Đại học Thượng Hải và Google Research chịu lép vế trước nghiên cứu về kĩ thuật giấu tin ứng dụng Deep Learning của Sun*

Sau màn trình diễn đầy ấn tượng tại Hanoi AI Week 2019 vào đầu tháng 4 vừa rồi, kĩ thuật giấu tin ứng dụng Deep Learning của Phạm Văn Toàn cùng nhóm cộng sự đã nhận được sự đánh giá cao của hàng loạt kỹ sư, nhà đầu tư nghiên cứu chuyên sâu về AI.

“Giấu tin là một trong những kĩ thuật rất quan trọng của an toàn bảo mật thông tin. Có thể hình dung, giấu tin là sử dụng một hình ảnh public trên mạng để ẩn giấu một đoạn thông tin (có thể là speech, text hay một hình ảnh khác..) vào trong hình ảnh đó. Các phương pháp cũ sử dụng như LSB, DCT… dễ dàng bị phát hiện bởi các thống kê xác suất. Việc sử dụng Deep Learning là một trong những nghiên cứu mới nhất đem lại hiệu quả cao trong thời gian trở lại đây” – Phạm Văn Toàn chia sẻ.

Bối cảnh thực hiện nghiên cứu

Chia sẻ với phóng viên, Phạm Văn Toàn cho biết, cuộc trao đổi với anh Tạ Minh Thanh – Relationship Manager của Sun* Startup đã cho anh ý tưởng để hình thành nghiên cứu đầy triển vọng này. 

Câu chuyện xuất phát từ việc một số hình ảnh, video thuộc bản quyền của công ty khi public ra ngoài có thể bị các bên khác sử dụng, chỉnh sửa mà không kiểm soát được bản quyền. Kĩ thuật giấu tin (Steganography) có thể giúp giải quyết tình trạng này, tuy nhiên các phương pháp cũ đang thực hiện chưa thực sự triệt để và còn nhiều sơ hở. Đây chính là tiền đề để Phạm Văn Toàn nung nấu nghiên cứu, ứng dụng công nghệ Deep Learning vào việc giấu tin hình ảnh/ video.

Những điểm khác biệt vượt trội.

Giấu tin không còn là một kĩ thuật xa lạ với chúng ta, tuy nhiên các cách làm phổ biến trước đây vẫn tồn tại khá nhiều nhược điểm, điểm hình như: giấu trực tiếp thông tin vào các pixel trong ảnh, dẫn đến dung lượng giấu không cao, phụ thuộc nhiều vào số lượng các pixel không cần thiết nhằm thay thế chúng bằng các thông tin mà mình mong muốn. Không những thế, phương pháp cũ này còn rất dễ bị phát hiện ra bằng các phương pháp thống kê, bởi một khi quy luật giấu bị phát hiện, mọi thông tin sẽ không còn an toàn.

Việc áp dụng Deep learning vào kĩ thuật giấu ảnh cũng đã từng được thực hiện và mang lại ưu điểm lớn là số lượng pixel được giấu nhiều hơn, mặt khác, rất khó để xác định rõ các quy luật giấu tin qua xác suất, vì vậy chất lượng giấu tốt hơn rất nhiều phương pháp truyền thống và không thể phát hiện bằng mắt thường…

Hiện tại, hai nghiên cứu nổi bật nhất trong lĩnh vực này do trường ĐH Thượng Hải (Trung Quốc) thực hiện năm 2018. Tuy nhiên, nhược điểm của các  nghiên cứu trên là tốc độ predict chậm, độ chính xác của việc giấu tin không cao. Vì thế, nhóm nghiên cứu của Phạm Văn Toàn hướng tới việc khắc phục nhược điểm trên bằng cách xây dựng mạng nơron và training mô hình mới. Qua kiểm định nhiều lần nhằm so sánh hiệu quả giấu tin trên cùng một tập dữ liệu, có thể kết luận rằng sản phẩm giấu tin hình ảnh sử dụng công nghệ Deep Learning mà nhóm nghiên cứu phát triển đạt hiệu quả vượt trội hơn so với các nghiên cứu trước đó cả về tốc độ và độ chính xác.

