МЕТОДОЛОГІЯ СТВОРЕННЯ СТЕГАНОГРАФІЧНОЇ СИСТЕМИ НЕПРЯМОГО ПРИХОВУВАННЯ ІНФОРМАЦІЇ НА ОСНОВІ МУЛЬТІАДИЧНИХ ПЕРЕТВОРЕНЬ
DOI:
https://doi.org/10.18372/2310-5461.51.15690Ключові слова:
стеганографічні перетворення, відеоконтейнер, стиснення відеозображень, непряме вбудовування, щільність вбудовуванняАнотація
Показано, що актуальним напрямком підвищення безпеки інформаційних ресурсів при передачі в інфокомунікаційних системах є використання методів стеганографічного вбудовування інформації в відеозображення. Ефективність таких методів значно підвищується у разі використання в комплексі методів приховування, які засновані на принципах безпосереднього та непрямого вбудовування повідомлень. В теж час існуючи методи стеганографії використовують в процесі вбудовування інформації в основному лише закономірності, що породжуються особливостями візуального сприйняття відеозображень. Отже обґрунтовано те, що науково-прикладна задача, яка полягає в підвищені щільності вбудованих в відеоконтейнер повідомлень з заданим рівнем їх достовірності, є актуальною. В основі вирішення цієї задачі знаходиться вирішення протиріччя, яке стосується того, що підвищення щільності вбудованих даних призводить до зниження бітової швидкості відеоконтейнеру, стійкості до стеганоаналізу, достовірності спеціальної інформації та відеоконтейнеру. Тому метою дослідження є розробка методології стеганографічного вбудовування інформації з врахуванням закономірностей відеоконтейнеру, які породжені його структурними та структурно-статистичними особливостями. Вирішення сформульованої задачі в області застосування стеганографічних перетворень пропонується реалізовувати з використанням методів непрямого вбудовування біту скриваємого повідомлення деяку умову або функціональну залежність. Для побудови стеганографічної системи в умовах виконання необхідних вимог пропонується використовувати мультіадичні перетворення. В цьому випадку досягається наступне. Доведено можливість створення стеганографічних перетворень щодо непрямого вбудовування та вилучення прихованої інформації в мультіадичному базисі шляхом модифікації базової системи основ в межах допустимої множини. Доведено наявність множини допустимих мультіадичних систем для однієї послідовності так, що досягається взаємно однозначне пряме та зворотне кодове перетворення. Обґрунтовано те, що мультіадична система, яка створюється в спектральному просторі трансформант ДКП, володіє потенціалом відносно формування множини допустимих модифікацій систем основ. В свою чергу, така характерна особливість створює можливість для побудови непрямих стеганографічних перетворень в мультіадичному базисі на основі модифікації структурних мета-ознак
Посилання
JPEG Privacy & Security Abstract and Executive Summary [Electronic resource]. – 2015. – Access mode: https://jpeg.org/items/20150910_privacy_ security_summary.html. – 7.04.2021.
Barannik, V. Technology for Protecting Video Information Resources in the Info-Communication Space [Text] / V. Barannik, S. Sidchenko, D. Barannik // IEEE 2nd International Conference on Advanced Trends in Information Theory (IEEE ATIT 2020). – 2020. – P. 29–33. DOI: 10.1109/ATIT50783.2020.9349324.
Barannik, V. Development of the method for encoding service data in cryptocompression image representation systems [Text] / V. Barannik, S. Sidchenko, N. Barannik, V. Barannik // Eastern-European Journal of Enterprise Technologies. – 2017. Vol. 3 № 9 (111). – P. 112 – 124.
Security key indicators assessment for modern cellular networks [Text] / Roman Odarchenko, Viktor Gnatyuk, Sergiy Gnatyuk, Anastasiia Abakumova // IEEE First International Conference on System Analysis & Intelligent Computing (SAIC). – 2018, P 1-7. DOI: 10.1109/SAIC.2018.8516889
Data Encryption Standard (DES) [Text]. – Federal Information Processing Standards Publication 46-3, 1999. – 26 p.
ДСТУ ГОСТ 28147:2009. Система обробки інформації. Захист криптографічний. Алгоритм криптографічного перетворення (ГОСТ 28147-89) [Текст]. – Введ. 2009-02-01. – Київ : Держспоживстандарт України, 2008. – 20 с.
Rivest, R. L. A method for obtaining digital signatures and public-key cryptosystems [Text] / R. L. Rivest, A. Shamir, L. M. Adleman // Communications of the ACM. – 1978. – Vol. 21, Iss. 2. – P. 120–126. DOI: 10.1145/359340.359342.
Barannik, V. Significant Microsegment Transformants Encoding Method to Increase the Availability of Video Information Resource [Text] / V. Barannik, Yu. Babenko, O. Kulitsa, V. Barannik, A. Khimenko, O. Matviichuk-Yudina // IEEE 2nd International Conference on Advanced Trends in Information Theory (IEEE ATIT 2020). – 2020. – P. 52–56. DOI: 10.1109/ATIT50783.2020.9349256.
Chen, T.-H. Efficient multi-secret image sharing based on Boolean operation [Text] / T.-H. Chen, Ch.-S. Wu // Signal Processing. – 2011. – Vol. 91, Iss. 1. – P. 90–97. DOI: 10.1016/j.sigpro.2010.06.012.
Barannik, V. Methodological Fundamentals of Deciphering Coding of Aerophotography Segments on Special Equipment of Unmanned Complex [Text] / V. Barannik, S. Shulgin, A. Krasnorutsky, O. Slobodyanyuk, P. Gurzhii, N. Korolyova // IEEE 2nd International Conference on Advanced Trends in Information Theory (IEEE ATIT 2020). – 2020. – P. 38–43. DOI: 10.1109/ATIT50783.2020.9349257.
