Стеганоаналитический метод, основанный на анализе сингулярных чисел блоков матрицы цифрового изображения
Închide
Conţinutul numărului revistei
Articolul precedent
Articolul urmator
364 1
Ultima descărcare din IBN:
2019-01-14 19:42
Căutarea după subiecte
similare conform CZU
004.9 (201)
Informatică aplicată. Tehnici bazate pe calculator cu aplicații practice (197)
SM ISO690:2012
КОБОЗЕВА, Алла; БОБОК, Иван; БАТИЕНЕ, Лаири. Стеганоаналитический метод, основанный на анализе сингулярных чисел блоков матрицы цифрового изображения. In: Problemele Energeticii Regionale. 2018, nr. 3(38), pp. 156-168. ISSN 1857-0070.
10.5281/zenodo.2222384
EXPORT metadate:
Google Scholar
Crossref
CERIF

DataCite
Dublin Core
Problemele Energeticii Regionale
Numărul 3(38) / 2018 / ISSN 1857-0070

Стеганоаналитический метод, основанный на анализе сингулярных чисел блоков матрицы цифрового изображения

Steganoanalytical Method Based on the Analysis of Singular Values of Digital Image Matrix Blocks

O metodă stegano-analitică bazată pe analiza numerelor singulare ale blocurilor
de matrice de imagini digitale


DOI: 10.5281/zenodo.2222384
CZU: 004.9
Pag. 156-168

Кобозева Алла, Бобок Иван, Батиене Лаири
 
Одесский национальный политехнический университет
 
Disponibil în IBN: 28 decembrie 2018


Rezumat

Бурное развитие цифровой стеганографии за последнее десятилетие, многочисленные науч-ные публикации в открытой печати, посвященные разработке новых стеганометодов и алгоритмов, при-вели к возможности широкого использования полученных результатов. При этом организация скрытого (стеганографического) канала связи может приводить к различного рода и степени негативным послед-ствиям как для отдельно взятых личностей, так и для общества в целом при использовании такого канала с антигосударственными, противоправными, антигуманными целями. В силу этого в настоящий момент возрастает актуальность обеспечения эффективного стеганоанализа, основной задачей которого является установление факта наличия/отсутствия дополнительной информации в информационном контенте, в качестве которого в работе рассматривается цифровое изображение. Одним из наиболее широко исполь-зуемых стеганографических методов остается сегодня метод модификации наименьшего значащего бита (LSB-метод). С учетом существования большого числа стеганоаналитических алгоритмов для его выяв-ления спецификой его сегодняшнего использования является малая пропускная способность организуе-мого скрытого канала связи, в условиях которой существующие стеганоаналитические методы оказыва-ются малоэффективными или вообще несостоятельными. Целью работы является повышение эффектив-ности стеганоанализа изображений в условиях малой пропускной способности скрытого канала связи, организованного LSB-методом. Достижение цели осуществляется путем разработки нового стеганоана-литического метода, основанного на анализе нормированной отделенности максимальных сингулярных чисел блоков матрицы изображения. Алгоритмическая реализация разработанного метода превосходит по эффективности существующие современные аналоги в условиях пропускной способности скрытого канала связи, меньше 0.1 бит/пиксель. Важной информационной составляющей результатов работы предложенного метода является обеспечение им возможности определения коэффициента качества пер-вичного сжатия с потерями изображения-контейнера. Такую задачу не решает в настоящий момент ни один из современных методов-аналогов, информация о которых доступна из открытых источников, хотя упомянутая информация может быть полезной для определения/оценки величины пропускной способно-сти скрытого канала связи.

The rapid development of digital steganography over the past decade involving numerous scientific publications in the open press, devoted to the new steganomethods and algorithms, have led to the possibility of wide use of the results obtained. At the same time, the organization of a ste-ganographic channel can lead to various kinds and degrees of negative consequences both for individ-uals and for society as a whole. Because of this, the need and relevance of providing effective digital image steganalysis is currently increasing. One of the most widely used steganographic methods today is the LSB-method. The specific area of its application is in the organization of a hidden low band-width communication channel. Under these conditions, the existing steganalitic methods turn out to be ineffective. The aim of this paper is to increase the efficiency of image steganalysis in the conditions of low bandwidth of a covert channel organized by the LSB-method. Achieving this aim is carried out by developing a new method based on the analysis of the normalized separation of the maximum sin-gular numbers of the image matrix blocks. The algorithmic implementation of the developed method is superior in efficiency when compared to the existing modern analogues, in terms of the covert channel for bandwidth values of less than 0.1 bpp. An important information component of the results of the proposed method is its ability to determine the cover-image quality factor of the primary lossy compression.

Dezvoltarea rapidă a steganografiei digitale în ultimul deceniu, numeroase publicații științifice în presa deschisă, dedicate dezvoltării unor noi steganometode și algoritmi, au condus la posibilitatea utilizării pe scară largă a rezultatelor obținute. Relevanța furnizării de stegananaliză eficientă, a cărei sarcină principală este de a stabili prezența / absența informațiilor suplimentare în conținutul informațional, care este considerată o imagine digital se prezintă actuală. Una dintre cele mai utilizate metode steganografice se consideră metoda de modificare a celui mai nesemnificativ bit (metoda LSB). Deoarece există mulți algoritmi cvasi-analitice de a estima specificul utilizării canalului de comunicare ascuns, care constă în capacitatea redisă a lui de transmisie a informației se constată că metodele stegano-analitice existente se dovedesc a fi ineficiente sau de neconceput. Scopul lucrării constă în sporirea eficienței steganoanalizei imaginii în condiții de lățime redusă a bandei canalului de comunicare ascuns organizat de metoda LSB. Realizarea obiectivului se face prin dezvoltarea unei noi metode stegano-analitice pe baza analizei separării normalizate a numerelor maxime singulare ale blocurilor de matrice de imagini. Realizarea algoritmică a metodei depășește omologii moderni existenți în ceea ce privește lățimea bandei canalului de comunicare ascuns, mai mică de 0,1 biți / pixel. O componentă semnificativă a rezultatelor obținute constă în asigurarea posibilității determinării coeficientului calității comprimării primare cu pierderi a imaginii container. Metodele analogice moderne nu rezolvă această problemă, deși informația accesată din sursele disponibile poate fi utilă pentru determinarea / estimarea lățimii benzii canalului de comunicare ascuns.

Cuvinte-cheie
стеганоанализ, изображение, метод модификации наименьшего значащего бита, малая пропускная способность скрытого канала связи, контейнер, стеганосообщение.