Исследование и разработка методов обнаружения стеговложений в неподвижных изображениях

• Автор: Герлинг, Екатерина Юрьевна
• Шифр специальности: 05.12.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 211 с. : ил.

Оглавление
Введение

1 Обзор методов стеганографии и стеганографического анализа

1.1 Общие сведения

1.2 Современные стеганографические системы

1.3 Общие сведения о стеганографическом анализе

1.4 Выводы

2 Статистические критерии обнаруживаемое стегосистем

2.1 Критерий относительной энтропии

2.2 Критерий стойкости стегосистем, основанный на вычислении расстояния Бхаттачариа

2.3 ЯОС-кривые

2.4 Выводы
3 Исследование методов «слепого» стегоанализа
3.1 Общие сведения
3.2 Элементы МОВ
3.3 Функционалы, используемые для обнаружения стегообъекта по МОВ
3.4 Выводы
4 Целевой стегоанализ для метода вложения СГ-НЗБ
4.1 Визуальный метод стегоанализа
4.2 Стегоанализ на основе статистики Кого порядка (гистограммная атака)
4.3 Стегоанализ на основе статистики 2-ого порядка
4.4 Выводы
5 Целевой стегоанализ для метода вложения СГ-ШПС
5.1 Метод, основанный на «раздвоении пиков»
5.2 Стегоанализ, основанный на корреляции яркостей смежных пикселей
5.3 Стегоанализ, основанный на метод подсчета нулей в гистограмме
5.4 Стегоанализ, основанный на сравнении соседних значений гистограммы.
5.5 Выводы
6 Комплексные методы стегоанализа
6.1 Визуальная атака, применительно с СГ-ШПС
6.2 Стегоанализ, основанный на статистике Кого порядка, применительно к СГ-

6.3 Стегоанализ, основанный на статистике 2-ого порядка, применительно к СГ-

6.4 Стегоанализ, основанный на методе подсчета нулей гистограммы,
применительно к СГ-НЗБ
6.5 Стегоанализ, основанный на сравнении соседних значений гистограммы,
применительно к СГ-НЗБ
6.6 Метод подсчета локальных максимумов
6.7 Комбинированный метод стегоанализа
6.8 Выводы
Заключение
Список используемых сокращений
Литература
Приложение А
Приложение Б
Приложение В
Приложение Г

Введение
Актуальность темы. На протяжении всей истории человечества существовала необходимость скрывать секретную информацию — будь то военные тайны или дворцовые секреты. Одновременно с этим появилась необходимость определять эту скрытую информацию. Так появились методы стеганографии (далее СГ), которые в отличие от криптографии позволяют не просто зашифровать, а совсем скрыть от посторонних присутствие секретной информации в некотором покрывающем объекте (далее ПО), которое выглядит абсолютно «невинно» и не вызывает подозрений. В противовес методам СГ появились методы стеганографического анализа (далее СГА), позволяющие выявить наличие скрытой информации в, на первый взгляд, «невинном» объекте.
Вместе с развитием цивилизации меняются и методы СГ и СГ А.
Для оценки необнаруживаемости (секретности) СГС разработаны критерии секретности стегосистем. На сегодняшний день большинство широко распространенных критериев секретности довольно сложны для вычислений. Разработка простых и легких в вычислениях критериев секретности, которые можно будет автоматизировать, является важной задачей.
В современном мире широко распространено цифровое представление информации, например, различные компьютерные файлы - медиа или текстовые. Они хранятся на компьютере дома и в офисе, передаются по домашним и офисным сетям, а также через всемирную сеть Интернет, скачиваются на мобильные телефоны. Компьютерные файлы используются как контейнеры (ПО) для скрытой передачи секретной информации. Современные методы цифровой СГ реализуются в стеганографический системах (СГС).
Современные методы цифровой СГ позволяют использовать в качестве ПО такие широко распространенные типы файлов, как:
- текстовые файлы (форматы DOC и TXT);
- музыкальные файлы (формат MP3);
- видеофайлы (формат AVI);

2.2 Критерий стойкости стегосистем, основанный на вычислении расстояния
Бхаттачариа
Как было отмечено в параграфе 2.1, в некоторых случаях вычисление относительно энтропии, как меры необнаруживаемости СГС, представляет собой сложную задачу. Поэтому в [21] был предложен критерий стойкости СГС, основанный на вычислении расстояния Бхаттачариа.
В соответствии с [22], расстояние Бхаттачариа между двумя вероятностями распределения Р8 и Рх в пространстве £2 определено как
— (2.6)

Рв(Р5’РХ) = л1 Рх (И Р5 . (2.7)

Из формул (2.6) и (2.7) следует, что Вв(Р5,Рх) = Ов(Рх,Р5). Отметим, что
А, — это симметричная функция (в отличие от относительной энтропии), и, хотя она не удовлетворяет неравенству треугольника [22], ее небольшая модификация
в виде д/1 — Рв будет удовлетворять данному неравенству. Следовательно, при таком критерии нет необходимости вычислять две величины В(РНРХ) и 0(РхРа), как в случае с критерием, основанном на относительной энтропии.
Если априорные вероятности л0 и я-, равны (то есть тт()—7Гх— 1/2), то байсовая вероятность ошибки Ре при проведении оптимального тестирования гипотезы будет ограничена двухсторонним неравенством
~^Рв{Рх*Рз)-К — 2 Рв{рх>Рз)- (2-8)
Для особого случая, когда Рх = Р8 получаем рв {Р5 > рх)=х и
В в (Рх ,Д,) - 0. Это означает, что СГС абсолютно секретна (необнаруживаемая). Если Р>в(Рх,Р8) = е, будем называть эту СГС £ -секретной. В этом случае