- •Лекция № 1
- •Цифровая (компьютерная) стеганография
- •Основные этапы стеганографического преобразования
- •Классификация стеганосистем
- •Классификация стеганодетекторов
- •Лекция №2 математическая модель и структурная схема стеганографической системы Математическая модель и структурная схема стеганографической системы
- •Классификация атак на криптосистемы
- •Математическая модель и структурная схема стеганосистемы
- •Атаки на стеганосистемы
- •Лекция №3 встраивание данных в пространственную область неподвижных изображений на основе модификации lsb Основные свойства зрительной системы человека (зсч), используемые в стеганографии
- •Метод lsb (Least Significant Bit)
- •Метод псевдослучайной перестановки (псп)
- •Метод псевдослучайного интервала (пси)
- •Метод блочного встраивания
- •Лекция №5 встраивание данных в неподвижную область изображения Метод квантования
- •Метод Куттера-Джордана-Боссона (Метод «креста»)
- •Лекция №6 сокрытие данных в частотной области изображений Дискретно-косинусное преобразование
- •Алгоритм jpeg
- •Усовершенствованный метод Коха-Жао
- •Лекция №8 встраивание данных в частотной области частотных изображений Метод Хсу-Ву
- •Метод Фридрих
- •Лекция №9 встраивание данных в аудиоконтейнеры
- •Кодирование наименее значимых бит
- •Метод фазового кодирования
- •Метод кодирования эхосигналов
Основные этапы стеганографического преобразования
Классификация стеганосистем
Робастные стеганосистемы – это стеганосистемы устойчивые к внешним воздействиям на стеганоконтейнер. Воздействие на контейнер не приводит к разрушению или повреждению встроенного в контейнер сообщения.
Хрупкие стеганосистемы – это стеганосистемы, при которых малейшее воздействие на контейнер приводит к полному разрушению сообщения. Например, термос с очень хрупкой колбой для сохранения температуры.
Полухрупкие стеганосистемы – это стеганосистемы, которые находятся по характеристикам между робастными и хрупкими стеганосистемами. Информационное сообщение не разрушается под воздействием на контейнер до некоторой пороговой величины. После превышения этой пороговой величины информационное сообщение разрушается.
В зависимости от функционального назначения применяют одну из указанных стеганосистем:
хрупкие, если лучше уничтожить сообщение, но не дать его в руки противнику (напр., при дипломатической переписке, военном деле, в случае со шпаргалкой).
робастные при встраивании ЦВЗ (модификация контейнера не разрушает ЦВЗ), при защите авторского права с помощью идентификационных номеров, при встраивании заголовков (чипа).
полухрупкие при некоторой средней ситуации.
Классификация стеганодетекторов
Стеганосистемы по виду детекторов делятся на: открытые, полузакрытые, закрытые.
В открытых стеганосистемах для детектирования информации используют в качестве входных данных только полученную оценку с выхода стеганодекодера.
В полузакрытых стеганосистемах для детектирования используют помимо полученной оценки еще и исходный ЦВЗ.
В закрытых стеганосистемах для детектирования необходимо помимо оценки с выхода декодера и исходного ЦВЗ наличие пустого контейнера.
Лекция №2 математическая модель и структурная схема стеганографической системы Математическая модель и структурная схема стеганографической системы
Источник информации (ИИ) формирует сообщение , принадлежащее множеству возможных сообщений . Работа ИИ описывается некоторым случайным процессом, конкретная реализация которого – суть сообщения . Следовательно, каждому на выходе ИИ можно поставить соответствующие вероятности появления их на выходе ИИ.
Пример: ИИ – подбрасывание монетки: – решка, – орел; ;
Распределение этих вероятностей характеризует производительность ИИ (количество бит информации в единицу времени).
Энтропия – производительность ИИ.
Криптографическое преобразование (КП) каждому , поступившему на его вход, ставит в соответствие некоторую криптограмму , причем множество возможных криптограмм на выходе КП.
Таким образом, криптопреобразование реализует некоторое отображение множества открытых текстов в множество криптограмм.
Источник ключей (ИК) порождает некоторый ключ , , принадлежащий множеству возможных ключей. Работа ИК также описывается некоторым случайным процессом, конкретная реализация которого – суть ключа . Следовательно, каждому ключу припишем вероятность . Распределение этих вероятностей характеризует производительность ИК.
Ключ параметризирует (задет конкретный вид) отображения . . Таким образом, каждому введенному ключу соответствует одно из возможных отображений .
Обратное криптопреобразование (ОКП) реализует обратное отображение , параметризируемое ключом .
ПИ – получатель информации.
Противник / злоумышленник (Пр. (Зл.)) наблюдает канал связи и перехватывает .
Цели противника:
По известной криптограмме или некоторой их совокупности восстановить информационное сообщение , т.е. (без знания секретного ключа) – задача без ключевого чтения.
Найти секретный ключ расшифрования , т.е. .
При решении первой задачи (Пр. (Зл.)) пытается сформировать множество апостериорных вероятностей :
, , …, .
Для второй задачи: множество апостериорных вероятностей
, , … , .
Если сформированные (Пр. (Зл.)) апостериорные вероятности равны апостериорным вероятностям при сколько угодно много перехваченных , такая секретная система называется теоретически недешифруемой (совершенно стойкой / безусловной стойкости).
Это условие соответствует простому угадыванию противником переданной информации .
Необходимое условие реализации теоретически недешифруемых систем:
секретный ключ формируется случайно, равновероятно и независимо от других ключей;
мощность множества секретных ключей больше или равна множества информационных сообщений: .
Эти условия реализуются в так называемом одноразовом ключевом блокноте (шифр Вернама).
Пример реализации подобной криптосистемы изображен следующим образом:
Пусть имеется лента бесконечной длины, на которую нанесены символы секретного ключа, которые сформированы случайно, равновероятно и независимо друг от друга.
Пусть имеется ИИ – источник информации, который формирует .
ИИ формирует отдельный символ сообщения, который преобразуется некоторой функцией f с очередным символом Kl , считанным со случайной ленты.
Например, на ленте записана случайная последовательность «0» и «1». ИИ формирует двоичное сообщение, каждый бит информации может ксориться с очередным битом ключа Kl: .
Теоретически недешифруемую систему можно реализовать лишь с некоторыми допущениями, т.е. приняв за истину предположение о бесконечности случайно, равновероятно и независимо сформированной последовательности символов ключа.