Tiêu chuẩn Quốc gia TCVN 11777-8:2018 Hệ thống mã hóa ảnh JPEG 2000

TIÊU CHUẨN QUỐC GIA

TCVN 11777-8:2018

ISO/IEC 15444-8:2007

WITH AMENDMENT 1:2008

CÔNG NGHỆ THÔNG TIN - HỆ THỐNG MÃ HÓA HÌNH ẢNH JPEG 2000 - BẢO MẬT JPEG 2000

Information technology - JPEG 2000 image coding system - Security issues for JPEG 2000 codestreams

Lời nói đầu

TCVN 11777-8:2018 hoàn toàn tương đương ISO/IEC-15444-8:2007 (và With amendment 1:2008).

TCVN 11777-8:2018 do Học viện Công nghệ Bưu chính Viễn thông biên soạn, Bộ Thông tin và Truyền thông đề nghị, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng thẩm định, Bộ Khoa học và Công nghệ công bố.

CÔNG NGHỆ THÔNG TIN - HỆ THỐNG MÃ HÓA HÌNH ẢNH JPEG 2000 - BẢO MẬT JPEG 2000

Information technology - JPEG 2000 image coding system - Security issues for JPEG 2000 codestreams

1  Phạm vi áp dụng

Tiêu chuẩn này quy định cụ thể khung làm việc, các khái niệm và phương pháp để bảo mật các dòng mã JPEG 2000. Phạm vi của tiêu chuẩn này định nghĩa:

1) cú pháp dòng mã chuẩn bao gồm thông tin giải thích dữ liệu ảnh bảo mật;

2) quy trình chuẩn đăng ký các công cụ JPSEC với một cơ quan đăng ký cung cấp một định danh duy nhất;

3) ví dụ tham khảo về các công cụ JPSEC trong các trường hợp sử dụng điển hình;

4) hướng dẫn tham khảo về cách triển khai các dịch vụ bảo mật và siêu dữ liệu liên quan.

Phạm vi của tiêu chuẩn này không mô tả các ứng dụng tạo ảnh bảo mật cụ thể hoặc hạn chế tạo ảnh bảo mật với các kỹ thuật cụ thể, nhưng nó tạo ra một khung làm việc cho phép mở rộng phát triển kỹ thuật tạo ảnh bảo mật trong tương lai.

2  Tài liệu viện dẫn

Tài liệu viện dẫn sau rất cần thiết cho việc áp dụng tiêu chuẩn này. Đối với các tài liệu viện dẫn ghi năm công bố thì áp dụng phiên bản được nêu. Đối với các tài liệu viện dẫn không ghi năm công bố thì áp dụng phiên bản mới nhất, bao gồm cả sửa đổi, bổ sung (nếu có).

ITU-T Recommendation T.800 (2002) | ISO/IEC 15444-1:2002, Information technology - JPEG2000 Image Coding System: Core coding system (Công nghệ thông tin - Hệ thống mã hóa ảnh JPEG 2000: Hệ thống mã hóa lõi).

ITU-T Recommendation T.801 (2002) | ISO/IEC 15444-2:2004, Information technology - JPEG 2000 image coding system: Extensions (Công nghệ thông tin - Hệ thống mã hóa ảnh JPEG 2000: Phần mở rộng).

ITU-T Recommendation T.803 (2002) | ISO/IEC 15444-4:2004, Information technology - JPEG 2000 image coding system: Conformance testing (Công nghệ thông tin - Hệ thống mã hóa ảnh JPEG 2000: Kiểm tra sự phù hợp).

ISO/IEC 13818-11:2004, Information technology - Generic coding of moving pictures and associated audio information - Part 11: IPMP on MPEG-2 systems (Công nghệ thông tin - Mã hóa chung của hình ảnh động và thông tin âm thanh liên quan - Phần 11: IPMP trên các hệ thống MPEG-2).

ISO/IEC 15444-6:2003, Information technology - JPEG 2000 image coding system - Part 6: Compound image file format (Công nghệ thông tin - Hệ thống mã hóa ảnh JPEG 2000 - Định dạng tập tin ảnh hợp thành).

ISO/IEC 15444-12:2005, Information technology - JPEG 2000 image coding system - Part 12: ISO base media file format (Công nghệ thông tin - Hệ thống mã hóa ảnh JPEG2000 - Định dạng tập tin truyền thông dựa trên ISO).

3  Thuật ngữ, định nghĩa

3.1

Kiểm soát truy cập (access control)

Phòng chống việc sử dụng trái phép nguồn tài nguyên, bao gồm cả phòng chống sử dụng nguồn tài nguyên theo một phương pháp trái phép.

3.2

Xác thực (authentication)

Quy trình xác minh danh tính được yêu cầu bởi (hoặc cho) một thực thể hệ thống.

3.2.1

Xác thực nguồn (source authentication)

Xác nhận rằng một thực thể nguồn đúng là thực thể nguồn được yêu cầu.

3.2.2

Xác thực ảnh mảnh/bán mảnh (fragile/semi-fragile image authentication)

Quy trình cho xác thực nguồn ảnh và xác minh tính toàn vẹn nội dung ảnh/dữ liệu ảnh có thể phát hiện bất kỳ thay đổi trong tín hiệu, xác định vị trí thay đổi và tín hiệu gì đã thay đổi trước đó.

CHÚ THÍCH - Nó phục vụ chứng minh tính xác thực của tài liệu. Sự khác biệt giữa xác thực ảnh mảnh và bán mảnh là xác thực ảnh mảnh để xác minh tính toàn vẹn dữ liệu ảnh, còn xác thực ảnh bán mảnh để xác minh tính toàn vẹn nội dung ảnh.

3.3

Tính bảo mật (confidentiality)

Thuộc tính mà thông tin không được cung cấp hoặc tiết lộ cho các cá nhân, các thực thể hoặc quy trình trái phép (không được xác thực).

3.4

Phân tách dữ liệu (data splitting)

Phương pháp để bảo vệ dữ liệu nhạy cảm khỏi truy cập trái phép bằng cách mã hóa dữ liệu và lưu trữ các phần khác nhau của tập tin trên các máy chủ khác nhau.

CHÚ THÍCH: - Khi truy cập dữ liệu phân tách thì các phần được lấy ra, kết hợp và giải mã. Người không được xác thực sẽ phải biết vị trí của các máy chủ chứa các phần, phải truy cập vào mỗi máy chủ, biết dữ liệu nào để kết hợp và làm thế nào để giải mã nó.

3.5

Giải mã (decryption, deciphering)

Quá trình chuyển đổi ngược của mã hóa.

3.6

Chữ ký số (digital signature)

Dữ liệu được thêm vào, hoặc biến đổi mật mã của, một đơn vị dữ liệu mà cho phép bên nhận đơn vị dữ liệu đó chứng minh nguồn gốc, tính toàn vẹn của đơn vị dữ liệu và bảo vệ chống lại sự giả mạo.

3.7

Mã hóa (encryption)

Chuyển đổi dữ liệu thành một bảng mã bằng một thuật toán mã hóa để ẩn các nội dung thông tin của dữ liệu.

CHÚ THÍCH: - Thuật ngữ thay thế cho thuật toán mã hóa là mật mã

3.8

Bản nhận dạng vân tay (fingerprints)

Đặc điểm của một đối tượng dùng để phân biệt với các đối tượng tương tự khác, cho phép chủ sở hữu theo dõi người dùng được ủy quyền phân phối chúng bất hợp pháp.

CHÚ THÍCH - Bản nhận dạng thường được thảo luận trong ngữ cảnh truy tìm kẻ phản bội.

3.9

Hàm băm (hash function)

Hàm chuyển đổi chuỗi bit có chiều dài bất kỳ thành chuỗi bit có chiều dài cố định, thỏa mãn hai thuộc tính sau:

CHÚ THÍCH: - Đối với một đầu ra cho trước, nó là tính toán không khả thi để tìm một đầu vào ánh xạ với đầu ra đó. Đối với một đầu vào cho trước, nó là tính toán không khả thi để tìm một đầu vào thứ hai ánh xạ với đầu ra tương tự. Tính khả thi tính toán phụ thuộc vào môi trường và yêu cầu bảo mật cụ thể của người sử dụng.

3.10

Tính toàn vẹn (integrity)

Thuộc tính bảo đảm tính chính xác và đầy đủ của thông tin, dữ liệu.

3.10.1

Tính toàn vẹn dữ liệu ảnh (image data integrity)

Thuộc tính đảm bảo dữ liệu không bị thay đổi hoặc bị phá hủy một cách trái phép.

3.10.2

Tính toàn vẹn nội dung ảnh (image content integrity)

Đảm bảo nội dung ảnh không bị sửa đổi bởi các bên trái phép, làm cho ý nghĩa nhận thức của nó bị thay đổi.

CHÚ THÍCH: - Nó cho phép các hoạt động bảo quản nội dung được thực hiện trên các ảnh mà không cần kích hoạt cảnh báo tính toàn vẹn.

3.11

Ứng dụng JPSEC (JPSEC application)

Mọi quy trình phần cứng hoặc phần mềm có khả năng sử dụng các dòng mã JPSEC bằng cách biên dịch cú pháp JPSEC để cung cấp các dịch vụ bảo mật cụ thể.

CHÚ THÍCH: - Một ứng dụng JPSEC sử dụng một hoặc một số công cụ JPSEC

3.12

Dòng mã JPSEC (JPSEC codestream)

Dãy bit thu được từ mã hóa và bảo mật hình ảnh bằng cách sử dụng các mã hóa JPEG 2000 và công cụ bảo mật JPSEC.

3.12.1

Thực thể JPSEC (JPSEC creator)

Thực thể tạo ra một dòng mã JPSEC từ một ảnh, một dòng mã JPEG 2000 hoặc một dòng mã JPSEC khác để cung cấp một số dịch vụ JPSEC.

3.12.2

Người sử dụng JPSEC (JPSEC consumer)

Là thực thể nhận một dòng mã JPSEC và đưa ra một dịch vụ JPSEC dựa trên dòng mã.

3.13

Dịch vụ JPSEC (JPSEC service)

Dịch vụ cung cấp bảo mật cho việc sử dụng ảnh JPEG 2000. Dịch vụ chống lại tấn công bảo mật và tận dụng một hoặc một vài công cụ JPSEC.

3.14

Cơ quan đăng ký JPSEC (JPSEC registration authority)

Bộ phận có trách nhiệm cung cấp một ID duy nhất tham chiếu với một công cụ JPSEC và lưu trữ danh sách tham số của mô tả công cụ JPSEC.

3.15

Công cụ chuẩn JPSEC (JPSEC tool)

Quy trình phần mềm hoặc phần cứng sử dụng kỹ thuật bảo mật để thực hiện dịch vụ bảo mật.

3.15.1

Công cụ quy chuẩn JPSEC (JPSEC normative tool)

Công cụ JPSEC sử dụng các mẫu công cụ được xác định trước để giải mã, xác thực hoặc băm được đặc tả bởi một phần quy chuẩn của tiêu chuẩn này.

3.15.2

Công cụ không quy chuẩn JPSEC (JPSEC non-normative tool)

Công cụ JPSEC được đặc tả bởi số nhận dạng được cho bởi Cơ quan đăng ký JPSEC hoặc bởi một ứng dụng định nghĩa theo người dùng.

3.15.3

Công cụ định nghĩa theo người dùng JPSEC (JPSEC user-defined tool)

Công cụ không quy chuẩn JPSEC được xác định bởi một ứng dụng định nghĩa theo người dùng.

3.15.4

Công cụ Cơ quan đăng ký JPSEC (JPSEC registration authority tool)

Công cụ không quy chuẩn JPSEC được xác định bởi Cơ quan đăng ký JPSEC.

3.16

Mô tả công cụ JPSEC (JPSEC tool description)

Mô tả các tham số được sử dụng bởi công cụ JPSEC.

3.17

Khóa (key)

Chuỗi các ký hiệu kiểm soát hoạt động của mã hóa và giải mã

3.17.1

Khóa đối xứng (symmetric keys)

Cặp khóa mà cả người khởi tạo và bên nhận đều sử dụng cùng khóa bí mật hoặc hai khóa có thể dễ dàng được tính từ khóa còn lại trong hệ thống mật mã.

3.17.2

Cặp khóa bất đối xứng (asymmetric key pair)

Cặp khóa quan hệ mà khóa riêng định nghĩa việc chuyển đổi riêng và khóa công khai định nghĩa việc chuyển đổi công khai.

3.17.2.1

Khóa riêng (private key)

Khóa của cặp khóa bất đối xứng của một thực thể mà sẽ không được tiết lộ.

3.17.2.2

Khóa công khai (public key)

Khóa của cặp khóa bất đối xứng của một thực thể có thể được công khai.

3.18

Chức năng tạo khóa (key generation, key generating function)

Chức năng mà từ một số tham số đầu vào (ít nhất một trong số đó phải bí mật), đưa ra các khóa đầu ra phù hợp với ứng dụng và thuật toán mong muốn.

3.19

Quản lý khóa (key management)

Tạo, lưu trữ, phân phối, xóa, đạt được và ứng dụng khóa phù hợp với chính sách bảo mật.

3.20

Mô phỏng mã đánh dấu (marker emulation)

Văn bản mật mã thu được từ quá trình mã hóa chứa một mã khởi tạo JPEG.

3.21

Thuật toán mã xác thực bản tin, hàm kiểm tra mật mã, hàm kiểm tra tổng mật mã (message authentication code algorithm, cryptographic check function, cryptographic checksum function)

Thuật toán để tính toán một hàm ánh xạ các chuỗi bit và một khóa bí mật vào các chuỗi bit có chiều dài cố định, đáp ứng hai thuộc tính sau:

- hàm được tính hiệu quả với bất kỳ khóa và bất kỳ chuỗi đầu vào nào;

- tính giá trị hàm trên bất kỳ chuỗi đầu vào mới nào thậm chí biết trước về tập các chuỗi đầu vào và giá trị hàm tương ứng, trong đó giá trị chuỗi đầu vào thứ i có thể được lựa chọn sau khi quan sát giá trị của hàm i-1 trước đó là tính toán không khả thi với bất kỳ khóa cố định và không biết trước.

CHÚ THÍCH: - Tính khả thi tính toán phụ thuộc vào môi trường và yêu cầu bảo mật cụ thể của người sử dụng.

3.21.1

Mã xác thực bản tin (MAC: message authentication code)

Chuỗi các bit là đầu ra của thuật toán MAC.

3.22

Tính không chối bỏ (non-repudiation)

Ràng buộc của một thực thể với giao dịch mà nó tham gia để giao dịch không bị bác bỏ sau đó (bị từ chối).

CHÚ THÍCH: - Bên nhận của một giao dịch có thể chứng minh cho một bên thứ ba trung lập rằng bên gửi được tuyên bố đã thực sự gửi các giao dịch.

3.23

Gói (packet)

Một phần của dòng bit JPEG 2000 Phần 1 (ITU-T Rec. T.800 | ISO/IEC 15444-1) bao gồm một mào đầu gói tin và dữ liệu ảnh được nén từ một lớp của phân khu ảnh của một độ phân giải của một khối ảnh thành phần.

CHÚ THÍCH: - Khái niệm này khác với thuật ngữ "gói" được sử dụng trong truyền dữ liệu qua mạng.

3.24

Bảo vệ (protection)

Quy trình để bảo vệ nội dung.

3.24.1

Khuôn mẫu bảo vệ (protection template)

Khuôn mẫu hoặc danh sách các trường tham số cần thiết để vận hành một phương pháp bảo vệ.

3.24.2

Phương pháp bảo vệ (protection method)

Phương pháp được sử dụng để tạo ra hoặc dùng nội dung được bảo vệ như mã hóa, giải mã, xác thực và kiểm tra tính toàn vẹn.

3.25

An toàn (security)

Tất cả các khía cạnh liên quan đến việc xác định, đạt được và duy trì tính bảo mật, tính toàn vẹn, tính sẵn có, chịu trách nhiệm, tính xác thực và độ tin cậy.

CHÚ THÍCH: - Một sản phẩm, hệ thống, hoặc dịch vụ được coi là bảo mật đến mức mà người sử dụng có thể tin rằng nó hoạt động (hoặc sẽ hoạt động) theo cách dự định. Điều này thường được xem xét trong ngữ cảnh đánh giá các mối đe dọa nhận thức hoặc thực tế.

3.26

Cú pháp báo hiệu (signalling syntax)

Tham số kỹ thuật của định dạng dòng mã JPSEC mà chứa tất cả các thông tin được yêu cầu để dùng ảnh JPEG 2000 bảo mật.

3.27

Chuyển mã (transcoding)

Hoạt động lấy một dòng mã được nén đầu vào và thích ứng hoặc chuyển đổi nó để tạo ra một dòng mã nén đầu ra có một số thuộc tính mong muốn.

3.27.1

Chuyển mã bảo mật (secure transcoding)

Hoạt động thực hiện chuyển mã, hoặc thích ứng một nội dung nén đầu vào được bảo vệ mà không bảo vệ nội dung.

CHÚ THÍCH: - Khái niệm chuyển mã bảo mật được sử dụng trái ngược với chuyển mã, nhấn mạnh rằng các hoạt động chuyển mã được thực hiện mà không ảnh hưởng đến bảo mật. Chuyển mã bảo mật cũng có thể được xem như thực hiện chuyển mã trong miền được mã hóa.

3.28

Thủy vân (watermark)

Tín hiệu ẩn thêm vào tín hiệu bao phủ để truyền tải dữ liệu ẩn.

3.28.1

Tạo thủy vân (watermarking)

Quy trình chèn dữ liệu đại diện cho một số thông tin vào dữ liệu đa phương tiện theo một trong hai cách sau đây:

- Cách tổn hao: tín hiệu bao phủ ban đầu sẽ không bao giờ có thể phục hồi khi thủy vân được nhúng.

- Các không tổn hao: tín hiệu bao phủ ban đầu có thể được phục hồi sau khi tách thủy vân.

3.29

Bộ giải mã thường (Normal decoder)

Bộ giải mã chuẩn là một quy trình để giải mã một dòng mã mà tuân thủ hoàn toàn với phần quy chuẩn của tiêu chuẩn mã hóa. Hành vi của nó không được xác định nếu nó cố gắng để giải mã một dòng mã không tuân thủ.

3.30

Bộ giải mã định dạng đáp ứng (Adaptive-format decoder)

Bộ giải mã định dạng đáp ứng là một quy trình để giải mã một dòng mã mà không tuân thủ hoàn toàn với phần quy chuẩn của tiêu chuẩn mã hóa. Nó sẽ tái tạo lại phương tiện (có thể với độ phân giải hoặc chất lượng thấp) ngay cả khi dòng mã có các gói bị thiếu hoặc mào đầu gói không phù hợp. Ví dụ, một bộ giải mã định dạng thích ứng có thể hiểu một dòng mã được chuyển mã đơn giản, chẳng hạn như một dòng mã trong đó có các gói tin có độ phân giải cao nhất đã bị xóa bỏ.

