Autentificarea datelor multimedia Drăgoi Diana (E-214B) 2017 Autentificarea datelor multimedia 2 Cuprins Introducere …………………………….. [613101]

Academia Tehnică Militară

Autentificarea datelor multimedia

Drăgoi Diana (E-214B)

2017

Autentificarea datelor multimedia

2

Cuprins

Introducere ………………………….. ………………………….. ………………………….. ……………………….. 3
Sisteme DRM(Digital Rights Management) ………………………….. ………………………….. ………. 3
Watermarking vs Fingerprinting ………………………….. ………………………….. ………………………. 3
Watermarking digital ………………………….. ………………………….. ………………………….. ………….. 4
Fingerprinting ………………………….. ………………………….. ………………………….. ……………………. 4
Aplicatie. Specificatii software ………………………….. ………………………….. ………………………… 5
Specificatii design ………………………….. ………………………….. ………………………….. ……………… 8
Diagrama use -case ………………………….. ………………………….. ………………………….. ………….. 8
Diagrama de secventa ………………………….. ………………………….. ………………………….. ……… 9
Plan de testare ………………………….. ………………………….. ………………………….. ……………………. 9
Notiuni teoretice ………………………….. ………………………….. ………………………….. …………….. 9
Exemple de t estare ………………………….. ………………………….. ………………………….. ……….. 10
Bibliografie ………………………….. ………………………….. ………………………….. ……………………… 10

Autentificarea datelor multimedia

3

Introducere

Semnalele multimedia pot fi usor reproduce, modificate si falsificate. Chiar daca nu
putem percepe aceste modificari, cee ace vedem sau ascultam poate fi fost modificat sau
alterat in mod intentionat. In anumite cazuri, aceste modificari effectuate in continutul
multimedia pot avea un effect negative major prin expunerea lor in mass -media, in salile de
judecata, etc. Autentificarea continutului multimedia este o ramura a securitatii multimedia si
consta in determinarea ve ridicitatii continutului multimedia.

Sisteme DRM(Digital Rights Management)

Digital Rights Management sau Gestiunea drepturilor digitale este o serie de
tehnologii de controlare a accesului la fișiere multimedia folosite de producătorii de aparate
electronice , editorii și deținătorii de copyright, pentru a limita utilizarea mediilor și
dispozitivelor digitale .

Watermarking vs Fingerprinting

Watermarking – Incorporarea unui identificator unic audio/v ideo, insesizabil pentru
urechea/ ochiul uman dar detectabil de instrumente software speciale. Watermark -ul face ce
fiecare copie sa fie unica prin incorporarea unor date unice, astfel se pot recunoaste
documentele originale, sau copiile (ilegale) care pro vin din surse originale.

Fingerprinting – Identificarea continutului prin extragerea de caracteristici ale
documentelor audio/ video, care mai apoi sunt comparate cu caracteristici stocate anterior
intr-o baza de date. “Amprentele” ofera copiilor un id u nic, care permite identificarea
eficienta intr -un volum mare de date.

Un mod simplu de diferentiere a acestor doua concept este facand o analogie. In cazul in
care avem nevoie sa demonstram ca degetul mare ne apartine, putem face urmatorul lucru:

A. Fie tatuam un simbol unic pe el – watermarking
B. Fie scanam si analizam caracteristicile unice ale amprentei degetului – fingerprinting

Autentificarea datelor multimedia

4 Watermarking digital

Watermarking -ul digital este o tehnică ce permite ascunderea de informații legate de
copyright s au alte mesaje de verificare in documente digitale video, audio sau în imagini.
Watermarking -ul nu restricționează utilizarea semnalului, dar oferă un mecanism de a afla
proprietarul original.

