Разработка необнаруживаемых стегосистем для каналов с шумом

• Автор: Небаева, Ксения Андреевна
• Шифр специальности: 05.12.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 176 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение
Глава 1. Назначение стегосистем и их основные характеристики
1.1 Основная задача и классификации стегосистем
1.2 Атаки на стегосистемы
1.3 Примеры использования стегосистем
1.4 Выводы по главе
Глава 2. Описание построения различных типов стегосистем
2.1 Стегосистемы с вложением секретной информации в наименьшие
значащие биты покрывающего объекта
2.2 Стегосистема F
2.3 Стегосистемы с использованием широкополосных сигналов
2.4 Лингвистическая стегосистема
2.5 Графические стегосистемы
2.6 Идеальные и почти идеальные стегосистемы
2.7 Модельно-обусловленные стегосистемы
2.8 Стегосистемы на основе адаптивного квантования
2.9 Стегосистемы на основе адаптивного квантования после двойного Jpeg-сжатия
2.10 Стегосистемы с сохранением статистики
2.11 Стегосистема HUGO
2.12 Выводы по главе
Глава 3. Стегосистемы на основе каналов с шумом
3.1 СГС на основе двоичного симметричного канала без памяти
3.2 Стегосистемы на основе канала с гауссовским шумом
3.3 Пропускная способность для стегосистем основанных на каналах с шумом
3.4 Выводы по главе
Глава 4. Разработка необнаруживаемых стегосистем с рассредоточением во времени для каналов с шумом

4.1 Стегосистема в каналах с шумом с информированным декодером
4.2 Компьютерное моделирование стегосистемы с рассредоточением во
времени
4.2.1 Вложение скрытого сообщения в покрывающий аудиообъект и последующее прохождение стегосообщения по каналу с гауссовским шумом
4.2.2 Моделирование извлечения скрытой информации на стороне легитимного пользователя
4.3 Стегосистема с рассредоточением во времени, на основе каналов с
шумом, с использованием корректирующих кодов
4.4 Выводы по главе
Глава 5. Стегосистема в каналах с шумом при использовании «слепого» декодера
5.1 Разработка стегосистем при использовании информированного кодера и «слепого» декодера
5.2 Моделирование стегосистемы на основе механизма QPD
5.3 Секретность стегосистем, основанных на каналах с шумом, при использовании информированного кодера, QPD метода и «слепого» декодера
5.4 Моделирование извлечения скрытой информации из стегосистемы на
основе механизма QPD
5.5 Применение стегосистем со «слепым» декодером в диктофонных
аудиозаписях
5.6 Применение стегосистем со «слепым» декодером в IP-телефонии
5.7 Выводы по главе
Заключение
Список сокращений и условных обозначений
Список литературы
Приложение А. Справки о внедрении результатов диссертационной работы
Приложение Б. Код программной реализации «вложение»
Приложение В. Код программной реализации «извлечение»

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность темы. В нынешний век развития и глобального распространения мультимедиа технологий, появления и использования новых способов передачи данных, как никогда остро стоит вопрос о безопасности данных, хранящихся в цифровом виде. Данная проблема послужила новым импульсом к модернизации стеганографических методов.
Одним из наиболее перспективных и востребованных направлений в условиях развития компьютерных технологий современности, является внедрение скрытой информации, в некоторый не привлекающий внимание покрывающий объект (ПО). ПО должно оставаться хорошего качества и присутствие дополнительной информации в ПО не может быть обнаружено, такие файлы называются стегосигналами. Далее они хранятся в открытом доступе, либо передаются легитимному пользователю по незащищенным каналам связи. Для вложения и извлечения скрытной информации в различные файлы используются так называемые стегосистемы (СГС). Параллельно с разработкой СГС развивается направление атак на СГС, которыми занимаются так называемые стегоаналитики или атакующие, которые хотят обнаружить скрытую передаваемую информацию. Задача передающей стороны состоит в том, чтобы стегоаналитик, даже в случае перехвата файла с вложением, не догадался о присутствии в ней скрытого сообщения.
Проблемам разработки и исследования различных видов СГС посвящены работы J. Fridrich, G.S. Simmons, T.Filler, L. Perez-Freire, A. Wyner, L. Fearnley, R. Anderson, F. Petitcolas, C.Cachin, В.И. Коржика, И.В. Котенко, Б.Я. Рябко, В.Г. Грибунина, И.Н. Окова, Г.Ф. Конаховича, И.М. Мараковой и многих других ученых.
Однако до сегодняшнего дня, за исключением работы научного руководителя, не имеется сведений о разработках СГС на основе канала с шумом, а так как естественный шум существует во многих системах связи, представляет интерес создать СГС на основе каналов с шумом. Кроме того, в этом случае есть
Предположив, что Р{>г(н) = 0} = Р{и(н) = 1} =1/2, получено, что
М*сг(20) = м (Кт(2/+1)), I = ОД,..., 255, то есть найдены следующие
гистограммы С(и) и Сж(и) (см. рисунок 2.1):
Л ИД А 1'('
0)23 255 I 0123 255
а) 6)
Рисунок 2.1 - а) гистограмма ПО, б) гистограмма СГС Поскольку в действительности вкладываемая информация и>(п) является
случайной, то гистограмма для СГС не будет в точности соответствовать рисунку

Для сообщений СГ-НЗБ, при вложении по ключу с вероятностью Р в каждый пиксель, получено соотношение:
М(УС1.(20) = “(Кяо(2/) + Уп0(2г +1)) + (1 - Р)У/Ю(2/),
(2.4)
М (УСГ( 2/ +1)) = -(Гш(2/) + Гпо(2/+1)) + (1- Р)Упо(2г +1),
откуда видно, что М|Гсг(2г')} ^ М{ГСГ(2/+1)}, если Р «1.
Данный метод позволяет не только оценить факт присутствия стегосигнала, но и оценить вероятность Р вложения стегосигнала в каждый пиксель.