3.31

Dòng sơ cấp (Elementary stream (ES))

Dòng sơ cấp chứa một chuỗi các mẫu, mà mỗi mẫu có thể là một khung hình ảnh hoặc một phần tiếp theo của dữ liệu âm thanh. Một mẫu trong ES chứa dữ liệu phương tiện, cấu trúc dữ liệu byte, cấu trúc con trỏ, cấu trúc ngăn chứa, hoặc tổ hợp bất kỳ của các dữ liệu trên.

3.32

ES tự chứa (Self-Contained ES)

ES tự chứa chỉ chứa dữ liệu phương tiện mà định dạng của nó không được định nghĩa trong phụ lục E. ES tự chứa có thể được lưu trữ trong khung MDAT đồng vị trí với định dạng tập tin được đặc tả trong phụ lục E, hoặc được lưu trữ trong một tập tin riêng biệt có định dạng không được đặc tả trong phụ lục E.

3.33

ES soạn thảo (Composed ES)

ES soạn thảo có thể chứa một tổ hợp cấu trúc ngăn chứa, con trỏ và dữ liệu byte, nghĩa là các mẫu của nó được soạn thảo với dữ liệu từ các dòng sơ cấp khác. Một ES soạn thảo hoặc là dữ liệu bản sao (sử dụng cấu trúc dữ liệu byte) hoặc là dữ liệu tham chiếu (sử dụng con trỏ) từ các ES khác.

3.34

ES soạn thảo phân cấp (Scalable Composed ES)

ES soạn thảo phân cấp được tạo bởi các mẫu mà có thể không được giải mã bởi chính các mẫu đó. Nó có thể cần phải được kết hợp với các ES soạn thảo phân cấp khác để tạo thành một dòng mã có khả năng giải mã đầy đủ. ES soạn thảo phân cấp được thiết kế để hỗ trợ phân cấp, tức là, để làm cho dữ liệu phương tiện "có khả năng mỏng". Ví dụ, đối với một dòng mã JPEG 2000 chuyển động mà mỗi hình ảnh có ba lớp, nó có thể được chia thành 3 ES soạn thảo phân cấp: ES đầu tiên bao gồm tất cả dữ liệu lớp 0, ES thứ hai bao gồm tất cả dữ liệu lớp 1 và ES thứ ba gồm của tất cả dữ liệu lớp 2.

3.35

ES soạn thảo có khả năng giải mã (Decodable Composed ES)

ES soạn thảo có khả năng giải mã được tạo thành từ những mẫu mà có thể được giải mã bởi chính các mẫu đó. Nó được thiết kế cho đáp ứng đơn giản mà các bộ đáp ứng chỉ cần lấy dữ liệu được trỏ bởi cấu trúc con trỏ và loại bỏ băng ngoài để tạo thành một dòng mã phân cấp đầy đủ. Ví dụ, đối với một dòng mã JPEG 2000 chuyển động mà mỗi hình ảnh có ba lớp, nó có thể hình thành 3 ES soạn thảo có khả năng giải mã gồm: ES đầu tiên bao gồm dữ liệu lớp 0, ES thứ hai bao gồm dữ liệu lớp 0 và lớp 1 và ES thứ ba gồm dữ liệu lớp 0, 1 và 2.

3.36

Bộ chuyển mã /Bộ thích ứng (Adaptor/transcoder)

Bộ chuyển mã /bộ thích ứng là một quá trình chuyển đổi dữ liệu phương tiện thành mức phân cấp thấp hơn, như độ phân giải thấp hơn hoặc tỷ lệ bit hoặc chất lượng thấp hơn, bằng cách loại bỏ các phần của tập tin. Bộ chuyển mã /bộ thích ứng có thể chuyển đổi dữ liệu phương tiện dựa trên thông tin đặc tả trong phục lục E. Một bộ chuyển mã /bộ thích ứng sẽ cập nhật các giá trị độ lệch byte trong các tham số định dạng tập tin bị tác động bởi quy trình này.

3.37

Bộ chuyển mã /Bộ thích ứng bảo mật (Secure adaptor/transcoder)

Bộ chuyển mã /Bộ thích ứng bảo mật là một quy trình chuyển đổi dữ liệu phương tiện được nhận thực hoặc mã hóa mà không cần thiết giải mã hoặc tạo lại MAC hoặc chữ ký. Vì vậy, bảo mật đầu cuối - đầu cuối còn lại dành cho dữ liệu phương tiện chuyển mã.

3.38

Bộ chuyển mã /Bộ thích ứng nhận biết JPEG 2000 (JPEG 2000-aware adaptor/transcoder)

Bộ chuyển mã /Bộ thích ứng nhận biết JPEG 2000 kết hợp một hoặc nhiều ES soạn thảo phân cấp để hình thành một dòng mã phương tiện có khả năng giải mã đầy đủ. Nó cần phải có khả năng tạo ra các mào đầu và mã đánh dấu của dòng mã phương tiện và sửa đổi chỉ số gói, do đó dòng mã được thích ứng được giải mã bởi một bộ giải mã thường. Nó cũng có thể thêm các gói trống để thay thế những gói bị loại bỏ, hoặc nó có thể chèn mã đánh dấu POC.

3.39

Bộ chuyển mã /Bộ thích ứng đơn giản (Simple adaptor/transcoder)

Bộ chuyển mã /Bộ thích ứng đơn giản có khả năng chuyển đổi dữ liệu dựa trên thông tin được đặc tả trong phụ lục E. Nó không có khả năng tạo ra các mào đầu phương tiện hoặc sửa đổi các chỉ số gói. Nó chỉ đơn giản là lấy dữ liệu được trỏ bởi cấu trúc con trỏ, loại bỏ các lớp bao và dòng mã thu được, được giải mã bởi bộ giải mã định dạng thích ứng, có thể đối phó với các gói tin bị mất và mào đầu không phù hợp.

3.41

Bộ chuyển mã /Bộ thích ứng xác thực (Authentication adaptor/transcoder)

Bộ chuyển mã /Bộ thích ứng xác thực loại bỏ dữ liệu mà không thể kiểm chứng với dữ liệu xác thực và dữ liệu phương tiện có sẵn. Ví dụ, trong một hệ thống trực tuyến, một số gói phương tiện có thể bị mất trong quá trình truyền. Một bộ nhận định dạng tập tin có thể tái tạo lại các dữ liệu nhận được hết khả năng của mình dựa trên những dữ liệu có sẵn. Sau đó, một bộ chuyển mã/Bộ thích ứng xác thực có thể xác định dữ liệu có thể được xác nhận, và loại bỏ các gói tin không được xác minh. Các tập tin kết quả chỉ có chứa dữ liệu xác minh, được giải mã.

3.41

Ngăn chứa (Container)

Cấu trúc ngăn chứa được sử dụng để bao một mẫu trong một ES soạn thảo. Nó có thể chứa số lượng bất kỳ dữ liệu byte hoặc cấu trúc con trỏ, nhưng không được phép chứa một cấu trúc ngăn chứa khác.

3.42

Con trỏ (Pointer)

Cấu trúc con trỏ được sử dụng để tham chiếu một đoạn dữ liệu trong ES khác. Nó phải được chứa bên trong một cấu trúc ngăn chứa.

3.42

Dữ liệu byte (ByteData)

Cấu trúc dữ liệu byte được sử dụng để bao một đoạn dữ liệu mà được đặt vật lý trong một ES soạn thảo. Nó phải được chứa bên trong một cấu trúc ngăn chứa.

3.42

Mã 4CC (4CC Code)

Mã 4CC là một bộ định dạng 32-bit, thường có 4 ký tự có thể in. Một mã 4CC có thể được sử dụng để chỉ loại tập tin, loại khung định dạng tập tin, loại rãnh từ định dạng tập tin, loại mô tả mẫu định dạng tập tin và loại tham chiếu rãnh từ định dạng tập tin. Một mã 4CC phải được đăng ký với cơ quan đăng ký.

4  Chữ viết tắt

5  Cú pháp JPSEC

5.1  Tổng quan khung làm việc JPSEC

JPSEC xác định một khung làm việc để bảo vệ dữ liệu được mã hóa JPEG 2000. Cốt lõi của tiêu chuẩn này là đặc điểm kỹ thuật của cú pháp ảnh JPEG 2000 bảo mật, dòng mã JPSEC. Cú pháp hướng tới dữ liệu được mã hóa JPEG 2000 và cho phép bảo vệ toàn bộ dòng mã hoặc các phần của dòng mã. Trong mọi trường hợp, dữ liệu được bảo vệ (nghĩa là dòng mã JPSEC) phải tuân theo cú pháp quy chuẩn trong tiêu chuẩn này.

Hình 1 - Tổng quan các bước khái niệm trong khung làm việc JPSEC

Để các dòng mã JPSEC gắn với một số dịch vụ bảo mật JPSEC bao gồm tính bảo mật, xác thực nguồn và nội dung.

Cú pháp báo hiệu xác định:

- Những dịch vụ bảo mật nào được kết hợp với dữ liệu ảnh;

- Những công cụ JPSEC nào được yêu cầu để cung cấp các dịch vụ tương ứng;

- Cách thức các công cụ JPSEC được áp dụng;

- Các phần nào của dữ liệu ảnh được bảo vệ.

Cú pháp của dòng mã JPSEC được quy chuẩn. Mục đích để cho phép các ứng dụng JPSEC sử dụng dòng mã JPSEC theo một cách tương thích (xem Hình 1). Ứng dụng người sử dụng JPSEC diễn giải dòng mã JPSEC, xác định và áp dụng các công cụ JPSEC được báo hiệu, cung cấp các dịch vụ bảo mật tương ứng và sau đó chuyển sang dòng mã JPEG 2000 đầu ra hoặc ảnh để xử lý tiếp theo, ví dụ như một trình xem ảnh.

Như trong trường hợp C của Hình 1, dòng mã JPSEC có thể được tạo ra từ một dòng mã JPSEC khác. Điều này có thể phát sinh khi nhiều công cụ JPSEC được áp dụng cho cùng một nội dung, nhưng ở thời điểm khác nhau hoặc bởi thực thể khác nhau. Khi điều này xảy ra, trình tự mà các công cụ JPSEC được áp dụng trong các hoạt động khởi tạo và tiêu thụ phải được chú ý.

Cú pháp báo hiệu xác định các công cụ được sử dụng bởi người sử dụng JPSEC. Công cụ được xác định bởi phần quy định của tiêu chuẩn hoặc bởi cơ quan đăng ký hoặc bởi các công cụ riêng. Các công cụ chuẩn hóa hỗ trợ tính bảo mật (thông qua các công cụ mã hóa) và xác thực nguồn, nội dung. Chúng tính đến loại tương tác cao nhất vì triển khai quá trình sử dụng độc lập với nhau nên có thể xử lý cùng các dòng mã JPSEC và hoàn lại các dịch vụ tương ứng với cách xử lý tương tự.

Cách thức mà các dòng mã JPSEC được tạo ra không nằm trong phạm vi của Tiêu chuẩn này. Để tuân thủ, bộ tạo JPSEC phải tạo ra dòng mã JPSEC bao gồm báo hiệu JPSEC thích hợp. Dòng mã JPEC có thể được tạo ra theo một số cách. Ví dụ, một công cụ JPSEC có thể được áp dụng cho các điểm ảnh hoặc nó được áp dụng với các hệ số sóng con, các hệ số lượng tử hóa hoặc các gói tin.

Người dùng có thể thực hiện một hoặc nhiều công cụ JPSEC. Ví dụ, có thể thực hiện giải mã bằng cách sử dụng thuật toán mã hóa khối AES trong chế độ ECB và xác minh chữ ký sử dụng hàm băm SHA và một khóa công khai RSA. Với những khả năng này, nó có thể thực hiện các dịch vụ bảo mật bảo mật và xác thực.

Trong khung làm việc JPSEC, công cụ JPSEC được quy định bởi các khuôn mẫu, xác định theo cách riêng, hoặc được đăng ký bởi một Cơ quan đăng ký của JPSEC. Công cụ JPSEC được đặc tả bởi các khuôn mẫu có cách xử lý duy nhất do đó không yêu cầu nhận dạng duy nhất. Những quy định cơ quan đăng ký có liên quan đến số nhận dạng duy nhất được cung cấp bởi đăng ký chung.

5.2  Dịch vụ bảo mật JPSEC

Mục tiêu trong điều này là liệt kê và giải thích các chức năng được bao gồm trong phạm vi của Tiêu chuẩn này.

Công cụ JPSEC được sử dụng để thực hiện các chức năng bảo mật. JPSEC là một khung làm việc mở, có nghĩa là nó có thể mở rộng trong tương lai. Hiện nay nó tập trung vào các khía cạnh sau:

- Tính bảo mật thông qua mã hóa và mã hóa chọn lọc

Một tập tin JPSEC có thể hỗ trợ chuyển đổi (ảnh và/hoặc siêu dữ liệu) dữ liệu (dạng thuần văn bản) thành một dạng (văn bản mật mã) che dấu ý nghĩa ban đầu của dữ liệu. Với mã hóa chọn lọc, không cần phải mã hóa toàn bộ ảnh và/hoặc siêu dữ liệu mà chỉ mã hóa một phần của ảnh và/hoặc siêu dữ liệu.

- Xác minh tính toàn vẹn

Một tập tin JPSEC có thể hỗ trợ phương pháp phát hiện các thao tác đối với ảnh và/hoặc siêu dữ liệu và do đó kiểm tra tính toàn vẹn của chúng. Có hai loại xác minh tính toàn vẹn:

1) Xác minh tính toàn vẹn dữ liệu ảnh mà chỉ một bit dữ liệu ảnh bị lỗi dẫn đến việc xác minh thất bại (ví dụ, xác minh trả về "không toàn vẹn"). Xác minh này cũng thường tham chiếu đến xác minh (tính toàn vẹn) ảnh mảnh.

2) Xác minh tính toàn vẹn nội dung ảnh mà một số thay đổi ngẫu nhiên của dữ liệu ảnh dẫn đến xác minh thành công miễn là sự thay đổi này không thay đổi nội dung ảnh dưới hệ thống thị giác của người xem; nói cách khác, ý nghĩa nhận thức ảnh không thay đổi. Xác minh này cũng thường tham chiếu đến xác minh (tính toàn vẹn) ảnh bán mảnh.

Xác minh tính toàn vẹn ảnh mảnh hoặc bán mảnh này có thể xác định các vị trí trong nội dung ảnh/ dữ liệu ảnh nơi mà tính toàn vẹn cần được xem xét. Giải pháp có thể bao gồm:

1) Phương pháp mật mã như mã xác thực bản tin (MAC), chữ ký số, tổng kiểm tra mật mã hoặc băm có khóa.

2) Phương pháp dựa trên công nghệ tạo thủy vân. Tiêu chuẩn này không xác định khuôn mẫu quy chuẩn cho công nghệ tạo thủy vân, mặc dù nó hỗ trợ các công cụ không quy chuẩn sử dụng công nghệ tạo thủy vân.

3) Sự kết hợp của hai phương pháp trên.

- Xác thực nguồn

Một tập tin JPSEC phải hỗ trợ xác minh danh tính của người dùng / bên mà tạo ra tập tin JPSEC. Nó bao gồm các phương pháp ví dụ như chữ ký số hoặc mã xác thực bản tin (MAC).

- Truy cập có điều kiện

Một tập tin JPSEC phải hỗ trợ cơ chế và chính sách để cấp hoặc hạn chế quyền truy cập vào dữ liệu ảnh hoặc các phần của chúng. Điều này cho phép xem ảnh trong chế độ phân giải thấp (xem trước) mà không cần phải xem với độ phân giải cao hơn.

- Nhận dạng nội dung được đăng ký

Một tập tin JPSEC có thể được đăng ký tại Cơ quan đăng ký nội dung. Nó hỗ trợ một phương pháp ánh xạ nội dung ảnh/dữ liệu ảnh (đã được công bố) với nội dung ảnh / dữ liệu ảnh đã được đăng ký. Ví dụ một phương pháp như: đọc một bộ định dạng tập tin (Giấy phép) được đặt bên trong siêu dữ liệu, kiểm tra sự phù hợp giữa tấm giấy phép này và các thông tin được tải lên khi quá trình đăng ký đã hoàn thành. Giấy phép có thể chứa đủ thông tin để có thể yêu cầu thông tin từ Cơ quan đăng ký nội dung mà tập tin đã được đăng ký và xác minh rằng tập tin tương ứng với định danh.

- Chuyển mã bảo mật và tạo dòng phân cấp bảo mật

Một tập tin JPSEC hoặc chuỗi các gói có thể hỗ trợ các phương pháp sao cho các nút giống và khác nhau có thể thực hiện tạo dòng và chuyển mã mà không cần phải giải mã hoặc không cần bảo vệ nội dung. Ví dụ, trường hợp nội dung JPEG 2000 được bảo vệ được truyền đến một điểm giữa mạng hoặc proxy mà tại đó lần lượt chuyển mã nội dung JPEG 2000 được bảo vệ theo cách giữ bảo mật đầu cuối đến đầu cuối.

5.3  Nhận xét về thiết kế và cài đặt hệ thống JPSEC bảo mật

Tiêu chuẩn này hỗ trợ một tập các dịch vụ bảo mật đầy đủ và mềm dẻo. Ví dụ, phương pháp mã hóa gốc có thể được áp dụng theo nhiều cách khác nhau để đạt được mục tiêu khác nhau, từ mã hóa toàn bộ dòng mã sử dụng JPEG 2000 đến mã hóa chọn lọc chỉ một phần nhỏ của dòng mã. Tuy nhiên, cần cẩn trọng khi thực hiện bất kỳ hệ thống bảo mật nào bao gồm cả hệ thống bảo mật dựa trên JPSEC.

Các nhà thiết kế của bất kỳ hệ thống bảo mật nào cần cẩn thận xem xét các nguyên tắc được khuyến nghị cho các hệ thống bảo mật gốc đang được triển khai. Đối với hầu hết các hệ thống bảo mật gốc sử dụng JPSEC, tiêu chuẩn ISO/IEC liên quan cung cấp chỉ dẫn quan trọng về việc sử dụng chính xác chúng. Ví dụ, để mã hóa bằng cách sử dụng một thuật toán mã khối và một chế độ mã hóa khối liên quan (Bảng 29), hướng dẫn để vận hành và lựa chọn chế độ mật mã khối được đưa ra trong ISO/IEC 10116.

