Завдания на лабораторну роботу
I. Вивчення статистичного методу вбудовування цвз
1. Виберіть 8-бітовий BMP-файл і підготуйте для нього ЦВЗ відповідних параметрів.
2. Представте контейнер та ЦВЗ у вигляді матриць байтів С і бітів W відповідно. Сформуйте матриці А та Z.
3. За допомогою процедури вбудовування вбудуйте ЦВЗ в контейнер. Значення коефіцієнту k оберіть 1, 5, N, де N – номер машини.
4. Порівняєте три отриманих зображення з початковим.
5. За допомогою процедури витягання витягніть вбудований ЦВЗ.
6. Порівняйте отриманий ЦВЗ з початковим.
II. Статистика
1. Візьміть 2 файли BMP – порожній контейнер C і контейнер CC, що містить інформацію, вбудовану розглянутим методом.
2. Використовуючи функції READ_RED(), READ_GREEN() і READ_BLUE(), створіть двовимірні масиви компонент кольору вибраних файлів BMP.
3. Для кожної компоненти кольору обчисліть показники візуального викривлення файлів для даного методу вбудовування інформації. Результати обчислень занесіть в таблицю (див. Додаток А).
6.3 Зміст звіту
Титульний лист, тема і мета роботи.
Проведені обчислення.
Висновки по роботі.
6.4 Контрольні питання
1. Для чого використовується технологія цифрових водяних знаків?
2. Які вимоги ставить статистичний метод до контейнера та ЦВЗ?
3. Від чого залежить величина коефіцієнта k?
4. На що впливає величина коефіцієнта k?
5. Чи є ЦВЗ, вбудований розглянутим способом, стійким до викривлення зображення?
ЛАБОРАТОРНА РОБОТА № 7
ПРИХОВУВАННЯ ДАНИХ У ЗВУКОВИХ ФАЙЛАХ
Мета роботи: ознайомитися з можливостями приховування даних у звукових файлах на прикладі метода LSB.
Програмне забезпечення, що використовується: пакет математичних обчислень MathCad.
7.1 Теоретичні відомості
Використовуючи метод LSB для звукового сигналу (шляхом заміни якнайменше значущих біт кожного елементу вибірки, яка представлена двійковою послідовністю), можна вбудувати значний об'єм інформації.
Теоретично, пропускна спроможність стегоканалу складає 1 Кб/сек на 1 кГц в каналі без перешкод, бітова швидкість передачі даних складе 8 Кб/сек в послідовності, яка оцифрована з частотою 8 кГц, і 44 Кб/сек в послідовності з частотою дискретизації 44 кГц. Платнею за високу пропускну спроможність каналу є відчутний на слух низькочастотний шум. Чутність даного шуму безпосередньо залежить від вмісту сигналу-контейнера. Наприклад, шум глядачів під час ефіру спортивного змагання достатньою мірою маскував би шум якнайменших біт, модифікованих кодуванням. Проте вказаний шум буде відчутним на слух при використовуванні як контейнер аудіозапису гри струнного квартету. Для компенсації внесених спотворень доцільним буде використовування адаптивної аттенюації даних.
Метод якнайменше значущих біт має низьку стегографічну стійкість до атак пасивного і активного порушників. Головний недолік данного методу — це його слабка стійкість до сторонніх дій. Вбудована інформація може бути зруйнована через наявність шумів в каналі, в результаті перідискретизації вибірки, за винятком випадків, коли інформація вбудовувалася з внесенням надмірності. Проте останнє, забезпечуючи прийнятну стійкість до перешкод, приводить до зменшення швидкості передачі даних, часто на один/два порядку. На практиці метод корисний тільки в замкнутих, повністю цифрових середовищах, що не вимагають додаткового перетворення.
Для запобігання можливості порівняння порушником перехопленого контейнера з аудіофайлами, що є в його розпорядженні, а на цій підставі — доведення факту існування прихованого повідомлення і, можливо, витягання або модифікації останнього, як контейнер рекомендується використовувати саме унікальні (створені власноручно) записи.
З точки зору реалізації, вбудовування даних в звуковий контейнер за допомогою LSB-метода практично не відрізняється від вбудовування повідомлення у контейнер-зображення. У перші 64 байти масиву С значень амплітуд сигналу, отриманого за допомогою функції READWAV(file), вбудовується розмір повідомлення. Саме повідомлення в даній лабораторній роботі пропонується вбудовувати з випадковим кроком за допомогою процедури:
Оскільки значення амплітуди сигналу може бути як додатнім, так і від’ємним, то при вбудовуванні враховується знак sgn. Масив Sv перетворюється на звуковий файл за допомогою функції WRITEWAV(file, s, b), параметри s і b (кількість каналів і середня кількість байтів на секунду звучання) якої можна дізнатися, застосувавши функцію GETWAVINFO(file) до оригінального файла-контейнера.
Витягання вбудованого повідомлення здійснюється за допомогою процедури:
