Minh họa phương pháp phân đa lớp 35 Hình 2.18: Minh họa phương pháp phân lớp theo phân cấp 36 Hình 3.1: Mô hình hệ thống kiểm soát ra, vào cổng 37 Hình 3.2: Lưu đồ mã hóa DES 38 Hình 3.3: Lưu đồ sinh khóa K 39 Hình 3.4: Mô hình nhận dạng bằng SVM và NN 41 Hình 3.5: Các bước trích ký tự 42 Hình 3.6: Chọn đặc trưng ma trận nhị phân 43 Hình 3.7: Mô hình mạng nơ ron nhận dạng ký tự 45 Hình 3.8: Giao diện ban đầu khi chạy chương trình 48 GVHD: TS. Phan Văn Ca x HVTH: Trần Xuân Đức
14. Luận văn Nghiên cứu hệ thống an ninh dựa trên nhận dạng chuỗi mậtmã Hình 3.9: Giao diện của cổng chính 48 Hình 3.10: Nhập thông tin vào cơ sở dữ liệu 49 Hình 3.11: Tạo mã thẻ cho từng cá nhân 49 Hình 3.12: Giao diện chương trình ở cổng 1 50 Hình 3.13: Nhận dạng thẻ vào cổng 50 GVHD: TS. Phan Văn Ca xi HVTH: Trần Xuân Đức
15. Luận văn Nghiên cứu hệ thống an ninh dựa trên nhận dạng chuỗi mậtmã DANH SÁCH BẢNG BẢNG TRANG -1 Bảng 2.1: Bảng IP và IP 12 Bảng 2.2: Một số hàm truyền thông dụng 20 Bảng 3.1: Kết quả nhận dạng trên tập ảnh ImgTest 51 GVHD: TS. Phan Văn Ca xii HVTH: Trần Xuân Đức
16. Luận văn Nghiên cứu hệ thống an ninh dựa trên nhận dạng chuỗi mậtmã Chương 1 TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan chung về lĩnh vực nghiên cứu Trong tình hình hiện nay, vấn đề đảm bảo an ninh cho các cơ quan, tổ chức và nhất là đối với các đơn vịquân đội, càngđược yêu cầu cao hơn. Một trongnhững vấn đề, đểgiúp chonâng cao đảm bảo an ninh,đó là tăng cường hiệu quả trong kiểm soát ra, vào cổng. Việc kiểm soát ra, vào cổng nếuduy trì theo cách thủ công thì mỗi khi có người đi qua cổng, sẽ được yêu cầu xuất trình giấy tờvà được đăng ký thông tin vào sổ. Theo cách sẽđó tốn nhiềuthời gian, công sức nhưng độ tin cậy không cao do dễ bị mạo nhận vì không có cơ chế truy vấn thông tin, ngoài ra việc theo dõi,lưu trữ thông tin có nhiều vấn đề hạn chế và không phù hợp đối với các đơn quânvị đội. Do đó yêu cầu cần phải có một hệ thống hỗ trợ con người trong việc kiểmtra, giám sát người ra, vào cổng. Nhằm tăng cường đảm bảo an ninh giúp việc theo dõi và lưutrữ thông tin của người ra, vào cổng một cách liên tục, có hệ thống cũng như giảm bớt được nhân công. Lĩnh vực nhận dạng trong thời gian qua đã rất phát triển và có rất nhiều ứng dụng, nó có thể thay thế con người trong việc thu thập, phân loại và xử lý thông tin một cách tự động. Trong đó nhận dạng ký tự quang học, đã thu được nhiều kếtquả đáng tin cậy cả về lý thuyết lẫn thực nghiệm. Ngày nay, với sự phát triển của khoa học kỹ thuật và công nghệ thông tin thì những ứng dụng của khoa học mật mã không chỉ còn giới hạn trong an ninh quốc phòng mà ngày càng được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực của đời sống xãhội. Trên cơ sở kết hợp những thành tựu củalĩnh vực nhận dạng ký tự và mật mã, để học viên thực hiện đề tài “Nghiên cứu hệ thống an ninh dựa trên nhận dạng chuỗi mật mã”, nhằm nghiên cứu về cơ sở lý thuyết vàxây dựng ra hệ thống kiểm soát ra, vào cổng. ứngĐề dụngtrong việc kiểm soát người ra vào cổng trong các đơn vịquân đội. GVHD: TS. Phan Văn Ca 1 HVTH: Trần Xuân Đức