Ngoài ra, trong nhiều ứng dụng bảo mật, xác thực là dịch vụ bảo mật quan trọng nhất. Ngay cả khi tính bảo mật chính là dịch vụ bảo mật đích, thì nó cần được tăng cường bằng cách xác thực để ngăn chặn các hình thức tấn công khác nhau. Cụ thể, trong nhiều ứng dụng tạo ảnh mà mục đích chính là tính bảo mật thì xác thực cần được sử dụng.

Quản lý khóa nằm ngoài phạm vi của JPSEC, tuy nhiên mức độ rủi ro của nó vẫn phải được nhấn mạnh. Hết sức quan trọng trong bất kỳ hệ thống mã hóa nào là quản lý các khóa bí mật mã dung để kiểm soát vận hành. Nếu các khóa bị tổn hại, thì bảo mật của toàn bộ hệ thống bị tổn hại mà sự tổn hại có thể không được phát hiện. Do đó, bắt buộc các khóa được tạo ra, phân phối, lưu trữ và tiêu hủy ở một mức độ bảo mật mà ít nhất là ngang bằng với các dữ liệu mà nó đang bảo vệ. Hơn nữa, do một khóa bị tổn hại tăng theo thời gian, nên các khóa chỉ được sử dụng cho một vòng đời khóa cố định. Để biết thêm thông tin về việc sử dụng và quản lý các khóa bí mật mã, xem ISO / IEC 11770.

Như với tất cả các hệ thống bảo mật, việc sử dụng các hoạt động mật mã phải trong suốt hoàn toàn với người dùng. Nghĩa là, người sử dụng không cần biết các thông tin về các hoạt động mật mã, ngoại trừ đầu ra. Ví dụ, người dùng sẽ không thể truy cập thông tin về lý do tại sao một hoạt động mật mã không thành công để sinh ra một đầu ra. Tương tự như vậy, người dùng sẽ không thể tìm ra bất kỳ thông tin thêm nào, ngay cả khi họ phải viện đến đo "kênh phụ" như phân tích công suất và/hoặc thời gian. Tóm lại, người dùng sẽ không thể nhận thấy bất kỳ sự khác biệt trong bất kỳ ứng dụng kết quả đầu ra, bất kể những gì mà các ứng dụng đang làm, vì nếu đây không phải là trường hợp rò rỉ thông tin thì cũng có thể dẫn đến khả năng thỏa hiệp bảo mật của hệ thống.

Tóm lại, các nhà thiết kế của bất kỳ hệ thống bảo mật nào bao gồm cả hệ thống dựa trên JPSEC phải chú ý đến các chi tiết của thiết kế hệ thống để đảm bảo một hệ thống bảo mật.

5.4  Đoạn căn chỉnh byte (BAS)

5.4.1  Đoạn căn chỉnh byte

Để cung cấp báo hiệu mở rộng cho các lớp và các chế độ, Tiêu chuẩn này sử dụng một cấu trúc dữ liệu chiều dài biến đổi được gọi là "đoạn căn chỉnh byte" (BAS). Các trường tham số với số các trường có thể mở rộng được biểu diễn với cấu trúc Field BAS (FBAS). Giá trị tham số có khoảng rộng được biểu diễn với cấu trúc Range BAS (RBAS).

Như minh họa trong hình 2, BAS bao gồm một chuỗi của một hay nhiều byte BAS. Bit có trọng số lớn nhất (MSB) của mỗi byte BAS cho biết sự tồn tại của một byte BAS sau. Cụ thể, nếu MSB = 1 thì tiếp theo là byte BAS, trong khi nếu MSB = 0 thì không tồn tại byte BAS kế tiếp và cấu trúc BAS bị chấm dứt. Các bit có trọng số nhỏ nhất còn lại của mỗi byte BAS được nối để tạo thành một danh sách các bit được sử dụng theo nhiều cách khác nhau cho các tham số BAS khác nhau. Thông thường, chúng được sử dụng kết hợp với một danh sách tham số mà có một số lượng phần tử và mỗi bit BAS được thiết lập bằng 1 hoặc 0 cho thông tin cỡ về thành phần tương ứng của nó. Cấu trúc linh hoạt này đã được lựa chọn vì phân cấp của nó đối với phát triển tương lai của tiêu chuẩn, vì nó cho phép các tham số mới được báo hiệu một cách mở rộng.

Hình 2 - Cấu trúc đoạn căn chỉnh byte (BAS)

5.4.2  Đoạn căn chỉnh trường byte (FBAS)

Một FBAS là một loại BAS mà các bit còn lại của byte BAS được sử dụng để thiết lập các trường thành 1 hoặc 0. Một ví dụ của việc sử dụng FBAS là lớp mô tả các vùng ảnh hưởng (DCzoi), nơi có thể đặc tả nhiều mô tả ảnh chẳng hạn như chỉ số khối ảnh, độ phân giải và thành phần màu sắc. Để làm điều này, thì lập cờ với 3 bit BAS tương ứng với khối ảnh, độ phân giải và màu sắc bằng 1.

Ví dụ, nếu muốn biểu diễn một Field BAS có 9 trường, từ f1 tới f9, sẽ cần phải sử dụng nhiều nhất là hai byte BAS. Nếu hai byte này là byte "a" và byte "b", và bit có trọng số lớn nhất của mỗi byte là a0 và b0, thì FBAS sẽ như sau:

a0 a1 a2 a3 a4 a5 a6 a7 | b0 b1 b2 b3 b4 b5 b6 b7

a0 và b0 là các bit chỉ thị. Trường f1 tới f7 được biểu diễn bởi bit a1 tới a7, trường f8 là bởi bit b1 và trường f9 là bởi bit b2. Các bit còn lại b3 đến b7 được dành riêng và thiết lập bằng 0.

a0 f1 12 f3 f4 f5 f6 f7 | b0 f8 f9 0 0 0 0 0

Khi được sử dụng trong một dòng JPSEC, FBAS trong ví dụ này có thể được biểu diễn bởi một hoặc hai byte, tùy thuộc vào giá trị thực tế của trường. Điều này xuất phát từ thực tế là giá trị mặc định của các trường là 0. Vì vậy, nếu các trường f8 và f9 không được thiết lập (ví dụ, giá trị của chúng là 0), thì byte thứ hai của BAS là không cần thiết và a0 được thiết lập bằng 0. Mặt khác, nếu trường 8 hoặc trường 9 được thiết lập, thì hai byte là cần thiết. Trong trường hợp này, a0 được thiết lập bằng 1 và b0 được thiết lập bằng 0.

Chú ý rằng các bit trường được "căn chỉnh bên trái". Điều này cho phép thêm nhiều trường theo thời gian một cách thích hợp.

5.4.3  Đoạn căn chỉnh khoảng byte (RBAS)

RBAS được sử dụng để mở rộng khoảng hoặc số lượng các bit được sử dụng để biểu diễn cho một giá trị. Có hai loại RBAS, RBAS-8 và RBAS-16.

Các RBAS-8 chứa một hoặc nhiều byte RBAS gồm các bit của giá trị. Như trong FBAS, bit đầu tiên của mỗi byte biểu thị có byte RBAS tiếp theo không.

Không giống như các FBAS, RBAS là "căn chỉnh bên phải". Vì vậy, nếu một giá trị có 9 bit có nghĩa từ v1 đến v9, trong đó v1 là bit có trọng số lớn nhất, thì nó sẽ được biểu diễn bằng hai byte BAS:

a0 a1 a2 a3 a4 a5 a6 a7 | b0 b1 b2 b3 b4 b5 b6 b7

như sau:

1 0 0 0 0 0 v1 v2 | 0 v3 v4 v5 v6 v7 v8 v9

Nếu giá trị nhỏ mà bit v1 và v2 là bằng không, thì biểu diễn hai byte trên có thể được sử dụng với v1 và v2 thiết lập bằng không, hoặc một byte RBAS được sử dụng như sau:

0 v3 v4 v5 v6 v7 v8 v9

Các RBAS-16 có thể được dùng để biểu diễn cho các giá trị mà thường là lớn hơn 7 bit nhưng ít hơn 15 bit. Trong trường hợp này, đoạn RBAS đầu tiên là hai byte mà bit đầu tiên là bit chỉ thị và 15 bit tiếp theo là bit giá trị, sau đó các byte còn lại mở rộng thêm một byte cùng lúc sử dụng cấu trúc BAS điển hình trong đó bit đầu tiên của mỗi byte là bit chỉ thị của byte BAS theo sau.

a0 a1 a2 a3 a4 a5 a6 a7 | b0 b1 b2 b3 b4 b5 b6 b7 | c0 c1 c2 c3 c4 c5 c6 c7

Nếu một giá trị tham số có 22 bit, thì nó có thể được biểu diễn bởi cấu trúc 3 byte RBAS-16 như bên dưới, trong đó a0 và c0 là các bit chỉ thị để xác định xem có hay không một byte BAS theo sau. Mọi byte BAS còn lại là các phân đoạn BAS một byte cơ bản.

a0 v1 v2 v3 v4 v5 v6 v7 | v8 v9 v10 v11 v12 v13 v14 v15 | c0 v16 v17 v18 v19 v20 v21 v22

Vì vậy, các bit chỉ thị sẽ được thiết lập như sau:

1 v1 v2 v3 v4 v5 v6 v7 | v8 v9 v10 v11 v12 v13 v14 v15 | 0 v16 v17 v18 v19 v20 v21 v22

Đối với cả hai RBAS-8 và RBAS-16, các bit giá trị đều được "căn chỉnh bên phải".

5.5  Mã đánh dấu bảo mật chính (SEC)

5.5.1  Đoạn mã đánh dấu bảo mật

Trong mục này, chúng ta trình bày một cú pháp đơn giản và linh hoạt nhưng mạnh mẽ cho báo hiệu JPSEC. Đoạn mã đánh dấu SEC được xác định cho mục đích này và được đặt trong mào đầu chính. Cú pháp đoạn mã đánh dấu SEC tính đến mô tả tất cả các thông tin cần thiết để bảo mật ảnh JPEG 2000. Để làm như vậy, cần tham chiếu đến các công cụ quy chuẩn JPSEC được quy định bởi các khuôn mẫu được mô tả trong 5.8 hoặc các công cụ không quy chuẩn JPSEC mà được đăng ký ưu tiên bởi Cơ quan đăng ký JPSEC hoặc theo cách riêng và nó tạo ra các quy định để xử lý các tham số liên quan đến những công cụ này.

Một dòng mã JPSEC có thể được bảo vệ bởi một hoặc nhiều công cụ JPSEC. Mỗi công cụ là một công cụ quy chuẩn JPSEC hoặc công cụ không quy chuẩn JPSEC. Các tham số cho những công cụ này được báo hiệu trong một hoặc nhiều đoạn mã đánh dấu SEC nằm trong mào đầu chính của dòng mã sau đoạn mã đánh dấu SIZ. Khi nhiều đoạn mã đánh dấu SEC được sử dụng, chúng được nối và xuất hiện liên tiếp trong mào đầu chính. Trong hầu hết các trường hợp, tất cả các tham số JPSEC có thể được báo hiệu trong đoạn mã đánh dấu SEC. Tuy nhiên, trong một số trường hợp độ dài của báo hiệu có thể vượt quá kích thước đoạn mã đánh dấu tối đa. Khi điều này xảy ra, các đoạn mã đánh dấu SEC bổ sung có thể được sử dụng để báo hiệu.

Hình 3 cho thấy cú pháp của đoạn mã đánh dấu SEC. Đoạn được báo hiệu bởi mã đánh dấu SEC 0xFF65. L_SEC là chiều dài của đoạn mã đánh dấu SEC, bao gồm 2 byte cho L_SEC, nhưng không phải là hai byte cho bản thân mã đánh dấu SEC. Z_SEC là chỉ số đoạn mã đánh dấu SEC. Z_SEC được thiết lập bằng 0 cho đoạn mã đánh dấu đầu tiên xuất hiện trong dòng mã. P_sec là một trường tham số mô tả các tham số bảo mật liên quan đến toàn bộ dòng mã và chỉ tồn tại trong đoạn mã đánh dấu SEC đầu tiên, tức là nếu Z_SEC = 0. Cú pháp hỗ trợ việc sử dụng một số công cụ JPSEC được báo hiệu trong một hoặc nhiều đoạn mã đánh dấu. Nếu có nhiều hơn một công cụ JPSEC được sử dụng, thì người dùng JPSEC sẽ xử lý các công cụ theo thứ tự mà chúng xuất hiện trong dòng mã.

Hình 3 - Cú pháp đoạn mã đánh dấu bảo mật chính

SEC: mã mã đánh dấu. Bảng 1 cho thấy các kích thước và giá trị của các ký hiệu và các tham số cho đoạn mã đánh dấu bảo mật chính.

L_SEC: Chiều dài của đoạn mã đánh dấu tính theo byte (bao gồm cả L_SEC nhưng không bao gồm mã đánh dấu).

Z_SEC: Chỉ số của đoạn mã đánh dấu này liên quan đến tất cả các đoạn mã đánh dấu SEC khác có mặt trong mào đầu hiện tại. Trường này sử dụng cấu trúc RBAS.

P_SEC: trường tham số cho các tham số bảo mật dòng mã. Trường này chỉ xuất hiện trong đoạn mã đánh dấu SEC đầu tiên, tức là khi Z_SEC bằng 0.

Tool⁽ⁱ⁾: Các tham số cho công cụ JPSEC i. Nếu nhiều công cụ JPSEC được báo hiệu thì người sử dụng JPSEC sẽ xử lý mỗi công cụ theo thứ tự xuất hiện trong dòng mã JPSEC.

Bảng 1 - Các giá trị tham số bảo mật chính

Hình 4 cho thấy cú pháp của các tham số bảo mật trong mào đầu chính khi nhiều đoạn mã đánh dấu SEC được sử dụng. Trong trường hợp này, các tham số công cụ JPSEC ở trong các đoạn mã đánh dấu SEC khác nhau. Mỗi đoạn mã đánh dấu bắt đầu với mã đánh dấu SEC 0xFF65 và được theo sau bởi chiều dài và chỉ số của đoạn mã đánh dấu. Chỉ số của các đoạn mã đánh dấu đầu tiên được thiết lập bằng 0 và sẽ tăng thêm một cho mỗi đoạn mã đánh dấu theo thứ tự nó xuất hiện. Chỉ có đoạn mã đánh dấu đầu tiên chứa các tham số bảo mật cho dòng mã, P_sec. Tất cả các đoạn mã đánh dấu chứa các tham số cho một hoặc nhiều công cụ JPSEC.

Hình 4 - Cú pháp mã đánh dấu bảo mật chính khi nhiều đoạn mã đánh dấu được sử dụng

Nếu cần thiết, mô tả công cụ JPSEC có thể kéo dài nhiều đoạn mã đánh dấu SEC, ví dụ như điều này có thể xảy ra nếu nó yêu cầu chiều dài vượt quá kích thước mã đánh dấu SEC tối đa. Khi chiều dài của mô tả công cụ được xác định hoàn toàn thì bộ tạo JPSEC chỉ đơn giản là chia tách công cụ trên đoạn mã đánh dấu SEC. Bộ giải mã sau đó sẽ nối tất cả các phân đoạn, trừ mã đánh dấu SEC và các giá trị L_SEC và Z_SEC và sau đó làm rõ các công cụ phù hợp.

P_sec là một trường tham số mô tả các tham số bảo mật cho toàn bộ dòng mã ngược lại với một công cụ đặc thù. Điều này được sử dụng để chỉ ra các sự kiện như tuân thủ JPEG 2000 Phần 1 hoặc sử dụng các mã đánh dấu INSEC. Các tham số P_sec được thể hiện trong hình 5.

Hình 5 - Cú pháp các tham số bảo mật dòng mã (P_SEC)

F_PSEC: Cờ để chỉ ra nếu mã đánh dấu đoạn INSEC được sử dụng, nếu nhiều phân đoạn SEC mã đánh dấu được sử dụng, nếu dòng mã dữ liệu JPEG 2000 Phần 1 gốc đã được sửa đổi, và nếu sử dụng thẻ TRLCP được định nghĩa, cấu trúc FBAS được sử dụng bởi trường này.

N_tools: Số các công cụ JPSEC được sử dụng trong dòng mã. Trường này sử dụng cấu trúc RBAS.

I_max: Giá trị chỉ số công cụ tối đa được sử dụng trong dòng mã. Trường này sử dụng cấu trúc RBAS.

P_TRLCP: Tham số trường để xác định định dạng của thẻ TRLCP. Trường này tồn tại nếu F_TRLCP = 1.

Bảng 2 - Các tham số bảo mật dòng mã (P_SEC) trong đoạn mã đánh dấu SEC đầu tiên

F_PSEC là một cấu trúc FBAS dùng để chỉ số cờ tham số về dòng mã JPSEC. Các trường được biểu diễn bởi F_PSEC được thể hiện trong Bảng 3. F_INSEC được thiết lập để 1 nếu mã đánh dấu INSEC được sử dụng trong dòng mã JPSEC. F_multiSEC được thiết lập bằng 1 nếu có nhiều đoạn mã đánh dấu SEC được sử dụng trong dòng mã JPSEC. F_mod được thiết lập bằng 1 nếu dữ liệu JPEG 2000 ban đầu đã bị thay đổi trong dòng mã JPSEC. CHÚ THÍCH rằng nếu các mã đánh dấu INSEC được sử dụng, thì các dữ liệu JPEG 2000 ban đầu được sửa đổi và do đó F_INSEC, f_mod được thiết lập bằng 1. F_TRLCP được thiết lập bằng 1 nếu sử dụng thẻ TRLCP được định nghĩa trong P_sec. Nếu nó được định nghĩa, thì mô tả thẻ TRLCP, P_TRLCP, được quy định trong trường tham số P_sec. Việc sử dụng thẻ TRLCP phải được xác định nếu bất kỳ công cụ trong dòng mã JPSEC sử dụng các thẻ TRLCP.

Bảng 3 - Ý nghĩa của các giá trị F_PSEC (FBAS)

JPSEC định nghĩa một cấu trúc gọi là thẻ TRLCP mà có thể được sử dụng để nhận dạng một gói tin JPEG 2000. Một gói tin JPEG 2000 có thể được xác định duy nhất bởi chỉ số khối ảnh, chỉ số mức độ phân giải, số lớp, chỉ số thành phần, và chỉ số phân khu ảnh của nó. Một thẻ TRLCP được định nghĩa là một đơn vị dữ liệu với một số cố định của các bit được sử dụng để đặc tả mỗi giá trị chỉ số này. Số bit cho mỗi chỉ số được thiết lập trong P_sec, P_TRLCP là một trường tham số mô tả các định dạng của thẻ TRLCP vì nó được sử dụng trong các công cụ JPSEC. Trường này chỉ tồn tại nếu F_TRLCP = 1. P_TRLCP bao gồm các biến sau trong hình 6.