Un watermark poate fi de două tipuri: vizibil sau invizibil . Watermark -ul vizibil
modifică complet semnalul, spre exemplu prin adăugarea unei imagini ca watermark peste o
altă imagine. Watermark -ul invizibil modifică intr -o mică măsură percepția semnalului, spre
exemplu prin modificarea biților cel mai puțini semnifi cativi ai unei imagini

Figure 1.Digital Watermarking

Fingerprinting

Spre deosebire de watermarking, fingerprinting (sau amprentarea digitala) nu implica
modificarea unui fisier. Acesta permite proprietarului de continut sa isi exercite controlul
asupra documentelor prin identificarea in mod efficient, monitorizarea si urmarirea acestora.
Intr-un algoritm de amprentare, un volum mare de date(audio, video) se mapeaza la un sir de
biti de o lungime mai scurta (ampre nta digitala a fisierului), care identifica in mod unic datele
originale. Aceste amprente digitale au destule caracteristici (detalii) pentru a identifica
continutul printr -o operatie de comparatie.

Autentificarea datelor multimedia

5

Figure 2.Digital fingerp rinting

Aplicatie. Specificatii software

Aplicatia este utilizata pentru analiza unei inregistrari audio in timp real de la
microfonul calculatorului si cautarea, prin comparatia caracteristicilor semnalului, a fisierului
audio original existent in rtr-o baza de date.

Aplicatia va functiona pe baza autentificarii clientului. Fiecare client va avea un cont,
in care va vedea cautarile recente ( efectuate cu cucces) din baza de date cu inregistrari. Clintul
va avea posibilitatea de a crea un cont nou s i de a -si modifica datele personale (username,
parola, etc.).

Odata pornita aplicatia, m icrofonul va inregistra 20 -30 de secunde, dupa care va
analiza datele (stocate intr -un vector). Aceste date sunt reprezentate in domeniu de timp
astfel:

Autentificarea datelor multimedia

6

Figure 3. Reprezentare in domeniul de timp

Dar aceste date sunt inutile, iar pentru a putea analiza semnalul trebuie sa facem o
analiza a spectrului acestuia, nu a datelor in domeniu timp. Deci trebuie sa transformam datele
intr-o analiza a spectrului.

Pentru aceasta trebuie sa aplicam Transformata Fourier discreta, care transforma
datele din dome niul timp in domeniul frecventa, dupa care vom avea un vector care contine
toate frecventele semnalului.

Urmatorul pas este de a dete rmina “partile cheie” ale inregistrarii, pe care la salvam ca
un hash si apoi incercam sa le portivim cu fisierele noastre audio din baza de date existent.

Cea mai importana parte a programului este procesul de portivire.

Avem nevoie de doua seturi de da te:
 O lista a inregistrariilor (Indexul inregistrarii – ID, Numele inregistrarii)

 O baza de date a codurilor hash: Map<Long, List>

Tipul de date Long din baza de date reprezinta codul hash propr -u zis, care are o lista
de DataPoints(care reprezinta un m oment din inregistrare – contin Id si timp )

private class DataPoint {

private int time;
private int songId;

public DataPoint (int songId, int time) {
this.songId = songId;
this.time = time;
}

Autentificarea datelor multimedia

7 public int getTime () {
return time;
}
public int getSongId () {
return songId;
}
}

Aplicatia va fi implementata in limbajul de programare Java si se va folosi de
urmatoarele elemente: o baza de date cat mai mare in care vor fi stocate inregistrari (melodii)
care pot fi recunoscute de program, o baza de date cu amprentele acestor melodii, un microfon
pentru inregistrarea sunetului.
Aplicatia va avea la dispozitie 20 -30 de secunde pentru a inregistra in timp real
sunetele si pentru a pro cesa informatia.
In cazul in care caracteristicile inregistrarii vor fi recunoscute si va exista o
portivire a acesteia cu o inregistrare din baza de date, aplicatia va returna fisierul audio
corespunzator, care va putea fi ascultat de catre utilizator.