17. Luận văn Nghiên cứu hệ thống an ninh dựa trên nhận dạng chuỗi mậtmã 1.2 Lý do chọn đề tài Trong thực tế hiện nay, đối vớiđơn một vịquân sự thườngcó địa bàn đóng quân rộng lớn. Bên trong lại được chia ra thành các khu quanvực trọng khác nhau,với các mức độ kiểm soát và cho phép từng đối tượng được phép tiếp cận hay không.Quân sốcủa đơn vịlại rất đông và thường xuyên thay đổi. Do đó việc kiểm soátquân nhân ra, vào từng khu vực và khách đến đơn vị liên hệ công tác tương đối khó khăn, nếu làm thủ công thì tốn khá nhiều công sức đối vớicác quân nhân gác cổng, lại dễ xảy ra sai sót, việc theo dõi đòi hỏi phải bàn giao liên tục và chi tiết giữa các ca gác với nhau , và khólưu giữ thông tin của người ra vào cổng. Xuất phát từ thực tế trên, học viên chọn đề tài này nhằm mục đích đề xuất ra một hệ thống kiểm soát ra, vào cổng dùng trong các khu vực quân sự. Hệ thống này sẽ hoạt động cơ bản như sau. Trước hết mỗi quân nhân trong đơn vị và khách đến đơn vị sẽ được lưu giữ thông tin của cá nhân, các khu vực được phép ra, vào, vào trong cơ sở dữ liệu của hệ thống. Mỗi cá nhânsẽ được cấp một thẻ ra vào là chuỗi ký tự đã được mã hóa. Khi đi qua mỗi cổng, thì việc truy vấn để đưa ra quyết định có được phép qua cổng hay không và cập nhật thông tin về thời gian ra, vào bằng cách nhận dạng và giải mã chuỗi ký tự trên thẻ. 1.3 Sơ lược tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước Vấn đề nhận dạng ký tự và mật mã đã có nhiều công trình nghiên cứu và đang còn rất nhiều người quan tâm. Ở Việt Nam, các ứng dụng về xử lý ảnh đã bước đầu được triển khai trên một số lĩnh vực như hệ thống nhận dạng vân tay, nhận dạng khuân mặt, nhận dạng vân mắt, nhận dạng ký tự Trong đó nhận dạng ký tự là một lĩnh vực được quan tâm nghiên cứu và ứng dụng từ nhiều năm nay theo hai hướng chính là: - Nhận dạng chữ in: phục vụ cho công việc tự động hóa đọc tài liệu, tăng tốc độ và hiệu quả nhập thông tin vào máy tính trực tiếp từ các nguồn tài liệu, nhận dạng biển số xe ở các bãi giữ xe tự động, quản lý giao thông trên đường cao tốc, tra từ điển sử dụng camera của điện thoại GVHD: TS. Phan Văn Ca 2 HVTH: Trần Xuân Đức
18. Luận văn Nghiên cứu hệ thống an ninh dựa trên nhận dạng chuỗi mậtmã - Nhận dạng chữ viết tay với các mức độ ràng bộc khác nhau về cách viết, kiểu chữ phục vụ cho các ứng dụng đọc và xử lý chứng từ, hóa đơn, phiếu ghi, bản thảo viết tay, số hóa tài liệu. Một vài sản phẩm thương mại chẳng hạn như các hệ nhận dạng quang học OCR để nhận dạng ký tự (sản phẩm FineReader 12 của hãng ABBY có thể nhận dạng được chữ in trên 190 ngôn ngữ khác nhau, phần mềm nhận dạng chữ Việt in VnDOCR 4.0 của viện khoa học công nghệ Thông tin Hà Nội có thể nhận dạng được các tài liệu chứa hình ảnh, bảng và văn bản tiếng Việt với độ chính xác trên 98% ). Bên cạnh cạnh đó thì kỹthuật mật mã cũng có rất nhiều công trình nghiên cứu trong việc mã hóa và chống thám mã. Điểm qua một số đề tài, tài liệu và bài báo có liên quan được tìm thấy: Luận án “ Về một phương pháp xây dựng hàm băm cho việc xác thực trên cơ sở ứng dụng thuật toán mã hóa đối xứng” [1]. Của Hồ Quang Bửu, Học viện Công nghệ bưu chính viễn thông. Luận án đề xuất xây dựng một hàm băm mới có độ dài 128 bit với khối mật mã được xây dựng trên các cấp số nhân cyclic. Luận văn thạc sĩ “ Các thuật toán tối ưu hóa trong bảo mật thông tin”[2], của Nguyễn Ngọc Trung, Trường Đại học Công nghệ. Luận văn trình bày quá trình mã hóa và giải mã hệ mã công khai và tối ưu hóa các giải thuật tính toán nhằm giảm bớt thời gian tính toán đối với