Hình 6 - Cấu trúc bộ mô tả thẻ TRLCP (P_TRLCP)

b_T: Số lượng các bit biểu diễn chỉ số khối ảnh là b_T + 1 trong thẻ TRLCP.

b_R: Số lượng các bit biểu diễn cho chỉ số mức phân giải là b_R + 1 trong thẻ TRLCP.

b_L: Số lượng các bit biểu diễn cho chỉ số lớp là b_L + 1 trong thẻ TRLCP.

b_C: Số lượng các bit biểu diễn cho chỉ số thành phần là b_C + 1 trong thẻ TRLCP.

b_P: Số lượng các bit biểu diễn cho chỉ số phân khu ảnh là b_P + 1 trong thẻ TRLCP.

Bảng 4 - Trường tham số cho bộ mô tả thẻ TRLCP (P_TRLCP)

Kích thước của mỗi thẻ TRLCP là kích thước byte số nguyên nhỏ nhất có chứa tất cả các bit. Các định dạng của thẻ TRLCP chứa các bit cho các chỉ số khối ảnh, chỉ số mức độ phân giải, chỉ số lớp, các chỉ số thành phần, và chỉ số phân khu ảnh theo thứ tự. Nếu các bit thêm cần điền vào yêu cầu kích thước byte số nguyên, thì thẻ TRLCP sẽ được đặt trong bit có trọng số nhỏ nhất có thể, và các bit thêm được thiết lập bằng 0. CHÚ THÍCH rằng các bit thêm sẽ là MSB của thẻ TRLCP nếu chúng tồn tại.

5.5.2  Ứng dụng của các công cụ JPSEC

Trong nhiều ứng dụng cần thiết phải áp dụng nhiều công cụ JPSEC cho một dòng mã JPEG 2000. Ví dụ, cả mã hóa và xác thực có thể được áp dụng để bảo vệ một ảnh JPEG 2000. Tình hình chung của việc áp dụng nhiều công cụ JPSEC được minh họa trong Hình 3, 4 và 7, trong đó N công cụ được áp dụng. Người dùng JPSEC sẽ đọc N công cụ theo thứ tự đặt trong đoạn mã đánh dấu SEC thể hiện trong hình 3 hoặc hình 4, và áp dụng chúng theo cùng thứ tự để thực hiện việc tiêu thụ JPSEC của dòng mã JPSEC. CHÚ THÍCH rằng trong khi người sử dụng JPSEC áp dụng các công cụ JPSEC theo thứ tự 1, 2, ..., N, được đọc từ các điểm mã đánh dấu đoạn SEC, trong quá trình tạo ra các JPSEC dòng mã những công cụ JPSEC đã được áp dụng theo thứ tự ngược lại, tức là, N, N - 1, 2,1 ..., như

minh họa trong hình 7. CHÚ THÍCH rằng số của các công cụ trong hình đã được lựa chọn để làm nổi bật rằng người sử dụng JPSEC áp dụng các công cụ JPSEC theo thứ tự ngược lại từ bộ tạo JPSEC. Tuy nhiên, số lượng các công cụ JPSEC bất kỳ được chấp nhận, miễn là mỗi công cụ JPSEC trong một dòng mã JPSEC có một mã số duy nhất cho mục đích nhận dạng.

Nói chung, các công cụ JPSEC được tạo ra và tiêu thụ theo thứ tự ngược nhau. Ví dụ, nếu bộ tạo JPSEC áp dụng N công cụ JPSEC, thì người sử dụng JPSEC thường áp dụng N công cụ JPSEC tương tự nhưng theo thứ tự ngược lại. Việc tiêu thụ JPSEC chính xác của nhiều công cụ JPSEC được đảm bảo bởi tiêu thụ liên tục N các công cụ theo thứ tự chính xác và bởi yêu cầu bất kỳ giai đoạn trung gian phía người sử dụng để phù hợp với trạng thái tương ứng tại bộ tạo. Ví dụ, trong hình 7, các trạng thái phía người sử dụng sau khi tiêu thụ JPSEC của công cụ 1 phải bằng với trạng thái sau khi áp dụng công cụ 2 trong quá trình tạo JPSEC. Một ví dụ cụ thể của trạng thái, các dãy byte nên thống nhất, do đó bất kỳ byte thêm nào khi áp dụng công cụ 1 cần phải loại bỏ khi loại bỏ công cụ 1 tại người sử dụng JPSEC.

Trong các ứng dụng nhất định, một người sử dụng JPSEC được mong muốn tiêu thụ nhiều công cụ JPSEC theo một cách khác với mô tả ở trên. Ví dụ, người sử dụng JPSEC có thể chọn tiêu thụ nhiều công cụ theo một thứ tự khác nhau, hoặc bỏ qua các công cụ nhất định trong việc tiêu thụ. Hơn nữa, người sử dụng JPSEG có thể thích áp dụng các công cụ JPSEC nhất định, mà không loại bỏ chúng, ví dụ, để kiểm tra chữ ký số nhưng không loại bỏ nó. Cần xem xét cẩn thận những trường hợp này để đảm bảo rằng việc xử lý không đúng trật tự hoặc bỏ qua không dẫn đến hậu quả không chính xác hoặc không mong muốn. Hành vi này không được khuyến khích trừ khi ứng dụng JPSEC hoàn toàn nhận thức được hậu quả tiềm tàng.

Hình 7 - Sử dụng các công cụ JPSEC

5.6  Các công cụ JPSEC

5.6.1  Cú pháp công cụ JPSEC

Như đã đề cập ở trên, có hai loại công cụ JPSEC. Công cụ quy chuẩn JPSEC được chỉ định với các phương pháp bảo vệ các mẫu mô tả trong 5.8 và cũng được biết đến như là công cụ quy chuẩn JPSEC, Cáo công cụ không quy chuẩn JPSEC được quy định bởi một Cơ quan đăng ký JPSEC hoặc một ứng dụng JPSEC cụ thể dựa trên số ID của chúng và tương ứng được gọi là cơ quan đăng ký công cụ JPSEC hoặc các công cụ JPSEC do người dùng định nghĩa. Cú pháp cho các công cụ quy chuẩn JPSEC được thảo luận trong 5.6.2. Cú pháp công cụ không quy chuẩn JPSEC được thảo luận trong 5.6.3.

Cú pháp các công cụ JPSEC được thể hiện trong hình 8. Cú pháp cụ JPSEC có ba phần chính, mô tả:

1) Công cụ gì được áp dụng với nhận dạng của nó;

2) Công cụ này được áp dụng ở đâu với một cấu trúc vùng ảnh hưởng; và

3) Công cụ này được áp dụng với một trường nhiều tham số chi tiết hơn như thế nào.

Ví dụ, sử dụng cú pháp này, một cú pháp công cụ JPSEC xác định rằng một công cụ giải mã phải sử dụng (cái gì) trên các thành phần có độ phân giải thấp nhất nằm trong một khoảng byte đặc biệt (ở đâu) sử dụng giải mã AES trong chế độ CBC với một tập các khóa và vectơ khởi tạo được quy định (như thế nào).

Hình 8 - Cú pháp công cụ JPSEC (Tool^(l))

t: Loại công cụ. Giá trị 0 cho bit BAS đầu tiên chỉ ra công cụ quy chuẩn JPSEC. Giá trị 1 cho bit BAS đầu tiên thuộc công cụ không quy chuẩn JPSEC. Trường này sử dụng cấu trúc FBAS.

i: Chỉ số mẫu công cụ (có thể được sử dụng như một định danh duy nhất). Trường này sử dụng cấu trúc RBAS..

ID: Giá trị định danh cho công cụ JPSEC i. Đối với công cụ quy chuẩn JPSEC, ID = ID_T có 8 bit và xác định loại khuôn mẫu. Đối với Công cụ không quy chuẩn JPSEC, ID = ID_RA được xác định bởi hình 10 và Bảng 8.

L_zoi: Chiều dài của ZOI theo Byte (không bao gồm LZOI). Trường này sử dụng cấu trúc RBAS.

ZOI: Vùng ảnh hưởng cho công cụ JPSEC i

L_PID: Chiều dài P_ID theo Byte (không bao gồm L_PID). Trường này sử dụng cấu trúc RBAS..

P_ID: Các tham số cho công cụ JPSEC i

Bảng 5 - Các giá trị tham số công cụ JPSEC

Mỗi công cụ JPSEC có cú pháp như sau. Một byte đầu tiên xác định nếu công cụ này là công cụ quy chuẩn JPSEC hoặc công cụ không quy chuẩn JPSEC và gán một định danh cho công cụ này. Tiếp theo là ID định danh công cụ. Tiếp theo là L_ZOI, cho biết chiều dài của vùng tiếp theo của trường ảnh hưởng ZOI và các vùng ảnh hưởng riêng của nó, mà mô tả nơi công cụ JPSEC được áp dụng trong dòng dữ liệu. Tiếp theo là L_PID, cho biết chiều dài của trường tham số sau P_ID, đó là một trường để truyền một hoặc nhiều tham số cho các công cụ JPSEC.

Các byte đầu tiên của công cụ này sử dụng cấu trúc FBAS một byte mà bit BAS đầu tiên biểu thị loại công cụ t, bằng 0 để chỉ định một công cụ quy chuẩn JPSEC và 1 để chỉ một công cụ không quy chuẩn JPSEC. Tiếp theo là chỉ số mẫu i, được biểu diễn bằng cách sử dụng cấu trúc RBAS. Chỉ số mẫu là một định danh duy nhất của công cụ trong dòng mã, do đó sẽ không được lặp lại bởi bất kỳ công cụ khác trong dòng mã, ngay cả khi nó ở một đoạn mã đánh dấu SEC khác. Chỉ số mẫu là đặc biệt quan trọng (và cần thiết) khi mã đánh dấu INSEC được sử dụng, vì mỗi đoạn mã đánh dấu INSEC chứa chỉ số mẫu của công cụ mà nó áp dụng. Khuyến nghị công cụ đầu tiên được áp dụng tại bộ tạo JPSEC có một chỉ số mẫu bằng 1, và mỗi công cụ bổ sung được đánh chỉ số tuần tự khi nó được áp dụng tại bộ bảo vệ.

Ngoài ra, mỗi công cụ JPSEC có một số ID 8 bit cho các công cụ quy chuẩn JPSEC và 32 bit cho Công cụ không quy chuẩn JPSEC. Đối với công cụ quy chuẩn JPSEC, số ID mô tả khuôn mẫu Khuôn mẫu phương pháp bảo vệ được sử dụng, ví dụ, nó xác định khuôn khuôn mẫu giải mã, xác thực mẫu, hoặc hàm băm. Đối với Công cụ không quy chuẩn JPSEC, bit đầu tiên cho biết đó là một công cụ Cơ quan đăng ký JPSEC hay một công cụ được định nghĩa bởi người dùng JPSEC. Trong mỗi trường hợp, số ID cho biết công cụ cụ thể. Một Cơ quan đăng ký JPSEC có thể đảm bảo rằng số ID hợp lệ là duy nhất. Tuy nhiên, một ứng dụng JPSEC mà sử dụng số ID được định nghĩa bởi người dùng có nguy cơ lựa chọn một số ID đã được sử dụng bởi một ứng dụng JPSEC khác, vì thế việc sử dụng phải thận trọng.

Khi mỗi công cụ JPSEC được áp dụng ở bộ tạo JPSEC, trường tham số P_SEC thể hiện trong Bảng 2 sẽ được cập nhật. Ví dụ, trường tham số P_SEC chứa tham số l_max mà xác định chỉ số mẫu tối đa sử dụng cho các công cụ trong dòng mã JPSEC. Khi một công cụ mới được áp dụng, nó phải được ấn định một chỉ số mẫu duy nhất. Bộ bảo vệ JPSEC tham khảo tham số l_max được đưa ra trong trường tham số P_SEC để xác định chỉ số mẫu để gán cho một công cụ JPSEC, ví dụ, nó có thể chọn một giá trị là một trong những giá trị lớn hơn giá trị l_max hiện tại, và sau đó nó phải tăng giá trị của l_max lên 1.

5.6.2  Công cụ quy chuẩn JPSEC

Công cụ quy chuẩn JPSEC sử dụng cú pháp công cụ JPSEC mô tả trong 5.6.1 và thể hiện trong hình 8, trong đó loại công cụ t = 0 và kích thước của ID là 8 bit. Công cụ quy chuẩn JPSEC dựa trên các khuôn mẫu phương pháp bảo vệ mô tả trong 5.8. Có ba loại khuôn mẫu Khuôn mẫu phương pháp bảo vệ; loại được sử dụng bởi công cụ được đặc tả bởi định danh công cụ ID = ID_T sử dụng các giá trị thể hiện trong Bảng 6.

Bảng 6 - Các giá trị ID khuôn mẫu của công cụ quy chuẩn JPSEC (ID_T)

Trong trường hợp của các công cụ quy chuẩn JPSEC, trường tham số P_ID có cấu trúc thể hiện trong Hình 9. P_ID bao gồm bốn trường chính: khuôn mẫu Khuôn mẫu phương pháp bảo vệ T, miền xử lý PD, độ chi tiết G và danh sách giá trị V của nó -. Cú pháp cho từng trường được đưa ra tương ứng trong 5.8, 5.9, 5.10 và 5.11. Các trường này cùng mô tả cách công cụ được áp dụng. Khuôn mẫu phương pháp bảo vệ T mô tả các phương pháp bảo vệ đặc biệt cho khuôn khuôn mẫu giải mã, khuôn mẫu xác thực, hoặc khuôn khuôn mẫu hàm băm theo quy định của ID công cụ quy chuẩn . Nó cũng có thể đặc tả công cụ NULL, trong trường hợp này không có khuôn mẫu nào được sử dụng, nhưng các chức năng khác vẫn có thể được sử dụng. Ví dụ, các vùng ảnh hưởng có thể được chỉ định để đại diện cho các vùng ảnh và phạm vi byte tương ứng của chúng. Miền xử lý PD mô tả các trường mà các phương pháp bảo vệ được áp dụng. Độ chi tiết G mô tả các độ chi tiết mà các phương pháp bảo vệ được áp dụng. Danh sách giá trị V chứa một danh sách các giá trị cần thiết bởi mỗi phương pháp bảo vệ với độ chi tiết mịn hơn. Đối với khuôn mẫu giải mã, danh sách giá trị có thể được dùng để xác định một tập các giá trị khởi tạo mịn hơn được sử dụng. Đối với khuôn mẫu xác thực, danh sách giá trị bao gồm một tập hợp các giá trị MAC hoặc chữ ký số. Đối với các khuôn mẫu hàm băm, danh sách giá trị bao gồm một tập các giá trị băm. Trong mọi trường hợp, danh sách giá trị có chứa độ chi tiết của các giá trị theo quy định của trường độ chi tiết G.

Hình 9 - Cú pháp các tham số (P_ID) cho các công cụ quy chuẩn JPSEC (t=0)

T_ID: Tham số khuôn mẫu công cụ quy chuẩn JPSEC với bộ định dạng khuôn mẫu ID_T.

PD: Miền xử lý miền cho công cụ quy chuẩn JPSEC.

G: Độ chi tiết cho công cụ quy chuẩn JPSEC.

V: Danh sách giá trị của các công cụ quy chuẩn JPSEC, ví dụ như, vectơ khởi tạo, giá trị MAC, chữ ký số, hoặc các giá trị hàm băm tùy thuộc vào mẫu ID.

CHÚ THÍCH rằng các tham số khuôn mẫu phụ thuộc vào ID khuôn mẫu. Tuy nhiên, trường xử lý, độ chi tiết, và danh sách giá trị không phụ thuộc vào ID khuôn mẫu.

Bảng 7 - Các giá trị tham số công cụ quy chuẩn JPSEC

5.6.3  Công cụ không quy chuẩn JPSEC

Trong một số trường hợp, có thể hữu ích cho một ứng dụng JPSEC có khả năng áp dụng một công cụ mở rộng ra ngoài các công cụ quy chuẩn JPSEC. Khả năng này được hỗ trợ bằng cách sử dụng một công cụ không quy chuẩn JPSEC. Điều này cho phép một người sử dụng nhiều yếu tố của công cụ quy chuẩn JPSEC, bao gồm cả ZOI và mẫu JPSEC, nhưng cho biết thêm tính linh hoạt của việc sử dụng các tham số một cách khác nhau liên kết với một công cụ giá trị ID. Các công cụ không quy chuẩn JPSEC sử dụng cú pháp JPSEC công cụ mô tả trong 5.6.1 và thể hiện trong hình 8, nơi mà các loại công cụ t = 1 và định danh IDRA bao gồm một không gian tên và số ID, theo định nghĩa của hình 10 và Bảng 8.

Có hai loại công cụ không quy chuẩn JPSEC:

1) Các công cụ Cơ quan đăng ký JPSEC: công cụ không quy chuẩn JPSEC có tín hiệu được xác định với một cơ quan đăng ký.

2) Các công cụ JPSEC do người dùng định nghĩa các công cụ: công cụ không quy chuẩn JPSEC có tín hiệu được xác định bởi một ứng dụng JPSEC.

Hai loại công cụ không quy chuẩn JPSEC được báo hiệu bằng cách sử dụng 32-bit IDRA, định danh id thể hiện trong Bảng 9, nơi mà các định danh mà bit đầu tiên là 0 được xác định bởi một cơ quan đăng ký, và những định danh có bit đầu tiên là 1 là xác định bởi một ứng dụng JPSEC cụ thể.

Hình 10 - Cú pháp ID_RA

ID_RA,id: Công cụ định danh cho công cụ RA và công cụ người dùng định nghĩa

ID_RA,nsl: Chiều dài của trường ID_RA,ns theo bytes. Trường này sử dụng RBAS.

ID_RA,ns: Một chuỗi có chứa các không gian tên của công cụ RA quy định hoặc công cụ người dùng định nghĩa

Bảng 8 - Giá trị các tham số trong cú pháp ID_RA

Bảng 9 - Giá trị ID cho các công cụ không quy chuẩn JPSEC (ID_RA,id)

Đối với các công cụ RA, trường lD_RA,ns là không gian tên của Cơ quan đăng ký (RA) mà công cụ này đã được đăng ký. Mỗi RA có một không gian tên duy nhất, các IDRA, id và ID_RA,ns được sử dụng với nhau để xác định một công cụ RA. Đối với các công cụ người dùng định nghĩa, trường lD_RA,ns được lựa chọn bởi các nhà phát triển. Để hạn chế nguy cơ xung đột ID, khuyến cáo rằng các nhà phát triển tìm kiếm sự duy nhất khi lựa chọn không gian tên của chúng, ví dụ, bằng cách chọn miền của tổ chức, công ty. Tuy nhiên, với các công cụ cho người dùng định nghĩa, không có cách nào để đảm bảo tính độc đáo của không gian tên, do đó ID xung đột có thể xảy ra và cần được xem xét cẩn thận khi sử dụng các công cụ người dùng định nghĩa.