Arhitectura programului:

Figure 4. Arhitectura simplificata a programului

Autentificarea datelor multimedia

8 Specificatii design

Diagrama use -case

O diagram use -case modeleaza comportamentul unui sistem sau o parte a sistemului,
si reprezinta o descriere a unui set de secvente de actiuni, incluzand variante, pe care sistemul
le efectueaza pentru a obtine un rezultat observabil. Continutul principal al unei diagrame de
acest tip este :
 Cazul de utilizare
 Actorii
 Dependenta, general izare, si relatiile de asociere

La deschiderea aplicatiei utilizatorul va avea optiunile de creare cont nou,
login/logout, schimbare date cont, inregistrare audio (optiune care contine 2 sub -task-uri:
renunta si vezi rezultate).

Figur e 5. Diagrama use -case

Autentificarea datelor multimedia

9
Diagrama de secventa

Figure 6.Diagrama de secventa

Aceasta diagrama prezinta interactiun ile dintre utilizator si sistem.
Prima actiune realizata de utilizator este logarea. Se trimite o cerere la server pentru
autentificare si in cazul in care operatiunea de logare se va efectua cu succes, serverul va
raspunde cu detaliile utilizatorului in cauza.

Apoi utilizatorul doreste sa inregistreze audio si tr imite o cerere de recunoastere la
server. Acesta va cauta in baza de date si va returna fisierul audio asociat. Acest fisier va fi
adaugat in playlist -ul utilizatorului si va fi disponibil pentru redare.

Plan de testare

Notiuni teoretice

Testarea est e procesul executiei programului cu scopul de a pune în evidenta erorile.
Detectarea erorilor este scopul principal al testarii. În acelasi timp, prezinta interes atât
dezvoltarea unor seturi de date de test adecvate care sa conduca la activarea erorilor p recum si
modalitatile de alocare a timpului necesar testarii, în special în sistemele de mare
complexitate .
Metodele de testare dinamica presupun executarea programului folosind asa numitele
date de test. Datele de test se construiesc conform cerintelor fu nctionale specificate iar
rezultatele furnizate de program se compara cu cele prezentate în specificatii.

Autentificarea datelor multimedia

10 Exemple de testare

Pasul 1. Logarea utilizatorului cu un username si o parola valide. Se asteapta afisarea
paginii de inceput, o interfata cu dat ele personale ale utilizatorului si cautarile recente
effectuate. Daca logarea nu a fost efectuata cu succes, se va relua operatiunea de logare,
utilizatorul fiind rugat sa reintroduce datele.
Pasul 2. Utilizatorul poate accesa optiune “Logout” de pe pagina principala. Se
asteapta afisarea interfetei de logare.
Utilizatorul poate crea un cont nouprin optiunea “Creare cont”, introducand datele
personale, si o parola cu care se va loga in aplicatie.
Pasul 3. Utilizatorul poate porni inregistrarea audio p rin optiunea “Search”. Programul
inregistreaza timp de 20 -30 de secunde si proceseaza datele. In cazul in care cautarea a avut
success, programul va returna melodia asociata inregistrarii utilizatorului, iar acesta o va
putea reda. In cazul in care operati a nu a avut succes, utilizatorului ii va aparea mesajul
“Cautare nereusita, va rugam incercati din nou!”, si astfel va putea reincerca.

Bibliografie

1. https://ro.wikipedia.org/wiki/Unified_Modeling_Language
2. http://www.uml -diagrams.org/
3. http://coding -geek.com/how -shazam -works/
4. https://www.plagiarismtoday.com/2007/10/09/watermarking -vs-fingerprinting –
a-war-in-terminology/
5. http://labrosa.ee.columbia.edu/~dpwe/resources/matlab/fingerprint/
6. http://www.wsj.com/video/what -they-know -your-digital –
finger print/49B4A220 -88A5 -4F53 -BA89 -20BBB0A83CB2.html
7. http://computer.howstuffworks.com/digital -fingerprinting6.htm