Весельська О.М., Зюбіна Р.В.

Національний авіаційний університет, Україна

аналіз стеганографічних методів у просторовій та частотній областях

Метою роботи є проведення аналізу та класифікації методів стеганографічного захисту інформації в залежності від області приховування теємної інформації.

Приховування даних у просторовій області.

Загальний принцип таких алгоритмів полягає у заміні надлишкової, малозначної частини зображення бітами секретного повідомлення. Для витягу повідомлення необхідно знати алгоритм, по якому воно розміщувалося у зображенні.

1) Метод заміни найменш значущого біту.

Метод заміни найменш значущого біту (НЗБ, LSB – Less Significant Bit) - найбільш розповсюджений метод серед методів даного класу. НЗБ несуть у собі найменше інформації. В більшості випадків цей метод працює із растровими зображеннями, представленими у форматі без компресії даних (GIF, BMP). Недоліком даного методу є його низька стійкість до викривлення контейнера внаслідок навіть незначних помилок у каналі передачі або активних і пасивних атак порушника. Для уникнення цієї проблеми використовують завадостійке кодування.

2) Метод псевдовипадкового інтервалу.

Даний підхід полягає у псевдовипадковому розподілення бітів повідомлення по зображенню-контейнеру, внаслідок чого відстань між двома вбудованими бітами визначається псевдовипадково. Недоліком такого методу є те, що біти повідомлення розподіляються по контейнеру у тому ж порядку, що і у самому повідомленні.

3) Метод псевдовипадкової перестановки.

Основою цього методу є генератор псевдовипадкових чисел (ПВЧ), який формує певну псевдовипадкову послідовність індексіві k-й біт повідомлення зберігається у пікселі із індексом .

4) Метод блочного приховування.

При використанні даного методу зображення-контейнер розбивають на блоки, що не перетинаються між собою.

5) Метод заміни палітри.

Палітра кольорів зображення зберігається у вигляді списку пар індексів який визначає відповідність між індексом та його вектором кольору.

Приховування даних у частотній області зображення.

Найпоширеніші методи приховування даних у частотній області використовують вейвлет-перетворення та дискретно-косинусне перетворення (ДКП). Це пояснюється широким їх розповсюдженням у компресії зображень.

ДКП в цифровій обробці зображень використовується в такому вигляді:

	(5)
	(6)

де C(x,y) та S(x,y) - елементи оригінального та відновленого зображення розміром N*N; x,y – просторові координати пікселів зображення; - масив коефіцієнтів ДКП; - координати у частотній області; , якщо , та , якщо

1) Метод відносної заміни величин коефіцієнтів ДКП.

При використанні даного методу зображення розбивається на блоки 8х8 пікселів. До кожного з блоків застосовується ДКП, в результаті чого отримується матриця коефіцієнтів ДКП 8х8. Кожен блок призначений для приховування одного біту даних. Приховування проводиться заміною одного коефіцієнту у блоку.

2) Метод Бенгама-Мемона-Ео-Юнга.

Даний метод є модифікацією попереднього. Основною зміною є той факт, що при використанні даного методу секретна інформація приховується не в усіх блоках зображення, а тільки в обраних блоках (найбільш підходящих).

3) Метод Фрідріх.

Згідно цього методу, який по суті є комбінацією двох алгоритмів, секретні дані вбудовуються в низькочастотні та середньочастотні коефіцієнти ДКП. Каскадне використання цих двох алгоритмів може дати непогані результати відносно стійкості стеганографічної системи до різних атак.

4) Методи розширення спектру.

Розширення спектру відбувається за допомогою, так званого, розширюючого сигналу, який не залежить від інформації, що передається. Присутність енергії сигналу в усіх частотних діапазонах робить радіосигнал стійким до завад, а інформацію, що знаходиться у контейнері - стійкою до її видалення. Відновлення первинної інформації відбувається шляхом зіставлення отриманого сигналу та синхронізованої копії розширюючого сигналу.

Висновки

На сьогодні існує широкий спектр різних стеганографічних методів і всі вони в певній мірі відповідають поставленій задачі. Описані вище стеганографічні методи приховування даних у просторовій області є нестійкими до більшості відомих видів спотворень. Методи стеганографії для частотної області більш стійкі до різних викривлень, в т. ч. до компресії з втратами.

Літаратура

1. Юдін О.К., Конахович Г.Ф., Корченко О.Г. Захист інформації в мережах передачі даних: Підручник. – К.: Видавництво ТОВ НВП «ІНТЕРСЕРВІС», 2009.

2. Конахович Г. Ф., Пузыренко А. Ю. Компьютерная стеганография //теория и практика/ГФ Конахович, АЮ Пузыренко.—Киев: МК-Пресс. – 2006.

3. Моденова О. В. Стеганография и стегоанализ в видеофайлах //Прикладная дискретная математика. Приложение. – 2010. – №. 3.