Математическое моделирование стеганографических объектов и методы вычисления оптимальных параметров стегосистем

• Автор: Разинков, Евгений Викторович
• Шифр специальности: 05.13.18
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Казань
• Количество страниц: 109 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

Список терминов.

ВВЕДЕНИЕ.

Глава I. Стойкость стеганографических систем.

1.1 Основная задача стеганог рафии.

1.2 Понятие стеганографического объекта

1.3 Стойкость стеганографических систем

1.3.1 Теоретическая стойкость.

1.3.2 Практическая стойкость

1.4 Встраивание информации в изображения и ес обнаружение.

1.4.1 Цифровые изображения в формате .

1.4.2 Существующие подходы к встраиванию информации в изображения в формате .
1.4.3 Существующие подходы к обнаружению информации, встроенной в изображения
в формате
1.5 Существующие подходы к моделированию стеганографических объектов и систем. Выводы по главе 1.
Глава 2. Математическое моделирование стсганографичсских объектов
2.1 Теоретикоинформационный подход к построению математических моделей стеганографических объектов.
2.1.1 Структура стеганографического объекта.
2.1.2 Подход к стеганографической стойкости.
2.1.3 Характеристики скрываемого сообщения
2.1.4 Выбор алгоритма встраивания.
2.1.5 Метод повышения стойкости стеганографических систем.
2.2 Модель цифрового изображения в формате
2.2.1 Структура изображения как стеганографического объекта
2.2.2 Свойства скрываемого сообщения
2.2.3 Выбор алгоритма встраивания информации
2.2.4 Свойства скрывающего преобразования алгоритма 5
2.2.5 Векторы характеристик.
2.2.6 Распределения элементов стеганографических объектов.
2.2.7 Сокращение размерностей векторов характеристик
2.3 Математическое моделирование стеганофафических объектов других типов.
2.3.1 Представление стеганографического объекта в виде последовательности битов.
2.3.2 Модель цифрового изображения при встраивании информации в границы объектов в пространственной области.
Выводы по главе 2
Глава 3. Целочисленная минимизация сепарабельной функции.
Выводы по главе 3
Глава 4. Комплекс программ и вычислительный эксперимент
4.1 Описание комплекса программ
4 2 Исследование влияния различных факторов на относи гельную энтропию.
Выводы по главе 4
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ


Современный уровень развития информационных технологий, позволяющий передавать на большие расстояния за короткие промежутки времени большие объемы информации, является неотъемлемой частью современного общества. В этих условиях большое значение приобретает защита информации, обеспечение ее конфиденциальности, целостности и доступности. Цифровая стеганография - наука о скрытой передаче информации, которая часто осуществляется за счет встраивания передаваемого сообщения в некий не вызывающий подозрения цифровой объект путем незначительной его модификации. Результат встраивания передается но каналу связи получателю, который извлекает встроенное сообщение. Это эффективное средство защиты информации, становящееся особенно актуальным в случае, когда применение криптографических методов невозможно или ограничено []. Все применяемые на практике стегосистемы и стсгоаналитическис атаки явно или неявно опираются на модели стеганографических объектов -контейнеров, в которые встраивается информация, и стего, получаемых в результате встраивания [9]. Чем более точной моделью стеганографических контейнеров располагает стеганограф, тем болсс стойкую к стсгоаналитичсским атакам стегосистсму он способен построить. И наоборот, если стегоаналитик располагает более точной моделью контейнеров, нежели стеганограф, он часто будет иметь возможность построить эффективную стегоаналитичсскую атаку. Таким образом, построение более точных моделей стеганографических объектов - актуальная задача, стоящая перед исследователями в области цифровой стеганографии и стегоанализа [9]. Для этих моделей характерно принятие во внимание особенностей формата цифровых объектов, используемых в качестве стеганографических контейнеров [, , ], однако эти модели часто не могут быть использованы для изучения свойств стеганографических систем, так как опираются на эвристические предположения. Можно выделить другой тип моделей стсганографичсских объектов -модели, основанные на построении некоторой эвристической функции искажения, вносимого встраиванием, значение которой рассматривается в качестве критерия стойкости стегосистемы [, ]. Применимость этого типа моделей в качестве инструмента теоретических исследований ограничена в силу эвристического подхода к построению функции искажения. От вышеперечисленных моделей, часто опирающихся на эвристические методы, принципиально отличается класс математических моделей,-опирающихся на теоретические построения, например, на понятие стеганографической стойкости в теоретико-информационном смысле [, , , , ]. Данный подход позволил обнаружить фундаментальные свойства стеганографических систем, например, закон квадратного корня, гласящий, что стеганографическая пропускная способность несовершенных стегосистем растет не быстрее, чем квадратный корень из размера используемого контейнера []. Модели этого типа, как правило, не учитывают многие свойства используемых на практике цифровых контейнеров, и исследуют свойства широкого класса стеганографических объектов, удовлетворяющих определенным требованиям [, , , ]. Как следствие, результаты этих исследований имеют довольно общий характер и не всегда могут быть непосредственно применены на практике. Наличие каждого из этих свойств у математической модели обеспечивает связь между теоретическими основами цифровой стеганографии и практическим применением стеганографических средств защиты информации, обеспечивая тем самым возможность применения существующих теоретических результатов для оценки стойкости современных стегосистем. JPEG (Joint Photographie Experts Group) - один из самых распространенных форматов цифровых изображений в сети Интернет [, ], что делает его наиболее привлекательным для встраивания информации стеганографическими методами [], а потому задача математического моделирования цифровых изображений в формате JPEG особенно актуальна. Целью диссертационной работы является исследование влияния различных факторов на стойкость стеганографических систем и разработка методов вычисления оптимальных параметров встраивания информации. Исследовать влияние параметров скрывающего преобразования и других факторов на стойкость стеганографической системы путем проведения вычислительного эксперимента.