Метод розв’язку задачі про вибір контейнера, що забезпечує малу чутливість стеганоповідомлення до збурних дій

Abstract

З розвитком інформаційних технологій зростають вимоги до стеганографічних систем. Сьогодні стеганосистема повинна протистояти стеганоаналітичним атакам, що використовують найсучасніші математичні базиси, атакам проти вбудованого повідомлення, які просто і якісно реалізуються в будь-якому сучасному програмному середовищі, забезпечувати значну пропускну спроможність при організації прихованого каналу зв’язку, тощо. Для забезпечення цих вимог потрібно використовувати всі можливі засоби. Одним із способів, що сприяє забезпеченню певної вимоги, є вибір контейнера, в якості якого в роботі розглядається цифрове зображення. Вибір контейнера відбувається з метою забезпечення кращих характеристик стеганоповідомлення в певному сенсі. Метою роботи є забезпечення можливості вибору цифрового зображення-контейнера, що породжує стеганоповідомлення, нечутливе до збурних дій. В роботі отримані наступні результати: теоретично обгрунтовано та практично підтверджено доцільність використання збурень власних векторів матриці контейнера як показників захищеності вбудованої в контейнер додаткової інформації; запропонована кількісна оцінка збурення власного вектору матриці цифрового зображення в результаті стеганоперетворення, яка дає змогу для відокремлення чутливого власного вектора від нечутливого, адекватно відображає збурення вектора незалежно від величини кута повороту; запропонована умова вибору захищених від збурної дії власних векторів, що враховує індивідуальні характеристики контейнера; запропонована формула для розрахунку обсягу захищеної додаткової інформації; розроблений метод вибору контейнера, що забезпечує малу чутливість стеганоповідомлення до збурних дій з наявної множини потенційних контейнерів.

With the development of information technology, the requirements for steganography systems are growing. Today, the steganography system must resist steganalysis attacks using the latest mathematical bases, attacks and countermeasures, which can be easily and efficiently implemented in any modern software environment, providing significant bandwidth when organizing a secret communication channel, and so on. All possible means must be used to meet these requirements. One of the ways to meet a certain requirement is to choose the cover as which the digital image is considered in the study. The cover deciding is to be done in order to provide the best characteristics of stego-object in a sense. The aim of the study is to provide the possibility to choose a cover image, which results in the stego-object that is robust to various image processing attacks. The following results are obtained in the study: the expediency of using perturbations of eigenvectors of the cover image matrix as indicators of security of secret message embedded into the cover is theoretically substantiated and practically confirmed; the quantitative estimation of the perturbation of the eigenvector matrix of the digital image as a result of embedding is proposed, which allows separating the sensitive eigenvector from the insensitive one, adequately reflects the perturbation of the eigenvector regardless of the angle of rotation; the proposed condition for the selection of eigenvectors protected from influence, taking into account the individual characteristics of the cover image; the formula for calculating the amount of protected additional information is proposed; a cover image selection method from the available set of potential containers is developed, which provides stego-object robustness to various image processing attacks.