Підвищення стійкості стеганографічного методу з кодовим управлінням вбудовуванням додаткової інформації при роботі з цифровим відео

Abstract

Розвиток інформаційних технологій, що призвів до зростання долі мультимедійного контенту у світовому трафіку, збільшує роль стеганографічної компоненти у сучасних системах захисту інформації. При цьому, задля забезпечення стеганографічного захисту інформації в режимі реального часу при роботі з цифровим відео, стеганографічний метод, окрім відповідності основним критеріям ефективності, має забезпечувати низький рівень обчислювальної складності, що можливо при виконанні стеганоперетворення у просторовій області контейнера. Одним з таких сучасних методів є стеганографічний метод з кодовим управлінням вбудовуванням додаткової інформації. При цьому окремий інтерес становить задача підвищення стійкості зазначеного стеганографічного методу в умовах атак стисненням алгоритмами стиску цифрового відео, насамперед, розповсюдженого алгоритму MPEG-4. Метою даної роботи є підвищення стійкості стеганографічного методу з кодовим управлінням вбудовуванням додаткової інформації до атак стисненням при роботі з цифровим відео. У роботі проведені експериментальні дослідження стійкості стеганографічного методу з кодовим управлінням вбудовуванням додаткової інформації в умовах атаки стисненням проти вбудованого повідомлення алгоритмом стиску цифрового відео MPEG-4 при вбудовуванні додаткової інформації із застосуванням різних колірних моделей. Показано, що вбудовування додаткової інформації у Y-компоненту колірної моделі YCbCr дозволяє зменшити кількість помилок при вилученні додаткової інформації на 17%. Запропоновано вбудовування додаткової інформації із застосуванням стеганографічного методу з кодовим управлінням лише у динамічні блоки, що дозволило зменшити кількість помилок при вилученні додаткової інформації на 8%. Отримані результати можуть бути використані у практичних стеганографічних застосунках з метою підвищення стійкості стеганографічної компоненти систем захисту інформації.

The development of information technologies, which has led to an increase in the amount of multimedia content in World traffic, makes the role of the steganographic component in modern information protection systems significant. At the same time, to ensure steganographic protection of information in real-time when operating with digital video, the steganographic method is expected to meet the main effectivity criteria, as well as provide a low level of computational complexity, which is possible when performing steganographic transformation in the spatial domain of the container. One such modern method is the steganographic method with code control of additional information embedding. The problem of increasing the robustness of the specified steganographic method in the conditions of compression attacks by compression algorithms of digital video, primarily, the widespread MPEG-4 algorithm, is of particular interest. The purpose of this paper is to increase the robustness against attacks by compression of the steganographic method with code control of additional information embedding when operating with digital video. In this paper, experimental research on the robustness of the steganographic method with code control of additional information embedding in the conditions of a compression attack against the embedded message by digital video compression algorithm MPEG-4 when embedding information using different colour models is performed. It is shown that embedding additional information in the Y-component of the YCbCr colour model allows reducing the number of errors when extracting additional information by 17%. It is also proposed to embed additional information using the steganographic method with code control only in dynamic blocks, which made it possible to reduce the number of errors when extracting additional information by 8%. The obtained results can be applied in practical steganographic applications to increase the robustness of the applied steganographic component of information protection systems.