Cụ thể, nghiên cứu này khi ứng dụng vào việc giấu tin cho sai khác 0.0002 MSE trên ảnh sau khi khôi phục và ảnh gốc. Tốt hơn hẳn phương pháp của Google Research trên cùng tập dữ liệu (MSE khoảng 0.001 – cao gấp khoảng 5 lần) và tốc độ training cũng như testing giảm khoảng 1,8 lần so với hai mô hình mà Đại học Thượng Hải phát triển trước đó.

Tương quan so sánh hiệu quả giấu ảnh được đo đạc qua nhiều mặt, có thể nêu ra 2 yếu tố cơ bản là thời gian, độ sai khác. Mục tiêu hướng đến là đảm bảo ảnh ban đầu và ảnh sau khi được ẩn thông tin có độ sai khác thấp nhất, không thể nhận ra bằng mắt thường (Trong hình minh họa, các cột hình “Diff C-H thể hiện sự sai khác, ô hình màu đen thể hiện sự sai khác gần như tuyệt đối không thể nhận ra)

Về tốc độ, phương pháp của team nghiên cứu Sun* có độ chính xác hơn gấp 1.8 lần so với Buja method vốn rất phổ biến của Google.

Định hướng phát triển trong tương lai

Bắt đầu từ tháng 1/2019, chỉ sau hơn 2 tháng Phạm Văn Toàn cùng đồng nghiệp đã cho ra bản Beta của nghiên cứu và lần đầu ra mắt cộng đồng khi tham gia trình diễn tại Hanoi AI Week 2019. Đây là chuỗi sự kiện về trí tuệ nhân tạo được tổ chức đầu tiên tại Hà Nội, từ 31/3- 6/4. Với chủ đề “AI Products in Spotlight”, đây là một trong những sự kiện thu hút những sản phẩm AI tiêu biểu nhất để giới thiệu đến khán giả là các nhà đầu tư, kỹ sư AI, báo chí và những người yêu công nghệ.

Ngay từ khi đăng kí tham gia, nghiên cứu của Sun* đã nhận được sự quan tâm, đánh giá cao từ Ban tổ chức không chỉ bởi tính mới mẻ, sáng tạo trong ý tưởng mà còn là ở tính hoàn thiện, khả thi của sản phẩm. 

Từ trước đến nay, nhắc đến AI hay Deep Learning người ta thường nghĩ ngay đến bài toán xử lý hình ảnh, nhận diện mặt người… nhưng lần này nghiên cứu của Sun* lại hướng tới một khía cạnh mới mẻ và đầy sức hút, đó là vấn đề bảo mật và bản quyền.

Nói đến những định hướng tương lai của team đối với nghiên cứu tiềm năng này, Toàn hào hứng chia sẻ: “Nhóm đang định hướng để tìm ra phương pháp giấu từ 4-5 ảnh trên 1 ảnh gốc thay vì chỉ ẩn được 1 ảnh như hiện nay, nhưng vẫn đảm bảo được chất lượng và tốc độ. Theo đó, ta có thể ẩn nhiều nguồn gốc khác nhau trên bản quyền của 1 nội dung”.

Bên cạnh đó, team cũng hướng tới cải tiến, phát triển đồng thời một kĩ thuật khác là giấu âm thanh vào hình ảnh. Hiện cả 2 nghiên cứu đang được triển khai viết thành bài báo khoa học để tham gia tại Nhật. Chúng ta hoàn toàn có thể lạc quan vào tương lai mà ứng dụng này sẽ giúp chống các hành vi giả mạo thương hiệu như kỹ thuật giấu logo của công ty vào trong ảnh để chống sao chép bản quyền…

 


 


 


 

Sun* News Reporter

0 Bình luận