Зміна статистичних властивостей контейнеру у частотній області для стеганографічного алгоритму

Abstract

У даній роботі було проведено порівняльне дослідження ймовірності виявлення стеганографічного повідомлення за допомогою статистичного аналізу при вбудовуванні із перестановкою коефіцієнтів ДКП у блоці та з урахуванням статистичних властивостей контейнера. Було розраховано ймовірність правильного виявлення стеганографічного повідомлення, ймовірності помилок першого та другого роду, статистичну значущість критерію. У результаті дослідження було виявлено, що подібний аналіз дозволяє виявити повідомлення, вбудоване із перестановкою коефіцієнтів ДКП, а при урахуванні урахуванням статистичних властивостей контейнера ймовірність його виявлення близька до ймовірності при випадковому вгадуванні.

В данной работе было проведено сравнительное исследование вероятности обнаружения стеганографического сообщения при помощи статистического анализа при встраивании с перестановкой коэффициентов ДКП внутри блока и с учетом статистических особенностей контейнера. Было рассчитано вероятность правильного обнаружения стеганографического сообщения, вероятность ошибок первого и второго рода, статистическую значимость критерия. В результате исследования было выявлено, что подобный анализ позволяет выявить сообщение, встроенное с перестановкой коэффициентов ДКП, а при учете статистических особенностей контейнера вероятность его обнаружения близка к вероятности при случайном угадывании.

The subject of this work done is digital steganography field, namely hidden messages detection in statical digital pictures problem. In this paper probability of hidden messages detection using statistical features distribution of discrete cosine transform coefficients for two steganographic algorithms was checked. This data allow detecting messages hidden by steganographic algorithm with DCT coefficient replacement and improving algorithm with image statistic features considering. For this purpose was used early proposed parameter: imbalance of container`s paired discrete cosine transform coefficients. As steganographic containers, JPEG images were considered. For image DCT coefficients quantization, standard IJG matrix was used. These parameters were measured for one thousand of empty containers samples and for equal quantity of containers with messages, hidden by algorithm with DCT coefficients replacement and by early proposed steganographic algorithm with container image statistics accounting. For all steganographic containers same text message was embedded that container`s statistic changes depend only on its own characteristics. Imbalance of container`s paired discrete cosine transform coefficients was used as a measured parameter for embedded message detection. Based on the obtained experimental results, the initial and alternative hypotheses about message presence in container were considered. Also measured parameter threshold was chosen on condition, that probability of type I and type II errors is equal. With this parameter threshold value probability of type I and type II errors, probability of hidden messages detection and statistical significance of chosen parameter α was calculated. Based on the received results, only messages hidden by steganographic algorithm with DCT coefficient replacement can be definitely detected by chosen parameter measurement. For embedding with image statistic features considering probability of message detecting nearly equal to random guessing results.