Các trường P_ID được sử dụng để truyền tải một hoặc nhiều tham số cho các công cụ không quy chuẩn JPSEC i. Định dạng của trường P_ID không được đưa ra hoàn toàn trong phạm vi JPSEC. Nếu một cơ quan đăng ký được sử dụng, thì định dạng được đăng ký với cơ quan đăng ký cùng với các ID. Nếu cơ quan đăng ký không được sử dụng và công cụ này là người dùng định nghĩa, thì chỉ độ dài của trường này được xác định, sẽ cho người sử dụng một cách thích hợp để sử dụng trường này.

Tuy nhiên, JPSEC không cho phép các cấu trúc cú pháp quy định cho các công cụ quy chuẩn JPSEC được sử dụng trong các trường P_ID cho các công cụ không quy chuẩn JPSEC. Ví dụ, một công cụ không quy chuẩn JPSEC có thể sử dụng các trường Khuôn mẫu phương pháp bảo vệ, xử lý miền, độ chi tiết, và danh sách giá trị được mô tả tương ứng trong 5.8, 5.9, 5.10 và 5.11.

Cú pháp này rất linh hoạt và có thể chứa một loạt các kỹ thuật bảo mật, toàn vẹn dữ liệu ảnh, kiểm soát truy cập và phương pháp bảo vệ bản quyền. Do đó, nó cung cấp một tập đầy đủ các chức năng trong khi vẫn đơn giản và ngắn gọn.

5.7  Cú pháp vùng ảnh hưởng (ZOI)

5.7.1  Giới thiệu

Vùng ảnh hưởng (ZOI) có thể được sử dụng để mô tả vùng phủ của một công cụ JPSEC. Các dữ liệu trong vùng phủ (đặc tả bởi ZOI) được xem như là dữ liệu bị ảnh hưởng. Công cụ quy chuẩn JPSEC sử dụng ZOI để mô tả vùng phủ của chúng. Công cụ không quy chuẩn JPSEC sử dụng ZOI để mô tả vùng phủ của chúng hoặc có thể sử dụng một phương pháp khác. Nếu phương pháp khác được sử dụng, thì chiều dài ZOI là 0, có nghĩa là nó không tồn tại.

Vùng ảnh hưởng (ZOI) mô tả vùng phủ của mỗi công cụ JPSEC. Vùng phủ này có thể được mô tả bởi các tham số liên quan đến ảnh, ví dụ như vùng ảnh hoặc độ phân giải; hoặc tham số không liên quan đến ảnh, ví dụ như các đoạn dòng mã hoặc chỉ số gói. Trong trường hợp các tham số liên quan đến ảnh và các tham số không liên quan đến ảnh được sử dụng cùng nhau, ZOI mô tả sự tương ứng giữa các vùng này. Ví dụ, ZOI được sử dụng để chỉ ra rằng độ phân giải và vùng ảnh đặc tả bởi các tham số liên quan đến ảnh tương ứng với đoạn dòng mã được đặc tả bởi các tham số không liên quan đến ảnh. Điều này cho phép ZOI được sử dụng như siêu dữ liệu mà các tín hiệu nơi một số phần của ảnh được đặt trong dòng mã JPSEC.

Hình 11 mô tả cấu trúc khái niệm của ZOI. Các ZOI chứa một hoặc nhiều vùng. Khi nhiều vùng được sử dụng trong một ZOI duy nhất, ZOI được xác định bởi sự kết hợp của chúng. Điều này cho thấy các công cụ JPSEC nên được áp dụng cho tất cả các vùng. Mỗi vùng trong một ZOl được mô tả bởi ba đơn vị cơ bản: lớp mô tả, chế độ tham số và các mục tham số (giá trị). Tiêu chuẩn này định nghĩa hai lớp mô tả: lớp mô tả liên quan đến ảnh và lớp mô tả không liên quan đến ảnh. Các tham số này có thể được xác định bằng cách sử dụng một số chế độ, ví dụ, bởi một giá trị duy nhất, nhiều giá trị được liệt kê hoặc bởi một khoảng. Các mục hoặc giá trị tham số sau đó được liệt kê cùng với chế độ.

Hình 11 - Cấu trúc khái niệm vùng ảnh hưởng

5.7.2  Cú pháp ZOI

Hình 12 cho thấy cú pháp ZOI. ZOI có thể chứa một hoặc nhiều vùng. Nó cũng có thể trống, trong trường hợp này NZ_zoi là 0. Khi điều này xảy ra, ảnh hưởng của công cụ được xác định bằng các phương tiện khác, chẳng hạn như mã đánh dấu INSEC hoặc các tham số xác định bởi một công cụ bảo vệ không quy chuẩn JPSEC.

Hình 12 - Cú pháp ZOI

NZzoi: Số lượng vùng. Trường này sử dụng cấu trúc RBAS.

Zone^k: Vùng, cấu trúc của nó được mô tả cụ thể trong 5.7.3.

Bảng 10 - Giá trị tham số của trường vùng ảnh hưởng (ZOI)

5.7.3  Cú pháp vùng

Vùng chứa một bộ chỉ thị trường lớp mô tả vùng theo các tham số của lớp đó. Lớp mô tả vùng sử dụng cấu trúc FBAS. Như trong hình 13, bit có trọng số lớn thứ hai trong mỗi byte, gắn nhãn "x", đánh dấu bằng cờ việc sử dụng một lớp mô tả cụ thể. Tiêu chuẩn này định nghĩa hai lớp mô tả: lớp mô tả liên quan đến ảnh và lớp mô tả không liên quan ảnh (xem Bảng 12). Bảng 13 và 14 xác định số bộ chỉ thị trường tương ứng cho lớp mô tả liên quan đến ảnh và lớp mô tả không liên quan ảnh. Nối kết của sáu bit gắn nhãn "y", trong mỗi byte theo cờ lớp mô tả, cho biết việc sử dụng mô tả cụ thể trong lớp mô tả cho trước. Giá trị bit "1" tại số bit trong mỗi lớp chỉ ra rằng trường tham số tương ứng tồn tại. Số lượng các tham số giống với số lượng bộ chỉ thị trường lớp mô tả vùng thiết lập bằng "1" và xuất hiện theo thứ tự mà chỉ số trường lớp được báo hiệu. Lớp mô tả vùng có số các byte thay đổi; khi MSB bằng 1, thì có byte lớp mô tả khác tiếp theo. MSB của byte mô tả lớp byte cuối cùng bằng 0. Nếu cả lớp mô tả liên quan đến ảnh và lớp mô tả không liên quan ảnh đều được sử dụng, thì các byte lớp mô tả liên quan đến ảnh sẽ đứng trước byte lớp mô tả không liên quan ảnh. Khi số các mục được biểu diễn sử dụng cấu trúc này, thì mục đầu tiên trong danh sách sẽ tương ứng với các bit có trọng số lớn nhất khả dụng của byte đầu tiên.

Hình 13 - Cấu trúc lớp mô tả vùng (DCzoi)

Hình 14 thể hiện cú pháp vùng.

Hình 14 - Cú pháp vùng bao gồm lớp mô tả và 1 hoặc nhiều tập tham số

DCzoi^k: lớp mô tả vùng thứ k. Trường này sử dụng cấu trúc FBAS.

Pzoi^i,k: Tham số phân vùng tương ứng lớp mô tả vùng được đặc tả (DCzoi^k). Xem 5.7.6.

DCzoi^k xác định số n của các trường lớp mô tả vùng đang tồn tại, dựa trên số lượng các bit được thiết lập bằng một. Đối với mỗi trường lớp mô tả vùng, có tồn tại một trường tham số vùng Pzoi^i,k. Các trường này xuất hiện tuần tự theo thứ tự giống với các cờ xuất hiện trong DCzoi^k.

Bảng 11 - Giá trị tham số vùng

Bảng 12 - Giá trị bộ chỉ thị lớp mô tả

Bảng 13 - Lớp mô tả liên quan ảnh

Bảng 14 - Lớp mô tả không liên quan đến ảnh

Chỉ số gói tin được đánh số tuần tự trong một khối ảnh, do đó nó có thể không duy nhất trên toàn khối ảnh. Hơn nữa, chỉ số gói trong một khối ảnh có thể trôi qua khi giá trị tối đa của chúng vượt quá 65.535. Vì lý do này, đánh chỉ số gói tin được mô tả chi tiết. Khi các chỉ số gói trong một khối ảnh không vượt quá 65.535 gói, thì chỉ số gói tin mô tả trong Bảng 13 được xác định bởi chỉ số gói tin đưa ra bởi tham số Nsop SOP theo quy định tại Bảng A.40 trong tiêu chuẩn JPEG 2000 Phần 1. CHÚ THÍCH rằng khi giá trị tối đa không vượt quá 65.536, một gói tin JPEG 2000 có thể được xác định duy nhất với chỉ số khối ảnh và chỉ số gói. Khi các chỉ số gói tin vượt quá 65.535 gói, thì chỉ số gói JPEG 2000 Phần 1 được xác định để trôi về 0. Trong trường hợp này, chỉ số gói tin không xác định một gói tin duy nhất và không được sử dụng. Trong trường hợp này, phải sử dụng thẻ TRLCP thay thế. CHÚ THÍCH rằng các dịch vụ bảo mật yêu cầu chỉ số gói duy nhất dễ bị tổn hại nếu chỉ số gói trôi đi và lặp lại.

Khi thẻ TRLCP được sử dụng, định dạng của nó phải được xác định trong trường tham số P_SEC thể hiện trong Bảng 2. Cụ thể, định dạng thẻ TRLCP được xác định bởi các trường tham số P_TRLCP trong Bảng 4. Nó xác định kích thước của thẻ TRLCP trong ZOI.

Các lớp mô tả không liên quan đến ảnh có thể thiết lập nhiều trường cùng một lúc. Khi điều này xảy ra, các chế độ cho các trường tham số khác nhau có cùng số lượng mục (ngoại lệ cho quy tắc này được mô tả dưới đây), và các mục này phải tương ứng với nhau kiểu một-một theo thứ tự. Ví dụ, nếu vùng sử dụng khoảng byte và khoảng gói, thì mỗi khoảng phải có cùng một số lượng khoảng mục, trong đó khoảng byte đầu tiên tương ứng với khoảng gói đầu tiên, và tiếp theo tương tự như vậy.

Có một ngoại lệ cho quy tắc trên về yêu cầu số lượng mục giống nhau cho từng trường. Điều này xảy ra khi một trong các trường f1 chứa 1 mục mà đặc tả một khoảng các mục (như mô tả của chế độ khoảng trong 5.7.6), trong đó khoảng này chứa N phần tử và khi trường f2 được xác định bởi một danh sách N mục. Trong trường hợp này, trường f1 có duy nhất 1 mục (một khoảng) được xem như là một danh sách N mục. N mục này được xác định bởi khoảng trong f1 phải tương ứng kiểu một-một với N mục được liệt kê trong f2. Do đó, khoảng các mục có thể được liên quan đến một mục duy nhất hoặc nhiều mục (một cho mỗi mục trong khoảng).

Các byte được đánh chỉ số từ byte đầu tiên sau mã đánh dấu SOD đầu tiên hoặc từ byte đầu tiên sau mã đánh dấu SEC đầu tiên. Trong cả hai trường hợp, byte đầu tiên này được gắn nhãn là byte 0.

Các trường méo (cả trường méo và trường quan trọng liên quan) cung cấp khả năng để báo hiệu tầm quan trọng của vùng theo quy định của ZOI. Tham số méo xác định phần đóng góp giảm méo của đoạn dữ liệu đặc tả, có thể là một tập các gói tin hoặc một khoảng byte hoặc cho khu vực liên quan đến ảnh được quy định. Méo được thể hiện dưới dạng lỗi bình phương tổng, bằng cách sử dụng các giá trị một byte hoặc hai byte được báo hiệu trong Mzoi. Các tham số méo liên quan được sử dụng để xác định tầm quan trọng của đoạn dữ liệu quy định, bằng cách sử dụng giá trị một byte, hai byte hoặc bốn byte được báo hiệu trong Mzoi. Các chi tiết và các định dạng khác của các trường này được mô tả trong 5.7.3.2.

Thẻ TRLCP xác định một khối ảnh, độ phân giải, lớp, thành phần, và phân khu trong dòng mã của gói được bảo vệ. Thẻ này được sử dụng trong ZOI để xác định các tham số vì thông tin này khó để suy ra trong một dòng mã bảo vệ.

CHÚ THÍCH rằng khi chỉ mô tả liên quan đến ảnh được sử dụng, trường này được kết thúc. Vì vậy, không cần phải biểu diễn mô tả không liên quan đến ảnh nếu chúng không được sử dụng.

5.7.3.1  Trường khoảng byte

Lớp mô tả không liên quan đến ảnh cho phép ZOI được mô tả theo khoảng byte. Nói chung, yếu tố thứ 2 và thứ 3 của Bảng 14 phải được sử dụng để biểu diễn các khoảng byte cho hầu hết các công cụ như xác thực và mã hóa / giải mã mà không cần đệm. Tuy nhiên, một số phương pháp bảo vệ, chẳng hạn như mã hóa / giải mã có đệm, thay đổi độ dài của dữ liệu. Khi điều này xảy ra, cần thiết để xác định cả khoảng byte đệm và khoảng byte không đệm hoặc khoảng byte gốc. Trong trường hợp này, khoảng byte đệm được xác định bởi các yếu tố thứ 2 hoặc thứ 3 của Bảng 14 theo nhu cầu của các công cụ bảo vệ. (CHÚ THÍCH rằng hai yếu tố này không thể được sử dụng với nhau.) Ngoài ra, khoảng byte không đệm được xác định bởi các yếu tố thứ 4 của Bảng 14. Khoảng byte không đệm nên được xác định với chế độ mô tả giống như khoảng byte đệm và có cùng số lượng mục. Các mục này phải tương ứng với nhau theo kiểu một-một cách trong cùng thứ tự.

5.7.3.2  Trường méo và trường quan trọng liên quan

Trường méo và trường quan trọng liên quan cung cấp khả năng để báo hiệu tầm quan trọng của khu vực đặc tả bởi ZOI.

Trường méo được sử dụng để kết hợp méo với khu vực đặc tả bởi ZOI. Giá trị méo xác định méo lỗi bình phương tổng (hoặc tổng lỗi bình phương) mà cho kết quả nếu khu vực kết hợp không sẵn sàng giải mã. Méo lỗi bình phương tổng là một số đo méo cơ bản được sử dụng trong xử lý ảnh và video, và nó được sử dụng để thu được méo lỗi bình phương trung bình chung (MSE) và tỉ số tín hiệu trên tạp âm đỉnh (PSNR). Trường méo được biểu diễn bằng cách sử dụng mô tả một byte hoặc hai byte được mô tả dưới đây, và sự lựa chọn mô tả một byte hoặc hai byte được báo hiệu bởi giá trị tham số Mzoi xác định độ dài của trường này. Trường quan trọng liên quan được sử dụng để mô tả tầm quan trọng liên quan giữa các khu vực khác nhau theo quy định của các ZOI kết hợp, mà không nhất thiết phải được gắn liền với số đo méo cụ thể. Chiều dài của trường quan trọng liên quan cũng được báo hiệu bởi Mzoi. Các trường này sẽ được mô tả chi tiết hơn trong phần sau.

5.7.3.2.1  Trường méo 1 byte

Méo lỗi bình phương tổng được thể hiện bằng cách sử dụng trường méo một byte với biểu diễn loại dấu chấm động giả. 8 bit có sẵn trong trường méo được phân bổ như trong hình 15 và Bảng 15 để cung cấp sự cân bằng phù hợp giữa độ chính xác và khoảng động. CHÚ THÍCH rằng bit dấu là không cần thiết vì méo là không âm. Để bao phủ một khoảng động đầy đủ, cơ số 16 được sử dụng và 4 bit được sử dụng cho số mũ (exp). Phần định trị (m) được thể hiện sử dụng 4 bit. Do đó, giá trị méo tổng D được cho bởi:

D = m x 16^exp

trong đó m có giá trị trong khoảng 0 ≤ m ≤ 15 và số mũ có một giá trị trong khoảng 0 ≤ exp ≤ 15. Giá trị méo 0 được biểu diễn bởi m = 0 và exp = 0, nghĩa là trường méo bằng không. Bằng cách phân bổ 4 bit cho phần định trị m tính chính xác là ½ x (1/2⁴) = 1/32 hoặc khoảng 3%. Với 4 bit cho số mũ và sử dụng cơ số 16, khoảng động là từ 0 đến tối đa trong đó tối đa được tính bởi m = 15 và exp = 15 tương ứng với méo 15 x 16¹⁵ = 1,7 x 10¹⁹.

Hình 15 - Cú pháp trường méo

exp: Số mũ của giá trị trường méo

m: Phần định trị của giá trị trường méo

Bảng 15 - Các giá trị tham số trường méo

CHÚ THÍCH rằng với định dạng méo này, so sánh giữa hai méo để xác định méo nào lớn hơn có thể thực hiện đơn giản bằng cách so sánh hai giá trị méo. Cụ thể, để thực hiện so sánh này không cần phải chuyển đổi từ định dạng dấu chấm động giả thành méo tổng thực tế để xác định giá trị của hai méo là lớn hơn hoặc nhỏ hơn. Thuộc tính này đơn giản hóa việc xử lý trong các ứng dụng khác nhau.

5.7.3.2.2  Trường méo hai byte

Trong định dạng hai byte, giá trị méo được thể hiện như là một số có hai byte trong định dạng dấu chấm động giả. Định dạng dấu chấm động giả cho méo được định nghĩa như sau. Định dạng này được sử dụng trong E.1.1.1 (phương trình E.3) của ITU-T Rec. T.800 | ISO / IEC 15.444-1 để thể hiện kích thước bước lượng tử hóa cho JPEG 2000. Mỗi số 16-bit chứa số mũ (5 bit) và phần định trị (11 bit) của giá trị số đo. Trong đó, giá trị dấu chấm động V của số đo được đưa ra bởi công thức sau:

Trong đó ε là số nguyên không dấu đạt được từ năm bit có trọng số lớn nhất đầu tiên của các tham số, và μ là số nguyên không dấu thu được từ 11 bit còn lại. Trường hợp đặc biệt V = ∞ tương ứng với μ = 0 và ε = 31. CHÚ THÍCH rằng các giá trị đó tràn dưới, biểu diễn được thiết lập bằng không.

Hình 16 - Cú pháp trường méo

ε: Số mũ của giá trị trường méo hai byte.