các số nguyên lớn. “ Applied Cryptography: Second Edition” [3] của Bruce Schneier. Tài liệu trình bày gồm có giao thức mật mã, kỹ thuật mật mã, thuật toán mật mã, và các hệmậtmã đang được dùng phổ biến trên thế giới. “ Character Recognition Systems: A Guide for Students and Practioners” [4] củaMohamed Cheriet, Nawwaf Kharma, Cheng-Lin Liu And Ching Y.Suen. Tài liệu trình bày tương đối đầy đủ các bước đối với một hệ thống nhận dạngkýtự. Trong mỗi bước tác giả lại trình bày các phương pháp khác nhau. “Nhận dạng ký tự quang học bằng mạng nơ ron” [5] của Ngô Văn Sỹ Trường Đại học Bách khoa, Đại học Đà Nẵng (2008) trong đó ảnh ký tự sau khi đã trích ra từng ký tự được đưa sang phần nhận dạng sử dụng các mạng nơ ron. GVHD: TS. Phan Văn Ca 3 HVTH: Trần Xuân Đức
19. Luận văn Nghiên cứu hệ thống an ninh dựa trên nhận dạng chuỗi mậtmã “Nhận dạng chữ viết tay dùng rút trích thông tin theo chiều và mạng nơ ron (2011)” [6], của Huỳnh Hữu Lộc, Lưu Quốc Hải, Đinh Đức Anh Vũ Trường Đại học Bách Khoa, ĐHQG-HCM. Bài báo cáo này trình bày kỹ thuật nhận dạng ký tự viết tay dùng phương pháp nhận dạng dựa trên thông tin tĩnh. Phương pháp gồm hai bước: làm mỏng nét ký tự để giữ lại bộ khung của chúng và những thông tin đặc trưng được rút trích dựa trên bộ khung này bằng phương pháp rút trích thông tin theo chiều. “A Digital Character Recognition Algorithm Based on the Template Weighted Match Degree”[7], của Mo Wenying và Ding Zuchun. Sử dụng phương pháp đo lường những điểm giống nhau giữa ảnh đầu vào với mẫu. Quá trình so sánh giữa ảnh đầu vào với các mẫu khi đạt được các điểm tương tự lớn nhất thì mẫu được chọn. “Character recognition based on region pixel concentration for license plate identification”[8] (2012) của Krešimir Romić, Irena Galić, Alfonzo Baumgartner. Bài báo viết về các bước trong nhận dạng biển số xe. Gồm có bốn bước đó là bước 1 tiền sử lý. Bước 2 trích ra khu vực chứa biển số xe. Bước 3 chia ảnh ra thành những vùng nhỏ chứa các ký tự và bước 4 là nhận dạng. Luận văn “ Kỹ thuật Support Vector Machines và ứng dụng” [9], của Thái Sơn,Trường ĐHBK Hà Nội. Luận văn nghiên cứu phần cơ sở lý thuyết của phương pháp SVM. Phân tích nhữnggiải pháp cho phép mở rộng và cải tiến để nâng cao hiệu quả ứng dụng SVM. “ Phân loại văn bản với máy học vector hỗ trợ và cây quyết định” [10] của Trần Cao Đệ và Phạm Nguyên Khang. Bài viết nghiên cứu máy vector tựa, áp dụng vào bài toán phân loại văn bản và so sánh hiệu quả của nó với hiệu quả của giải thuậtphân lớp cổ điển, rất phổ biến đó là cây quyết định. Nghiên cứu chỉ ra rằng SVM với cách lựa chọn đặc trưng bằng phương pháptách giá trị đơn (SVD single value decomposition) cho kết quả tốt hơn so với cây quyết định. “ Ứng dụng thuật toán phân lớp rút trích thông tin văn bản FSVM (Fuzzy SVM) trên internet”[11]. Của Vũ Thanh Nguyên và Trang Nhật Quang. Bài báo đã sử dụng kỹ thuật rút trích thông tin tự động và phân loại văn bản bằng phương pháp FSVM, kết hợp với phân loại đa lớp mờ. Ứng dụng của nghiên cứu trong rút trích thôngtin, GVHD: TS. Phan Văn Ca 4 HVTH: Trần Xuân Đức
