Розробка методу передачі секретних повідомлень на базі хешування цифрових аудіофайлів

Abstract

Стеганографія та криптографія перебувають на піку розвитку в наші дні. Один з видів стеганографії – хеш-стеганографія. Це принципово новий напрямок в галузі передачі секретної інформації. Методи хеш-стеганографії засновані на тому, що замість вбудовування секретної інформації в контейнер, ми передаємо визначену послідовність цифрових сигналів та за їх хеш-кодами відновлюємо повідомлення. Для роботи за даними принципами зазвичай використовують цифрові зображення. Проте цифрові аудіо-файли завдяки різноманітним сервісам та месенджерам стають все популярнішим методом передачі інформації. Тому актуальною є розробка методів хеш-стеганографії, заснованих на використанні аудіо-сигналів. Метою даної роботи є підвищення ефективності передачі секретного повідомлення шляхом модифікації метода хеш-стеганографії. Даний метод не використовує вбудовування додаткової інформації в аудіофайл як контейнер. В даному методі запропоновано використовувати хеш-код (далі хеш), отриманий з аудіофайлів для побудови стеганоповідомлення. Але при передачі та конвертації аудіофайлів можливе порушення цілісності їх хеш-коду через можливі втрати якості і шуми. Це може стати перешкодою при встановленні відповідності отриманих файлів та їх хеш-кодів та при відновленні секретного повідомлення. Один з популярних сервісів ідентифікації аудіо-файлів – програмний додаток Shazam. Додаток Shazam дозволяє вірно ідентифікувати аудіо-треки навіть за наявності шумів, сторонніх звуків тощо. Розглянемо основні кроки даного алгоритму для використання їх при отриманні стійких до атак хеш-кодів аудіо-сигналів. Даний алгоритм дає змогу представити аудіо у вигляді набору особових точок, які далі методом MD5 перетворюються на хеш-коди. З даних хеш-кодів відновлюються секретні повідомлення після отримання визначеної послідовності аудіо-сигналів. Розроблений алгоритм не має аналогів для порівняння, проте є стійким до атак.

Steganography and cryptography are at their peak these days. One of the types of steganography is hash steganography. This is a fundamentally new direction in the transmission of secret information. Hash steganography methods are based on the fact that instead of embedding secret information into a container, we transmit a specific sequence of digital signals and recover messages from their hash codes. Digital images are commonly used for these principles to work. However, digital audio files, thanks to the many services and messengers, are becoming an increasingly popular method of transferring information. Therefore, the development of hash steganography methods based on the use of audio signals is urgent. The aim of this work is to improve the efficiency of transmission of a secret message by modifying the hash steganography method. In this paper, the Shazam`s algorithm is used to obtain hash codes of a digital audio signals that are resistant to attacks and file transformations. this method does not use embedding additional information in the audio file as a container. In this method, it is proposed to use a hash code (hereinafter the hash) obtained from audio files to build a stegan message. But when transferring and converting audio files, the integrity of their hash code may be compromised due to possible loss of quality and noise. This can interfere with matching files and hash codes and restoring the secret message. One of the popular audio file identification services is the Shazam software application. Shazam allows you to correctly identify audio tracks, even in the presence of noise, extraneous sounds and more. Consider the main steps of this algorithm for their use in obtaining attack-resistant hash codes of audio signals. This algorithm allows representing audio as a set of special points, which are then converted into hash codes using the MD5 method. Secret messages are recovered from these hash codes after receiving a specific sequence of audio signals. The developed algorithm has no analogues for comparison, but it is resistant to attacks.