μ: Phần định trị của giá trị trường méo hai byte.

Bảng 16 - Các giá trị tham số trường méo

Các thuật toán để tính toán ε và μ không là một phần bắt buộc của Tiêu chuẩn này. Một kỹ thuật có thể thực hiện các bước sau (một ví dụ về chuyển đổi số 12.25 được cung cấp). Nếu V = 0, đặt ε = μ = 0. Nếu không:

- Chuyển đổi V thành một số nhị phân (12,25₁₀ = 1100,01₂);

- Chuẩn hóa số; điều này có nghĩa cần có một chữ số 1 bên trái của chấm nhị phân và nhân với lũy thừa 2 thích hợp để biểu diễn giá trị gốc. Dạng chuẩn hóa của 1100.01 là 1.10001 x 2³;

- Số mũ là lũy thừa của 2, biểu diễn trong ký hiệu dư thừa. Độ lệch số mũ là 15; do đó trong ví dụ này số mũ được biểu diễn là 18₁₀ (10010₂);

- Phần định trị đại diện cho bit quan trọng, ngoại trừ các bit bên trái của dấu nhị phân, nó luôn là một và do đó không cần phải lưu trữ; các số không có thể được nối thêm để có được 11 bit. Trong ví dụ này, phần định trị là 10001000000.

5.7.3.2.3  Trường quan trọng liên quan

Trường quan trọng liên quan r được sử dụng để mô tả tầm quan trọng liên quan giữa các đơn vị mã hóa khác nhau, mà không nhất thiết phải gắn liền với một số đo méo cụ thể. Điều này cho phép mô tả tầm quan trọng hoặc độ ưu tiên giữa các đơn vị mã hóa mà không mô tả một cách rõ ràng đơn vị này quan trọng hơn đơn vị khác bao nhiêu. Tầm quan trọng liên quan của các dữ liệu kết hợp được quy định bởi một trường n-byte hỗ trợ 2⁸ⁿ xếp hạng dương như trong hình 17 và Bảng 17, trong đó số lượng các byte n cho trường này được xác định bởi Mzoi. Ví dụ, bằng cách sử dụng trường quan trọng liên quan một byte, tổng cộng 256 xếp hạng dương được hỗ trợ. Các giá trị tăng tương ứng với tầm quan trọng tăng, theo cách tương tự như trường méo.

Hình 17 - Cú pháp trường quan trọng liên quan

r: Giá trị quan trọng liên quan

Bảng 17 - Các giá trị tham số trường quan trọng liên quan

5.7.3.2.4  Nhận xét bổ sung về trường méo và trường quan trọng liên quan

Vì với trường méo một byte và trường quan trọng liên quan một byte, các giá trị lớn tương ứng với tầm quan trọng lớn nên có thể so sánh hai đơn vị dữ liệu này theo cùng một cách không phân biệt trường méo xác định méo thực tế hoặc tầm quan trọng liên quan. Điều này làm đơn giản hóa các ứng dụng.

Mào đầu có thể được xác định bằng cách sử dụng trường méo hoặc trường quan trọng liên quan. Sự mất mát của các loại dữ liệu khác nhau, chẳng hạn như các mào đầu phần khối ảnh, mào đầu chính hoặc mào đầu SEC, ngăn chặn việc giải mã dữ liệu ảnh liên quan. Các bộ tạo JPSEC có thể gán méo cho dữ liệu này bằng cách sử dụng:

1) Giá trị méo cao nhất (quy định tiếp theo) để báo hiệu các mào đầu hoặc dữ liệu quan trọng; hoặc

2) Để mô tả méo tổng mà được tạo ra nếu ảnh hoặc một phần của ảnh là không thể giải mã.

Bộ tạo có một số linh hoạt trong cách báo hiệu các mào đầu.

Giá trị méo cao nhất cho các trường một byte là một byte toàn 1 (0xFF). CHÚ THÍCH rằng giá trị này là giá trị méo dương cao nhất cho cả trường méo lỗi bình phương tổng một byte và cho trường quan trọng liên quan một byte. Giá trị méo cao nhất trong trường méo hai byte là hai byte toàn 1 (0xFFFF). Độ quan trọng cao nhất cho trường quan trọng liên quan của chiều dài n-byte là giá trị n-byte toàn 1.

5.7.3.2.5  Sử dụng kết hợp trường méo và trường quan trọng liên quan

Trường méo và trường quan trọng liên quan có thể được sử dụng đồng thời để mô tả khu vực được đặc tả bởi ZOI. Trong trường hợp này, cả hai trường xác định méo lỗi bình phương, tuy nhiên trường méo quy định cụ thể việc giảm gia tăng méo trong khi trường quan trọng liên quan xác định méo tổng. Cụ thể, trường méo quy định việc giảm gia tăng méo mà ZOI sinh ra nếu được giải mã. Điều này giả định rằng tất cả các thông tin cần thiết để giải mã ZOI có sẵn và tập trung vào việc giảm gia tăng méo được sinh bởi ZOI. Các trường quan trọng liên quan xác định méo tổng phát sinh nếu ZOI không có sẵn, ví dụ, nó xác định méo tổng sẽ cho kết quả nếu ZOI đã cho không có sẵn để giải mã không chỉ đối với giá trị của chính ZOI (như thể hiện qua các trường méo) mà còn cho méo sinh ra bởi các phần khác của dòng bit nén phụ thuộc vào ZOI không giải mã được. Méo tổng kết hợp với các ZOI khác nhau cung cấp một số đo hữu ích cho tầm quan trọng liên quan của các ZOI khác nhau. Khi hai trường này được sử dụng chúng sẽ sử dụng biểu thức toán tương tự cho méo khi được báo hiệu bởi trường méo.

5.7.3.3  Trường tỷ lệ bit

Các trường tỷ lệ bit được sử dụng để xác định vùng được bảo vệ trong miền hệ số sóng con. Nó xác định mặt phẳng bit có trọng số lớn nhất mà tỷ lệ bit nén được xác định bởi trường này. Các MSB được lựa chọn bằng cách sử dụng quá trình tối ưu hóa méo tỷ lệ quy định tại Phần 1. Ví dụ, nếu giá trị tỷ lệ bit là 2,5, vùng được bảo vệ bao gồm các MSB của tất cả các hệ số sóng con có tỷ lệ bit nén là 2,5 bit cho mỗi điểm ảnh. Cú pháp của trường tỷ lệ bit được thể hiện trong hình 18 và Bảng 18. Các tỷ lệ bit quy định được cho bởi:

R=I_R+F_R/16

Ví dụ, tỷ lệ bit 0 được biểu diễn bởi l_R=0 và F_R=0; giá trị tỷ lệ bit 2,5 được biểu diễn bởi I_R=2 và F_R = 8.

Hình 18 - Cú pháp trường tỷ lệ bit

l_R: Phần nguyên của tỷ lệ bit quy định.

F_R: Phần phân số của tỷ lệ bit quy định.

Bảng 18 - Các giá trị tham số trường tỷ lệ bit

5.7.4  Mối liên hệ giữa các tham số

5.7.4.1  Mô tả chung

Khi lớp mô tả có liên quan đến ảnh có nhiều trường thiết lập cùng một lúc, vùng kết quả sẽ là giao điểm của các trường này. Ví dụ, một vùng có thể xác định mức phân giải thấp nhất trong khối ảnh thứ 2. Tập hợp các trường có thể được xác định bằng cách sử dụng nhiều vùng trong ZOI.

Lớp mô tả không liên quan đến ảnh cũng có thể thiết lập nhiều trường cùng một lúc. Khi điều này xảy ra, các chế độ cho các trường tham số khác nhau có cùng số lượng mục (ngoại lệ cho quy tắc này được mô tả dưới đây), và các mục này phải phù hợp với nhau theo kiểu một-một. Ví dụ, nếu vùng sử dụng các khoảng byte và khoảng gói, mỗi trường cần phải có cùng số lượng mục khoảng trong đó khoảng byte đầu tiên tương ứng với khoảng gói đầu tiên.

Ngoại lệ cho quy tắc trên về yêu cầu cùng số lượng mục cho từng trường. Điều này xảy ra khi một trong những trường f1 có 1 mục mà xác định một khoảng các mục (như mô tả bởi chế độ khoảng trong 5.7.6), trong đó khoảng này chứa N phần tử và khi trường f2 được xác định bởi danh sách N mục. Trong trường hợp này, trường f1 có duy nhất 1 mục (khoảng) được xem như là một danh sách N mục. N mục này được xác định bởi khoảng f1 phải tương ứng một-một với N mục được liệt kê trong f2. Do đó, một khoảng các mục có thể được kết hợp với một mục duy nhất hoặc nhiều mục (một cho mỗi mục trong khoảng).

5.7.4.2  Ví dụ

Như minh họa trong Hình 11, cấu trúc lớp mô tả vùng có thể có nhiều trường được thiết lập đồng thời, trong đó N trường là các mô tả liên quan đến ảnh (D_i¹, D_i², ... , D_i^N) và M trường là các mô tả không liên quan đến ảnh (D_i¹, D_i², ... , D_i^M ). Ý nghĩa có thể được hiểu như l{ D_i¹∩ D_i²∩ ... ∩D_i^N} = D_n¹ = D_n² = ...= D_n^M, có nghĩa là, các giao điểm của N mô tả liên quan đến ảnh tương ứng với từng mô tả trong M mô tả không liên quan ảnh, và ngoài ra, M mô tả không liên quan ảnh tương ứng với nhau. Mối quan hệ này được minh họa bởi ba ví dụ dưới đây.

Trong ví dụ đầu tiên, mô tả vùng có hai mô tả liên quan đến ảnh: một cho độ phân giải 2 và một cho lớp 3. Trong trường hợp này, dữ liệu bị ảnh hưởng là giao điểm của độ phân giải 2 và lớp 3, như minh họa trong Hình 19.

Hình 19 - Ví dụ ZOI sử dụng mô tả liên quan đến ảnh

Trong ví dụ thứ hai, mô tả vùng có hai mô tả liên quan đến ảnh (trong đó có độ phân giải 2 và lớp 3) và 1 mô tả không liên quan đến ảnh (đó là khoảng gói 80-100). Trong trường hợp này, dữ liệu bị ảnh hưởng là giao điểm của độ phân giải 2 và lớp 3. Hơn nữa, nó chỉ ra rằng dữ liệu bị ảnh hưởng được chứa trong các gói tin trong khoảng từ 80 đến 100.

Hình 20 - Ví dụ ZOI sử dụng mô tả liên quan và không liên quan đến ảnh

Trong ví dụ thứ ba, mô tả vùng có hai mô tả liên quan ảnh (trong đó có độ phân giải 2 và lớp 3) và hai mô tả không liên quan đến ảnh (trong đó có khoảng gói 80-100 và khoảng byte 856-1250). Dữ liệu bị ảnh hưởng là giao điểm của độ phân giải 2 và lớp 3, và dữ liệu bị ảnh hưởng được chứa trong các gói tin trong khoảng từ 80 đến 100. Ngoài ra các gói dữ liệu và khu vực bị ảnh hưởng này nằm trong khoảng byte 856-1250.

Hình 21 - Ví dụ ZOI thứ hai sử dụng các mô tả liên quan và không liên quan đến ảnh

5.7.5  Bảo vệ dữ liệu theo mã đánh dấu SEC

Các điều trên đã tập trung vào việc hỗ trợ các dịch vụ bảo vệ cho dòng mã JPEG 2000. Tuy nhiên, nhiều yếu tố của mào đầu chính bao gồm cả báo hiệu JPSEC cũng cần được bảo vệ và các phương pháp bảo vệ, ZOI cũng có thể được sử dụng cho mục đích này.

Cụ thể, chế độ khoảng byte của lớp mô tả không liên quan đến ảnh có thể được dùng để xác định rằng công cụ JPSEC phải áp dụng cho mọi dữ liệu sau mã đánh dấu SEC. Như đã mô tả trước, byte đầu tiên của mào đầu SEC là byte 1 để đánh chỉ số khoảng byte. Dữ liệu sau mã đánh dấu SEC và được bảo vệ bao gồm đoạn SEC và hầu hết mào đầu chính. CHÚ THÍCH rằng tất cả mào đầu chính JPEG 2000, ngoại trừ đoạn mã đánh dấu SIZ, có thể di chuyển sau mã đánh dấu SEC và do đó được bảo vệ bằng cách sử dụng phương pháp trên. Nếu đoạn mã đánh dấu SIZ JPEG 2000 được bảo vệ, nó phải được thực hiện ở một mức cao hơn, ví dụ, lớp định dạng tập tin.

Các công cụ JPSEC để bảo vệ đoạn SEC phải là các công cụ đầu tiên trong đoạn SEC. Điều này cho phép người sử dụng đầu tiên đưa ra các dữ liệu đoạn SEC, mà sau đó có thể được sử dụng để xử lý phần còn lại của dòng mã.

5.7.6  Cú pháp tham số mô tả vùng (Pzoi)

Hình 22 thể hiện cú pháp tham số mô tả ZOI

Hình 22 - Cú pháp tham số mô tả ZOI

Mzoi: Chế độ mô tả ZOI. Trường này sử dụng cấu trúc FBAS.

Nzoi: Số lượng lzoi. Trường này sử dụng cấu trúc RBAS.

Izoiⁱ: Mục.

Bảng 19 - Các giá trị tham số Pzoiⁱ

Bảng 20 - Các giá trị tham số Mzoi

Khi thẻ TRLCP được sử dụng, kích thước của chúng được xác định bởi P_TRLCP theo quy định tại Bảng 4. Trong trường hợp này, các bit 5 và 6 của tham số M_ZOI được ghi đè.

Độ lệch với chế độ theo độ dài có thể được sử dụng để biểu diễn một chuỗi đoạn liên tiếp, ví dụ, một chuỗi các khoảng byte liên tiếp. Giá trị đầu tiên xác định độ lệch ban đầu, các giá trị tiếp theo xác định độ dài của mỗi đoạn liên tiếp. Nếu trường này được sử dụng để biểu diễn n đoạn, thì Nzoi phải được thiết lập bằng n + 1.

5.8  Cú pháp khuôn mẫu phương pháp bảo vệ (T)

5.8.1  Các vấn đề chung

Các khuôn mẫu phương pháp bảo vệ chứa các tham số để xác định các công cụ JPSEC được mô tả trong 5.6.1. Ví dụ, chúng được sử dụng trong các công cụ quy chuẩn JPSEC mô tả trong 5.6.2. Ngoài ra, chúng có thể được sử dụng trong công cụ không quy chuẩn JPSEC được mô tả trong 5.6.3. Có ba loại khuôn mẫu phương pháp bảo vệ: khuôn mẫu giải mã, khuôn mẫu xác thực và khuôn mẫu băm. Khuôn mẫu được sử dụng bởi công cụ quy chuẩn JPSEC được xác định bởi ID của nó như thể hiện trong Bảng 6 và một lần nữa ở đây trong Bảng 21 với tham chiếu đến các điều con thích hợp.

Như mô tả trong 5.6.2, khuôn mẫu phương pháp bảo vệ T cùng miền xử lý của công cụ JPSEC PD, độ chi tiết G và danh sách giá trị V mô tả cách thức công cụ JPSEC được áp dụng.

Bảng 21 - Các giá trị ID khuôn mẫu (ID_T)

5.8.2  Khuôn mẫu giải mã

Khuôn mẫu giải mã T_decry (T = T_decry, nếu t=0 và ID=1) được sử dụng để truyền thông bộ giải mã, để giải mã dòng mã nhận được. Hình 23 cho thấy cú pháp khuôn mẫu giải mã. Bảng 22 cho thấy các kích thước và giá trị của các ký hiệu và các tham số cho khuôn mẫu giải mã.

Hình 23 - Cú pháp khuôn mẫu giải mã

ME_decry: Cờ giả lập mã đánh dấu lỗi cho biết có giả lập mã đánh dấu lỗi xuất hiện trong dữ liệu mã hóa không. Một giả lập mã đánh dấu lỗi tác động đúng theo bộ giải mã JPEC 2000 phần 1. Trường này sử dụng cấu trúc FBAS.

CT_decry: định danh loại mật mã.

CP_decry: tham số mật mã.

Bảng 22 - Các giá trị tham số khuôn mẫu giải mã

Bảng 23 - Các giá trị cờ giả lập mã đánh dấu (ME_decry)

Giá trị mặc định của cờ giả lập mã đánh dấu là 0. Cờ này có thể được thiết lập bằng 1 để chỉ ra rằng dữ liệu được mã hóa JPSEC không chứa giả lập mã đánh dấu lỗi. Một bộ tạo JPSEC có thể lựa chọn để cờ này theo giá trị mặc định của nó là bằng 0.

Bảng 24 - Giá trị bộ định danh mật mã (CT_decry)

Bảng 25 - Giá trị bộ định danh mật mã khối (CT_decry)

Bảng 26 - Giá trị bộ định danh mật mã dòng (CT_decry)

Bảng 27 - Giá trị bộ định danh mật mã bất đối xứng (CT_decry)

5.8.2.1  Khuôn mẫu mật mã khối

Khuôn mẫu mật mã khối được sử dụng để truyền thông bộ giải mã khối để giải mã dòng mã nhận được. Hình 24 cho thấy chế độ mật mã khối, chế độ đệm, kích thước khối và các thông tin khóa.

Một số chế độ mật mã khối sử dụng vector khởi tạo. Đối với các chế độ này, vectơ khởi tạo của công cụ được xác định sử dụng trường độ chi tiết của công cụ (G) được mô tả trong 5.10 và trường danh sách giá trị (V) được mô tả trong 5.11. Cụ thể, vectơ khởi tạo chỉ được sử dụng cho các chế độ có ID M_bc > 0x80, ví dụ CBC, CFB, OFB, CTR. Trong trường hợp CTR, nó không thực sự là một IV mà là bộ đếm. Kích thước của vector khởi tạo quy định tại danh sách giá trị V được thiết lập cho kích thước khối SIZ_bc.

Hình 24 - Cú pháp khuôn mẫu mật mã khối

M_bc: Chế độ mật mã khối. Bit đầu tiên cho biết việc sử dụng vectơ khởi tạo với công cụ này. Nếu M_BC < 0x8, IV không được sử dụng, nếu một hoặc nhiều giá trị IV được yêu cầu cho chế độ.

P_bc: Chế độ đệm.

SIZ_bc: Kích thước của khối theo Byte

KT_bc: khuôn mẫu khóa (xem 5.8.5). Chứa thông tin về các khóa được sử dụng bởi mật mã khối.