20. Luận văn Nghiên cứu hệ thống an ninh dựa trên nhận dạng chuỗi mậtmã thu thập tin tức của các website hành chính, nhằm cung cấp cho người dân, doanh nghiệp về các thông tin, chủ trương, chính sách. Luận văn “Hệ thống nhận dạng và phân loại văn bản” [12], của Huỳnh Tấn Trung. Trường Đại học Công nghệ thông tin. Luận văn nghiên cứu kỹ thuật phân loại văn bản và một số phương pháp phân loại văn bản. Phương pháp tách từ trong tiếng việt. Luận văn sử dụng phương pháp SVM, dựa trên lý thuyết về String kernels để phân loại văn bản. “ Kết hợp các bộ phân lớp SVM choviệc nhận dạng chữ viết tay rời rạc” [13]. Bài báo của Phạm Anh Phương, Ngô Quốc Tạo và Lương Chi Mai. Bài báo trình bày mô hình nhận dạng chữ Việt viết tay rời rạc trên cơ sở phương pháp SVM kếthợp với lựa chọn đặc trưng wave-let Haar. “ Một số phương pháp trích chọn đặc trưng hiệu quả cho bài toán nhận dạng chữ viết tay rời rạc” [14]. Bài báo của Phạm Anh Phương. Bài báo trình bày mộtsố phương pháp trích chọn đặc trưng ký tự viết tay:Ma trận nhị phân, trọng số vùng, biểu đồ chiếu, trích chọn chu tuyến, trích chọn đặc trưng Haar. Và kiểm nghiệm đánh giá kết quả nhận dạng đối với từng phương pháp này. 1.4 Nhiệm vụ và giới hạn của đề tài Nhiệm vụ của đề tài:  Về mặt lý thuyết: - Nghiên cứu tổng quan về hệ thống mật mã, phương pháp và thuật toán của mã hóa DES (Data Encryption Standard). - Nghiên cứu mô hình tổng quát của một hệ thống nhận dạng ký tự. - Nghiên cứu hai phương pháp huấn luyện và nhận dạng dùng mạng nơron (NN – Neural Network) và máyvéc tơ hỗ trợ (SVM – Support Vector Machines).  Về mặt mô phỏng: Xây dựng hệ thống kiểm soát ra, vào cổng trong các khu vực quân sự, trên cơ sở kết hợp giữa mãhóa DES và hai phương pháp nhận dạng ký tự là NNvà SVM. Giới hạn của đề tài: GVHD: TS. Phan Văn Ca 5 HVTH: Trần Xuân Đức
21. Luận văn Nghiên cứu hệ thống an ninh dựa trên nhận dạng chuỗi mậtmã - Nghiên cứu về mật mã: Chỉ nghiên cứu tổng quát về các hệ thống mật mã và tập trung vào phương pháp mã hóa và giải mã DES. - Trong phần nhận dạng ký tự: Chỉ dừng ở việc nhận dạng ký tựin. - Phương pháp huấn luyện và nhận dạng: Luận văn tập trung vào phương pháp SVM và phương pháp NN. - Trong phần mô phỏng có ứng dụng thư viện mã nguồn mở Opencv 2.4.11. Nội dung của luận văn bao gồm: Chương 1: Tổng quan Chương này dẫn nhập và giới thiệu chung về luận văn, lý do chọn đề tài,tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước có liên quan đến đề tài. Nhiệm vụ và giớihạn của đề tài. Chương 2: Cơ sở lý thuyết Chương này đầu tiên giới thiệu tổng quan về mật mã và trình bày phương pháp mã hóa và giải mã DES. Tiếp theo là mô hình tổng quát của hệ thống nhận dạngký tự. Trong phần này, trình bày sơ đồ tổngquát và chức năng của các thành phần trong sơ đồ. Cuối cùng là nghiên cứu lý thuyết đối với NN và SVM. Chương 3: Thiết kế hệ thống Trong phần này trước tiên sẽ trình bày ý tưởng bài toán và môhìnhhoạt động của hệ thống kiểm soát ra, vào cổng. Tiếp theo là xây dựng chương trình mã hóa và giải mã DES bao gồmlưu đồ và kết quả mô phỏng. Xâydựng chương trình nhận dạng ký tự bao gồm các bước: tiền xử lý ảnh, trích chọn đặc trưng, huấn luyện vànhận dạng bằng NN và SVM. Cuối cùng là giao diện và hoạt động của phần mềmkiểm soát ra, vào cổng. Chương 4: Kết luận Trong chương cuối này sẽ đưa ra những kết quả mà luận văn đạt được vềcảmặt lý thuyết và mô phỏng. So sánh đánh giá đối với hai phương pháp nhận dạng bằng SVM và NN. Và hướng phát triển tiếp theo của đề tài. GVHD: TS. Phan Văn Ca 6 HVTH: Trần Xuân Đức
22. S K L 0 0 2 1 5 4