Bảng 28 - Giá trị khuôn mẫu mật mã khối

Bảng 29 - Giá trị chế độ mật mã khối (M_bc)

CHÚ THÍCH 1 - Triển khai thận trọng được yêu cầu cho tất cả các chế độ, bởi vì việc triển khai không đúng có thể dẫn đến lỗ hổng. CHÚ THÍCH rằng ngay cả khi thực hiện chính xác ECB, có rò rỉ thông tin khi các khối giống hệt nhau xuất hiện. Hướng dẫn này có trong ISO / IEC 10116.

CHÚ THÍCH 2 - Các giá trị trong Bảng 30 chỉ áp dụng khi M_bc trong Bảng 29 xác định rằng các được đệm. Khi bit không đệm, P_bc sẽ được thiết lập thành 00.

Bảng 30 - Chế độ đệm cho mật mã khối (P_bc)

CHÚ THÍCH 3 - Khi sử dụng đệm, thiết kế hệ thống cần phải cẩn thận khi sử dụng để tránh lỗ hổng bảo mật tiềm tàng, chẳng hạn như các cuộc tấn công kiểu mật mã.

5.8.2.2  Khuôn mẫu mật mã dòng

Khuôn mẫu mật mã dòng được sử dụng để truyền thông bộ giải mã dòng để giải mã dòng mã nhận được. Hình 25 cho thấy cú pháp khuôn mẫu mật mã dòng. Bảng 31 cho thấy giá trị của khuôn mẫu mật mã dòng.

Vector khởi tạo mật mã dòng được xác định sử dụng trường độ chi tiết của công cụ (G) được mô tả trong 5.10 và trường danh sách giá trị (V) được mô tả trong 5.11. Kích thước của vector khởi tạo được xác định tại danh sách giá trị V sẽ được thiết lập cho kích thước khóa quy định tại khuôn mẫu thông tin khóa KT_sc.

Hình 25 - Cú pháp khuôn mẫu mật mã dòng

KT_sc: Khuôn mẫu thông tin khóa (Xem 5.8.5). Lưu giữ thông tin về khóa sử dụng bởi mật mã dòng.

Bảng 31 - Các giá trị khuôn mẫu mật mã dòng

5.8.2.3  Khuôn mẫu mật mã bất đối xứng

Khuôn mẫu mật mã bất đối xứng mẫu được sử dụng để truyền thông các bộ giải mã bất đối xứng, để giải mã dòng mã nhận được. Hình 26 cho thấy cú pháp khuôn mẫu mật mã bất đối xứng. Bảng 32 cho thấy giá trị của khuôn mẫu mật mã bất đối xứng.

Đối với các công cụ sử dụng khuôn mẫu mật mã bất đối xứng mẫu, trường độ chi tiết của công cụ (G) xác định độ chi tiết mà mật mã được áp dụng. Tuy nhiên, trường danh sách giá trị (V) không được sử dụng để biểu diễn cho bất kỳ giá trị nào. Như vậy, số lượng các yếu tố (N_v) trong trường danh sách giá trị được thiết lập là 0.

Hình 26 - Cú pháp khuôn mẫu mật mã không đối xứng

KT_sy: Khuôn mẫu thông tin khóa (Xem 5.8.5). Lưu giữ thông tin về khóa sử dụng bởi mật mã không đối xứng.

Bảng 32 - Các giá trị khuôn mẫu mật mã không đối xứng

5.8.3  Khuôn mẫu xác thực

Khuôn mẫu xác thực T_auth (T = T_auth, nếu t=0 và ID=2) được sử dụng để truyền thông bộ kiểm chứng, để kiểm chứng tính xác thực của dòng mã nhận được. Có ba lớp chung của phương pháp xác thực: xác thực dựa trên hàm băm, xác thực dựa trên mật mã và chữ ký số. Hai phương pháp xác thực dựa trên băm và dựa trên mật mã cũng thường được gọi là mã xác thực bản tin (MAC), và các giá trị tính toán của chúng được sử dụng để xác thực thường được gọi là giá trị MAC. Cú pháp khuôn mẫu xác thực được thể hiện trong hình 27 và Bảng 33 cho thấy kích thước và giá trị của các ký hiệu và các tham số cho khuôn mẫu xác thực.

Trong nhiều ứng dụng bảo mật, xác thực là dịch vụ bảo mật quan trọng nhất. Ngay cả khi tính bảo mật là dịch vụ bảo vệ mục tiêu, cần được tăng cường bằng cách xác thực để ngăn chặn các cuộc tấn công. Đặc biệt, khuyến khích xác thực các phần của đoạn mã đánh dấu SEC. Ngoài ra, việc xác thực được thực hiện trên cả các tham số khuôn mẫu xác thực (T_auth) và bản tin để xác thực. Cụ thể, vùng ảnh hưởng xác định rằng cả nội dung và các tham số khuôn mẫu xác thực (T_auth) sẽ được xác thực.

Hình 27 - Cú pháp khuôn mẫu xác thực

M_auth: Cú pháp xác thực.

P_auth: Tham số xác thực.

Bảng 33 - Các giá trị tham số khuôn mẫu xác thực

Bảng 34 - Các phương phác xác thực (M_auth)

5.8.3.1  Xác thực dựa vào hàm băm

MAC xác thực dựa vào hàm băm được sử dụng để truyền thông bộ kiểm chứng để kiểm chứng tính xác thực của dòng mã nhận được. Hình 28 cho thấy cú pháp khuôn mẫu xác thực dựa vào hàm băm và Bảng 35 cho thấy các giá trị tham số.

Các giá trị MAC được xác định bởi trường độ chi tiết của công cụ (G) được mô tả trong 5.10 và trường danh sách giá trị (V) được mô tả trong 5.11, Kích thước của giá trị MAC xác định trong danh sách giá trị V được thiết lập thành kích thước MAC xác định bởi SIZH_MAC.

Hình 28 - Khuôn mẫu xác thực dựa vào băm

M_HMAC: Bộ định danh phương pháp xác thực dựa vào băm

H_HMAC: Bộ định danh hàm băm.

KT_HMAC: Khuôn mẫu khóa.

SIZ_HMAC: Kích thước của MAC (bit).

Bảng 35 - Các giá trị tham số khuôn mẫu xác thực dựa vào băm

Bảng 36 - Xác định phương pháp xác thực dựa vào băm (M_HMAC)

Bảng 37 - Bộ định danh hàm băm (H_HMAC)

CHÚ THÍCH rằng nếu SIZ_HMAC nhỏ hơn kích thước định danh của hàm băm, thì nó là phiên bản cắt ngắn tương ứng với các bit SIZ_HMAC đầu tiên của hàm băm.

5.8.3.2  Khuôn mẫu xác thực dựa vào mật mã

MAC xác thực dựa vào mật mã được sử dụng truyền thông bộ kiểm chứng để kiểm chứng tính xác thực của dòng mã nhận được. Hình 29 là cú pháp khuôn mẫu và Bảng 38 biểu diễn kích thước khóa và băm có khóa. Một ví dụ về sơ đồ xác thực dựa vào mật mã là CBC-MAC. Trong các kỹ thuật mật mã khối để xác thực, vector khởi tạo là chiều dài khối và có giá trị 0. Chiều dài khối là mặc định cho mật mã khối. CHÚ THÍCH rằng nếu SIZ_CMAC nhỏ hơn kích thước danh định của MAC xác thực dựa vào mật mã thì nó là phiên bản cắt ngắn tương ứng với các bit SIZ_CMAC đầu tiên của MAC.

CHÚ THÍCH rằng, nếu số lượng các bit dữ liệu không phải là một bội số của chiều dài khối mật mã, thì khối đầu vào cuối cùng sẽ là một phần của khối dữ liệu, với các bit 0 được nối vào để tạo thành một khối mật mã đầy đủ. Cũng CHÚ THÍCH rằng CBC-MAC chỉ được áp dụng cho dữ liệu có độ dài cố định và đã biết.

Các giá trị MAC được xác định bởi trường độ chi tiết của công cụ (G) được mô tả trong 5.10 và trường danh sách giá trị (V) được mô tả trong 5.11. Kích thước của giá trị MAC xác định trong danh sách giá trị V sẽ được thiết lập thành kích thước MAC xác định bởi SIZ_CMAC.

Hình 29 - Cú pháp khuôn mẫu xác thực dựa vào mật mã

CA_CMAC: Phương pháp xác thực dựa vào mật mã

C_CMAC: Giá trị bộ định danh mật mã khối

KT_CMAC: Khuôn mẫu khóa.

SIZ_CMAC: Kích thước của MAC (bit).

Bảng 38 - Giá trị khuôn mẫu MAC

Bảng 39 - Phương pháp xác thực dựa vào mật mã (C_CMAC)

5.8.3.3  Khuôn mẫu chữ ký số

Chữ ký số được sử dụng để truyền thông bộ kiểm chứng để kiểm chứng tính xác thực của dòng mã nhận được, cũng như kiểm chứng danh tính của người gửi cho mục đích định danh và không thoái thác. Hình 30 định nghĩa khuôn mẫu và Bảng 40 liệt kê các giá trị.

Chữ ký số được xác định sử dụng trường độ chi tiết của công cụ (G) được mô tả trong 5.10 và trường danh sách giá trị (V) được mô tả trong 5.11. Kích thước của giá trị chữ ký số xác định trong danh sách giá trị V được thiết lập để phù hợp với kích thước được định nghĩa bởi SIZ_DS. Vì kích thước danh sách giá trị được biểu diễn bởi byte thay vì bit nên kích thước của nó phải là số lượng tối thiểu các byte có thể chứa SIZ_DS. Mỗi giá trị phải được biểu diễn với các bit có trọng số nhỏ nhất và các bit MSB thêm sẽ được thiết lập là 0.

Hình 30 - Cú pháp khuôn mẫu chữ ký số

M_DS: Phương pháp chữ ký số.

H_DS: Hàm băm.

KT_DS: Khuôn mẫu khóa (Xem 5.8.5). Chứa các thông tin liên quan đến khóa công khai và chứng thư yêu cầu để kiểm chứng chữ ký số.

SIZ_DS: Kích thước chữ ký số (bit).

Bảng 40 - Giá trị khuôn mẫu chữ ký số

Bảng 41 - Các phương pháp chữ ký số (M_DS)

5.8.4  Khuôn mẫu hàm băm

Khuôn mẫu hàm băm T_hash (T = T_hash, Nếu t=0 and ID=3) được sử dụng để truyền thông các tham số sử dụng để tính toán hàm băm. Bảng 42 cho thấy kích thước và giá trị của các ký hiệu và các tham số cho khuôn mẫu băm.

CHÚ THÍCH rằng trái ngược với khuôn mẫu xác thực dựa vào băm trong 5.8.3.1 mà bao gồm việc sử dụng một hàm băm và một khóa bí mật thì khuôn mẫu hàm băm này không sử dụng khóa. Trong khi khuôn mẫu băm này có thể được sử dụng để phát hiện một lỗi ngẫu nhiên hoặc thay đổi ngẫu nhiên dữ liệu, nó không ngăn chặn thay đổi có hại của dữ liệu. Để ngăn chặn thay đổi có hại của dữ liệu, khuôn mẫu xác thực phải được sử dụng, do khóa bí mật được sử dụng bởi khuôn mẫu xác thực ngăn chặn các dữ liệu bị thay đổi mà không bị phát hiện.

Các giá trị băm được xác định sử dụng trường độ chi tiết của công cụ (G) được mô tả trong 5.10 và trường danh sách giá trị (V) được mô tả trong 5.11. Kích thước của các giá trị băm được quy định trong danh sách giá trị V được thiết lập thành kích thước giá trị băm được định nghĩa bởi SIZ_hash.

Hình 31 - Cú pháp khuôn mẫu hàm băm

H_hash: Bộ định danh hàm băm.

SIZ_hash: Kích thước giá trị băm (byte).

Bảng 42 - Giá trị tham số khuôn mẫu hàm băm

5.8.5  Khuôn mẫu thông tin khóa (KT)

Khuôn mẫu thông tin khóa được sử dụng để truyền thông thông tin khóa. Hình 32 định nghĩa khuôn mẫu và bảng 43 liệt kê các giá trị khuôn mẫu khóa.

Hình 32 - Cú pháp khuôn mẫu thông tin khóa

LK_KT: Chiều dài khóa theo bit.

KID_KT: Bộ định danh thông tin khóa. Nó chỉ ra ý nghĩa các giá trị trong danh sách giá trị V_KT.

Trong khuôn mẫu giải mã, giá trị này phải thiết lập bằng 2 (URI để lấy khóa bí mật). Trong trường hợp chữ ký số, giá trị của lĩnh vực này là tự do.

G_KT: Trường độ chi tiết biểu diễn độ chi tiết với những thay đổi thông tin khóa .

V_KT: Trường danh sách giá trị biểu diễn danh sách thay đổi của thông tin khóa.

CHÚ THÍCH rằng trong trường hợp của khóa bí mật (khuôn mẫu giải mã), khóa công khai và chứng thư không có ý nghĩa: khuôn mẫu khóa phải giữ một số thông tin về vị trí của khóa (ví dụ, URI).

Thông tin khóa được biểu diễn với một hoặc nhiều giá trị sử dụng trường độ chi tiết của công cụ (G_KT) được mô tả trong 5.10 và trường danh sách giá trị (V_KT) được mô tả trong 5.11. Hai trường (G_KT và V_KT) cùng xác định cách các giá trị khóa trong danh sách giá trị (VKT) được áp dụng để bảo vệ dữ liệu ảnh, như mô tả trong 5.10 và 5.11.

Thông tin khóa trong danh sách giá trị có thể chọn một trong những hình thức xác định trong Bảng 44. Nếu KID_KT = 1, thì mỗi giá trị được xác định với khuôn mẫu chứng thư X.509 được mô tả trong 5.8.5.1. Nếu KID_KT = 2, thì mỗi giá trị được xác định với một URI cho chứng thư hoặc khóa bí mật.

Bảng 43 - Giá trị khuôn mẫu khóa

Bảng 44 - Giá trị bộ định danh thông tin khóa (KID_KT)

5.8.5.1  Khuôn mẫu chứng thư X.509

Hình 33 - Cú pháp chứng thư X.509

ER_KT: Quy luật mã hóa cho chứng thư X.509.

LCER_KT: Chiều dài chứng thư X.509 theo byte.

CER_KT: Chứng thư X.509.

Bảng 45 - Giá trị chứng thư X.509 (KI_KT nếu KID_KT=2)

Bảng 46 - Giá trị quy luật mã hóa (ER_KT)

5.9  Cú pháp miền xử lý (PD)

Cú pháp miền xử lý được sử dụng để chỉ ra miền mà công cụ JPSEC được áp dụng. Các miền có thể bao gồm miền điểm ảnh, miền hệ số sóng con, miền hệ số sóng con được lượng tử hóa và miền dòng mã.

Hình 34 - Cú pháp miền xử lý

PD: Miền xử lý. Trường này sử dụng cấu trúc FBAS.

F_PD: Trường miền xử lý để cung cấp thông tin chi tiết thêm về miền xử lý. Trường này sử dụng cấu trúc FBAS.

Bảng 47 - Các tham số miền xử lý

Bảng 48 - Giá trị tham số miền xử lý (PD)

CHÚ THÍCH rằng trường PD sẽ có một và chỉ 1 bit thiết lập bằng 1, bởi vì mỗi công cụ JPSEC được áp dụng cho một miền duy nhất.

Trong miền điểm ảnh, miền hệ số sóng con và miền hệ số sóng con được lượng tử hóa, dữ liệu hai chiều phải chuyển đổi thành một chiều để áp dụng các công cụ bảo mật. Chuyển đổi này được thực hiện bằng cách quét dữ liệu ảnh hai chiều theo thứ tự quét mành.

Bảng 49 - Các giá trị tham số trường miền xử lý (F_PD) trong miền hệ số sóng con và miền hệ số sóng con được lượng tử hóa

Bảng 50 - Giá trị tham số trường miền xử lý (F_PD) trong miền dòng mã

Trường (F_PD) được sử dụng để cung cấp thêm thông tin về miền xử lý. Với các giá trị khác nhau của PD, miền này (F_PD) có ý nghĩa khác nhau. Ví dụ, trong miền hệ số sóng con và miền hệ số sóng con được lượng tử hóa, bit đầu tiên của F_PD được sử dụng để cho biết công cụ JPSEC được áp dụng trên bit có trọng số lớn nhất hay không. Trong miền dòng mã, bit đầu tiên của F_PD được sử dụng để cho biết công cụ JPSEC được áp dụng chỉ trên thân gói tin hay cả mào đầu và thân của gói tin; trong miền điểm ảnh, miền này (F_PD) được dự trữ.

5.10  Cú pháp Độ chi tiết (G)

Độ chi tiết được sử dụng để chỉ đơn vị bảo vệ cho mỗi phương pháp bảo vệ. Bảng 53 định nghĩa các độ chi tiết có thể. Hình 35 biểu diễn cú pháp độ chi tiết.

Hình 35 - Cú pháp độ chi tiết

PO: Thứ tự xử lý.

GL: Mức độ chi tiết.

Bảng 51 - Giá trị tham số độ chi tiết (G)

Bảng 52 - Giá trị thứ tự xử lý (PO)

Bảng 53 - Giá trị mức độ chi tiết (GL)

Để xử lý toàn bộ vùng xác định bởi ZOI, mức độ chi tiết phải là "vùng được định danh trong ZOI"

5.11  Cú pháp danh sách giá trị (V)

Trường danh sách giá trị được sử dụng để xác định giá trị thay đổi khi công cụ này được áp dụng và độ chi tiết mà nó thay đổi. Trường này được sử dụng để báo hiệu giá trị thay đổi như các khóa, vectơ khởi tạo, giá trị MAC, chữ ký số và giá trị băm. Trường giá trị danh sách trước tiên xác định số lượng các giá trị trong danh sách và kích thước của mỗi giá trị. Sau đó nó sẽ liệt kê các giá trị của chính nó. Như đã nêu trong 5.6.2, cho các công cụ quy chuẩn JPSEC, trường danh sách giá trị biểu diễn một tham số khác cho mỗi khuôn mẫu. Đối với khuôn mẫu giải mã, nó biểu diễn vectơ khởi tạo IV_bc hoặc IV_sc tùy thuộc vào mật mã khối hoặc mật mã dòng có được sử dụng hay không. Đối với khuôn mẫu xác thực, nó biểu diễn giá trị MAC VAL_MAC để xác thực dựa vào băm và dựa vào mật mã. Đối với khuôn mẫu chữ ký số, nó biểu diễn chữ ký số SIG_DS. Đối với khuôn mẫu hàm băm, nó biểu diễn giá trị băm HV_hash.

Một số cách sử dụng khuôn mẫu không yêu cầu giá trị được xác định, ví dụ, không phải tất cả các chế độ giải mã sử dụng vector khởi tạo. Trong những trường hợp này, trường danh sách giá trị phải thiết lập N_v và S_v bằng 0 để danh sách giá trị V_L không có phần tử. Nếu chỉ có một giá trị duy nhất cần phải được xác định, ví dụ, nếu một khóa duy nhất được sử dụng trên ảnh, thì N_v sẽ được thiết lập bằng 1 sao cho giá trị duy nhất có trong danh sách giá trị.

Hình 36 - Cú pháp trường danh sách giá trị

N_V: Số lượng các giá trị trong danh sách giá trị V_L, Nếu N_V = 0, thì trường này kết thúc. Trường này sử dụng cấu trúc RBAS.

S_V: Kích thước của mỗi giá trị trong danh sách giá trị V_L theo byte. Trường này sử dụng cấu trúc RBAS.

VL: Danh sách các giá trị.

Bảng 54 - Các giá trị tham số trường danh sách giá trị (V)

5.12  Mối quan hệ giữa ZOl, độ chi tiết (G) và danh sách giá trị (VL)

Các ZOI, PO và GL được sử dụng cùng nhau để đảm bảo cách xử lý duy nhất của các công cụ JPSEC được áp dụng, không phụ thuộc vào thứ tự lũy tiến của dòng mã JPEG 2000. Nói cách khác, chữ ký kết quả, giá trị MAC và dòng mã được mã hóa độc lập với thứ tự lũy tiến của dòng mã JPEG 2000. Vùng của ảnh hưởng (ZOI) xác định, toàn bộ hoặc một phần của dòng mã JPEG 2000 được bảo vệ bởi công cụ JPSEC; mặt khác, thứ tự xử lý (PO) xác định thứ tự mà công cụ JPSEC xử lý dòng mã; mức độ chi tiết (GL) xác định các đơn vị bảo vệ có chứa chuỗi byte liên tiếp trong dòng mã được sắp xếp lại. Cuối cùng, mỗi đơn vị bảo vệ tương ứng với một giá trị trong danh sách giá trị (VL), để chúng xuất hiện trong dòng mã được sắp xếp lại. Mối quan hệ có thể được minh bằng một ví dụ, trong đó dòng mã JPEG 2000 có 1 khối ảnh, 3 mức độ phân giải và 3 lớp, và số lượng các thành phần, phân khu ảnh là không quan trọng. Thứ tự lũy tiến là RLCP trong dòng mã JPEG2000 gốc, vùng ảnh hưởng có độ phân giải là 0 và 1, và thứ tự lũy tiến (PO) là TRLCP. Hình 37 và 38 minh họa việc sắp xếp lại của dòng mã và ánh xạ từ mỗi đơn vị bảo vệ vào danh sách giá trị (VL), khi độ chi tiết (GL) là độ phân giải và lớp.

Hình 37 - Mức độ chi tiết (GL) là độ phân giải

Hình 38 - Mức độ chi tiết (GL) là lớp

CHÚ THÍCH: - Dòng mã sắp xếp lại chỉ được sử dụng để tạo ra các giá trị trong danh sách giá trị (VL). Dòng mã JPSEC cuối sẽ có thứ tự lũy tiến giống với dòng mã JPEG 2000 gốc.

5.13  Mã đánh dấu bảo mật trong dòng mã (INSEC)

Mã đánh dấu bảo mật trong dòng mã (INSEC) cung cấp thêm một phương tiện để truyền tải thông tin bảo mật. Đây là tùy chọn và được sử dụng kết hợp với mã đánh dấu bảo mật SEC. Cụ thể, nó được sử dụng kết hợp với một công cụ không quy chuẩn JPSEC.

Chính xác hơn, mã đánh dấu SEC có mặt trong mào đầu chính và cung cấp thông tin tổng thể về các công cụ JPSEC áp dụng để bảo vệ ảnh. Mã đánh dấu INSEC có mặt trong chính dữ liệu dòng bit của nó và cung cấp cho các tham số bổ sung hoặc thay thế cho công cụ không quy chuẩn JPSEC được xác định bởi tham số chỉ số mẫu công cụ. Do đó, chỉ số mẫu công cụ trong mã đánh dấu INSEC sẽ tương ứng với một chỉ số mẫu công cụ trong mào đầu chính.

Đoạn mã đánh dấu INSEC có thể được đặt trong dữ liệu dòng bit. Nó sử dụng bộ giải mã số học trong JPEG 2000 ngừng đọc byte từ dòng bít khi nó gặp mã đánh dấu kết thúc (ví dụ, hai byte với giá trị lớn hơn 0xFF8F).

Thông tin chứa trong đoạn mã đánh dấu INSEC thích hợp với khối mã bảo mật trước hoặc sau cho đến khi mã đánh dấu INSEC khác được tìm thấy.

CHÚ THÍCH rằng các mã đánh dấu INSEC có thể sinh ra một tập tin mà không phù hợp với JPEG 2000 Phần 1 Một số bộ giải mã có thể gặp khó khăn trong việc xử lý mã đánh dấu ở giữa gói. Việc chèn ở bất cứ nơi nào bên trong gói tin sẽ làm mất giá trị chiều dài của gói tin như được chỉ ra trong mào đầu gói. Ngoài ra, có thể có vấn đề với mã hóa và mã đánh dấu INSEC do:

a) Thiếu hạn chế giả lập mã đánh dấu trên mã hóa; và / hoặc

b) Không có khả năng xác định vị trí mã đánh dấu của chính nó trong sự hiện diện của mã hóa.

Cú pháp của các mã đánh dấu INSEC được định nghĩa trong Hình 39.

Hình 39 - Cú pháp tạo bảo mật trong dòng mã

INSEC: Mã mã đánh dấu. Bảng 55 thể hiện kích thước và giá trị của các ký hiệu và các tham số cho đoạn mã đánh dấu bảo mật trong dòng mã.

L_INSEC: Chiều dài của đoạn mã đánh dấu theo byte (không bao gồm mã đánh dấu). CHÚ THÍCH rằng đoạn mã đánh dấu INSEC không phải là byte được căn chỉnh.

i: Chỉ số mẫu công cụ tương ứng với một trong các tham số chỉ số mẫu công cụ trong đoạn mã đánh dấu SEC và do đó định danh mẫu của công cụ JPSEC mà mã đánh dấu INSEC này tham chiếu đến. Trường này sử dụng cấu trúc RBAS.

R: Vùng thích hợp cho thông tin INSEC. Trường này sử dụng cấu trúc FBAS.

AP: Tham số bổ sung hoặc thay thế cho phương pháp bảo vệ. Bộ mã hóa phải đảm bảo rằng bộ mã hóa không mô phỏng một mã đánh dấu trong tham số này.

Bảng 55 - Các giá trị tham số bảo mật trong dòng mã (INSEC)

Bảng 56 - Các giá trị vùng thích hợp (R)

Bởi vì INSEC được sử dụng kết hợp với công cụ không quy chuẩn JPSEC nên định dạng của các tham số bổ sung hoặc thay thế được xác định bởi các công cụ của chính nó và được xác định bởi ID công cụ. Cụ thể, công cụ không quy chuẩn JPSEC được xác định bởi một cơ quan đăng ký hoặc bởi các ứng dụng JPSEC riêng. Do đó, định nghĩa của các công cụ này bao gồm việc sử dụng INSEC nếu nó được cho phép.

6  Ví dụ về sử dụng cú pháp quy chuẩn

6.1  Các ví dụ ZOI

Mục này đưa ra một số ví dụ cho thấy cách sử dụng cú pháp ZOI.

Trong các ví dụ sau, các chữ cái được sử dụng trong Pzoi, Mzoi và lzoi tương ứng với chỉ số của các phần tử liên quan đến ảnh và các phần tử không liên quan đến ảnh được báo hiệu bởi cấu trúc BAS trong DCzoi theo thứ tự chúng xuất hiện trong DCzoi.

6.1.1  Ví dụ 1

Mục này đưa ra một ví dụ về các mức phân giải lớn hơn 3 trong miền ảnh, miền ảnh đó có góc trên bên trái là (100, 120) và góc dưới bên trái (180, 210) đều bị ảnh hưởng. Trong ví dụ này cần 9 byte.

Bảng 57 - ZOI trong ví dụ 1

6.1.2  Ví dụ 2

Mục này đưa ra ví dụ mà các khối mã với các chỉ số góc trên bên trái là 5 và góc dưới bên phải là 10 trong băng con 1, mức phân giải 0 bị ảnh hưởng. Trong ví dụ này cần 10 byte.

Bảng 58 - ZOI trong ví dụ 2

6.1.3  Ví dụ 3

Mục này đưa ra ví dụ mà các đoạn dữ liệu từ byte 10 cho tới byte 100 và từ byte 10000 cho tới byte 1200 bị ảnh hưởng. Trong ví dụ này cần 12 byte.

Bảng 59 - ZOI trong ví dụ 3

6.1.4  Ví dụ 4

Mục này đưa ra ví dụ mà mức phân giải 0 bị ảnh hưởng và các đoạn byte 10 đến 100 tương ứng với dữ liệu đối với mức phân giải 0. Trong ví dụ này cần 10 byte.

Bảng 60 - ZOI trong ví dụ 4

6.1.5  Ví dụ 5

Phần này đưa ra ví dụ các mức phân giải lớn hơn 3 trong những khối ảnh mà chỉ số khối ảnh trên bên trái là 0 và dưới cùng bên phải là 5, và các lớp bằng hoặc nhỏ hơn 5 ở những khối ảnh có chỉ trên bên trái là 10 và chỉ số khối ảnh dưới cùng bên phải là 15 bị ảnh hưởng. Trong ví dụ này, cần 13 byte.

Bảng 61 - ZOI trong ví dụ 5

6.1.6  Ví dụ 6

Mục này đưa ra ví dụ mà đoạn mào đầu từ byte 10 đến 100 bị ảnh hưởng. Trong ví dụ này cần 8 byte.

Bảng 62 - ZOI trong ví dụ 6

6.2  Các ví dụ về mẫu thông tin khóa

6.2.1  Ví dụ 1

Bảng sau đưa ra ví dụ mà khóa bí mật đơn (128 bít) được sử dụng để giải mã một dòng mã, trong đó khóa bí mật được xác định bằng cách sử dụng URI và lấy từ máy chủ khóa dựa trên URI trong giai đoạn giải mã.

Bảng 63 - Thông tin khóa trong ví dụ 1

6.2.2  Ví dụ 2

Bảng sau đưa ra ví dụ mà chứng thư X.509 được sử dụng để nhận thực một dòng mã, nơi mà chứng thư X.509 được nhúng vào Kl_KT với phương pháp giải mã DER.

Bảng 64 - Thông tin khóa trong ví dụ 2

6.2.3  Ví dụ 3

Bảng sau cho biết một khóa công khai đơn được sử dụng để xác thực một dòng mã, nơi mà khóa công được nhúng vào trong KI_KT.

Bảng 65 - Thông tin khóa trong ví dụ 3

6.2.4  Ví dụ 4

Bảng 66 cho biết nhiều khóa bí mật được sử dụng để mã hóa một dòng bit, nơi các khóa bí mật khác nhau được sử dụng cho các lớp khác nhau.

Bảng 66 - Thông tin khóa trong ví dụ 4

6.3  Các ví dụ về công cụ chuẩn tắc JPSEC

Các ví dụ sau đây mô tả cách mà ZOI và các mẫu khóa có thể được sử dụng để thực hiện các dịch vụ bảo mật cơ bản như mã hóa và nhận thực trên ảnh được mã theo JPEG 2000

6.3.1  Ví dụ 1

Một ảnh được mã hóa với JPEG 2000 và có ba độ phân giải. Trong ví dụ này, độ phân giải thứ nhất không được mã hóa để cho phép xem trước, và các độ phân giải thứ 2 và thứ 3 được mã hóa với các khóa tương ứng k1 và k2. Ảnh đầu vào trong trường hợp này được mã hóa theo thứ tự tiến trình và có 1 khối ảnh, 3 độ phân giải, 3 lớp, các thành phần Nc và các giới hạn Np (số thành phần và phạm vi không quan trọng trong ví dụ cụ thể này). Việc mã hóa được thực hiện bằng cách sử dụng AES trong chế độ CBC mà không cần đệm sử dụng khóa k0 để mã độ phân giải 1 và sử dụng khóa k2 để giải mã độ phân giải 2, và độ phân giải 0 còn lại không được mã hóa.

JPSEC báo hiệu cách mà một người dùng JPSEC nên giải mã dòng mã. Đầu tiên, ID mẫu công cụ đối với khuôn mẫu giải mã này được báo hiệu. Hai ZOI được nhận ra cho độ phân giải 1 và khoảng byte tương ứng của nó B1-B2, và độ phân giải 2 và khoảng byte tương ứng B2-B3. Các tham số khuôn mẫu giải mã này chỉ ra rằng việc mã hóa AES được áp dụng mà không có đệm. Thông tin khóa và thực tế là các khóa khác nhau được áp dụng cho các độ phân giải khác nhau được báo hiệu với các tham số thông tin khóa. Quan trọng là độ chi tiết khóa được quy định như độ phân giải do đó mỗi độ phân giải có một khóa khác nhau, nơi mà thứ tự tiến trình được báo hiệu như TRLCP. Thông tin khóa đối với mỗi độ phân giải được chứa trong danh sách giá trị khóa. Việc mã hóa được thực hiện trên dòng mã, mã hóa cả mào đầu gói và thân gói. Mã hóa độ chi tiết là một giải pháp, tại đó tiến trình được thực hiện theo thứ tự TRLCP, thứ tự đó giống như dòng mã ban đầu. Do hai độ phân giải được mã hóa tách biệt, nên hai véc tơ khởi tạo (Ivs) được yêu cầu và chúng được chứa trong danh sách giá trị.

Chú ý rằng các kết quả văn bản mật mã của gói tin được quy định bởi thứ tự tiến trình và do đó không phụ thuộc vào thứ tự tiến trình của dòng mã đầu vào, tuy nhiên vị trí của các gói được mã hóa ở dòng mã đầu ra tuân theo thứ tự của các gói dòng mã đầu vào.

Bảng 67 - Đoạn mã đánh dấu SEC cho ví dụ 1

Bảng 68 - Ví dụ ZOI

Bảng 69 - Ví dụ P_ID

Bảng 70 - Ví dụ về khuôn mẫu giải mã

Bảng 71 - Ví dụ về mẫu khóa

6.3.2  Ví dụ 2

Trong trường hợp này, việc nhận thực được áp dụng cho cùng ảnh được mã hóa bởi JPEG 2000 ở trên. Trong ví dụ này, cả ba độ phân giải và ba lớp trên một độ phân giải được nhận thực, ở đó việc nhận thực của mỗi độ phân giải sử dụng một khóa khác nhau. Do có ba độ phân giải nên có 3 khóa và có ba lớp cho một độ phân giải nên sẽ có ba giá trị MAC cho mỗi độ phân giải. Vì thế tổng giá trị MAC là 9 đối với mỗi thực thể ảnh JPSEC. Cụ thể:

Độ phân giải 0 có các giá trị MAC là M0, M1, M2 (mỗi giá trị cho một lớp) sử dụng khóa 0

Độ phân giải 1 có các giá trị MAC là M3, M4, M5 (mỗi giá trị cho một lớp) sử dụng khóa 1

Độ phân giải 2 có các giá trị MAC là M6, M7, M8 (mỗi giá trị cho một lớp) sử dụng khóa 2

Ví dụ này minh họa việc nhận thực có thể được báo hiệu cũng như độ linh hoạt được cung cấp bởi ZOI và chi tiết công cụ. Vì trong ví dụ trước, ảnh đầu vào được mã hóa theo thứ tự tiến trình RLCP và có 1 khối ảnh, 3 độ phân giải, ba lớp, các thành phần Nc và các giới hạn Np (số thành phần và giới hạn không quan trọng trong ví dụ cụ thể này). Việc nhận thực được thực hiện bằng cách sử dụng HMAC với SHA - 1.

JPSEC báo hiệu cách một người sử dụng JPSEC có thể xác minh hoặc nhận thực nội dung được bảo vệ của JPSEC. Đầu tiên, ID mẫu công cụ đối với mẫu xác thực được báo hiệu. Sau đó ZOI được sử dụng để báo hiệu rằng có ba độ phân giải và các khoảng byte được liên kết đối với mỗi độ phân giải. Các tham số mẫu cho việc nhận thực này báo hiệu rằng HMAC được áp dụng bằng cách sử dụng SHA - 1. Mẫu thông tin khóa cung cấp thông tin về khóa bao gồm cả chi tiết khóa là độ phân giải và cung cấp thông tin cho ba khóa trong danh sách giá trị đối với các khóa. Miền xử lý đối với việc nhận thực được quy định như dòng mã bao gồm cả mào đầu gói. Chi tiết công cụ cho việc nhận thực được quy định như lớp, vì có ba MAC đối với mỗi độ phân giải, tổng là có 9 giá trị MAC. Thứ tự tiến trình như trên đã được xác định là TRLCP, nó giống với thứ tự dòng mã ban đầu.

Chú ý rằng sử dụng thứ tự tiến trình trong phần độ chi tiết đảm bảo rằng các giá trị MAC giống nhau sẽ cho kết quả độc lập với thứ tự tiến trình của dòng mã.

Lưu ý rằng trong khi ví dụ này chứng minh việc sử dụng các MAC, một tiếp cận tương tự có thể được sử dụng để báo hiệu việc sử dụng nhiều chữ ký số.

Bảng 72 - Đoạn mã đánh dấu SEC

Bảng 73 - Việc báo hiệu ZOI

Bảng 74 - Các tham số báo hiệu P_ID

6.4  Các ví dụ trường méo

Mục này đưa ra một số ví dụ đơn giản về việc sử dụng trường méo.

6.4.1  Ví dụ 1

Ví dụ này được xây dựng trên ví dụ 3 về ZOI trong 6.1.3 để cho thấy cách các giá trị méo có thể được liên kết với hai đoạn dữ liệu được báo hiệu bởi ZOI trong ví dụ trên như thế nào. Như đã tranh luận, ví dụ 3 trong 6.1.3 báo hiệu hai đoạn dữ liệu: (1) byte số 10 đến 100 và (2) byte 10000 cho đến 12000. Để gắn các trường méo với hai đoạn dữ liệu này cần hai bước. Thứ nhất, trường méo được báo hiệu trong Dczoi. Thứ hai, các giá trị méo được báo hiệu bằng cách sử dụng Pzoi². Vì thế chỉ những thay đổi tới ví dụ 3 trong 6.1.3 là để thiết lập bít trường méo trong Dczoi, và Pzoi2 (9 dòng cuối trong bảng 75)

Bảng 75 - Việc gắn kết trường méo với hai đoạn dữ liệu

(phần mở rộng của ví dụ 3 về ZOI trong 6.1.3)