Li, F. Two-step providing of desired quality in lossy image compression by SPIHT [Текст] / F. Li, S. Krivenko, V. Lukin // Радіоелектронні і комп’ютерні системи. – 2020. – №. 2(94). – С. 22-32. DOI: 10.32620/reks.2020.2.02.
Еремеев, О. І. Комбінована метрика візуальної якості зображень дистанційного зондування на основі нейронної мережі [Текст] / O. І. Еремеев, В. В. Лукин, K. Окарма // Радіоелектронні і комп’ютерні системи. – 2020. – № 4 (96). – С. 4-15. DOI: 10.32620/reks.2020.4.01.
Barannik, V. A Model for Representing Significant Segments of a Video Image Based on Locally Positional Coding on a Structural Basis [Text] / V. Barannik, D. Jancarczyk, Yu. Babenko, O. Stepanko, J. Nikodem, S. Zawislak // IEEE 5nd International Symposium on Smart and Wireless Systems within the Conferences on Intelligent Data Acquisition and Advanced Computing Systems (IEEE IDAACS-SWS 2020). – 2020. – P. 1–5. DOI: 10.1109/IDAACS-SWS50031.2020.9297068.
Barannik, V. Technology of Composite Code Forming in The Spatial-Spectral Description Significant Microsegments [Text] / V. Barannik, V. Himenko, Yu. Babenko, A. Hahanova, V. Fustii // IEEE 15th International Conference on Advanced Trends in Radioelectronics, Telecommunications and Computer Engineering (IEEE TCSET 2020). – 2020. – P. 703–706. DOI: 10.1109/TCSET49122.2020.235523.
Wu, Yu. Sudoku Associated Two Dimensional Bijections for Image Scrambling [Text] / Yu. Wu, S. Agaian, J. Noonan // IEEE Transactions on multimedia. – 2012. – 30 p. – Access mode: https://arxiv.org/abs/1207.5856v1. – 7.04.2021.
Barannik, V. A method to control bit rate while compressing predicted frames [Text] / V. Barannik, N. Kharchenko; O. Othman Shadi; A. Musienko // IEEE International Conference on The Experience of Designing and Application of CAD Systems in Microelectronics (IEEE CADSM 2015). – 2015. – P. 36–38. DOI: 10.1109/CADSM.2015.7230789.
Coding tangible component of transforms to provide accessibility and integrity of video data [Text] / Vladimir Barannik, Anna Hahanova, Vladimir Krivonos // International Symposium on East-West Design & Test Symposium (EWDTS). – 2013. – P. 1-5. DOI: 10.1109/EWDTS.2013.6673179.
A fast image encryption algorithm based on chaotic map and lookup table [Text] / P. Cheng, H. Yang, P. Wei, W. Zhang // Nonlinear Dynamics. – 2015. – Vol. 79, Iss. 3. – P. 2121–2131. DOI: 10.1007/s11071-014-1798-y.
A novel chaos-based image encryption using DNA sequence operation and Secure Hash Algorithm SHA-2 [Text] / R. Guesmi, M.A.B. Farah, A. Kachouri, M. Samet // Nonlinear Dynamics. – 2016. – Vol. 83, Iss. 3. – P. 1123–1136. DOI: 10.1007/s11071-015-2392-7.
Barannik, V. Binomial-Polyadic Binary Data Encoding by Quantity of Series of Ones [Text] / V. Barannik, V. Barannik // 15th IEEE International Conference on Modern Problems of Radio Engineering, Telecommunications and Computer Science (TCSET’2020). – 2020. P. 775–780. DOI: 10.1109/TCSET49122.2020.235540.
Kurihara, K. An encryption-then-compression system for JPEG XR standard [Text] / K. Kurihara, O. Watanabe, H. Kiya // IEEE International Symposium on Broadband Multimedia Systems and Broadcasting (BMSB). – 2016. – P. 1–5. DOI: 10.1109/BMSB.2016.7521997.
Barannik, V. Description of the OFDM symbol with the help of mathematical laws. Analysis of technologies that were used in this case [Text] / V. Barannik, M. Lytvinenko, D. Okladnoy, O. Suprun // IEEE 2nd International Conference on Advanced Information and Communication Technologies (IEEE AICT 2017). – 2017. – P. 183–187. DOI: 10.1109/AIACT.2017.8020095.
Designing an Efficient Image Encryption-Then-Compression System via Prediction Error Clustering and Random Permutation [Text] / J. Zhou, X. Liu, O. C. Au, Y. Y. Tang // IEEE Transactions on Information Forensics and Security. 2014. – Vol. 9, No. 1. – P. 39–50. DOI: 10.1109/TIFS.2013.2291625.
Barannik, V. The method of crypto-semantic presentation of images based on the floating scheme in the basis of the upper boundaries [Text] / V. Barannik, D. Barannik, V. Fustii, M. Parkhomenko // IEEE 3rd International Conference on Advanced Information and Communications Technologies (IEEE AICT 2019). – 2019. – P. 415–418. DOI: 10.1109/AIACT.2019.8847820.
Information technology – JPEG 2000 image coding system: Secure JPEG 2000 [Text]. – International Standard ISO/IEC 15444-8, ITU-T Recommendation T.807, 2007. – 108 p.
Barannik, V. V. Structural slotting with uniform redistribution for enhancing trustworthiness of information streams [Text] / V. V. Barannik, Yu. N. Ryabukha, S. A. Podlesnyi // Telecommunications and Radio Engineering. – 2017. – Vol. 76 No. 7. – P. 607-615. DOI: 10.1615/TelecomRadEng.v76.i7.40.
Barannik, V. The method of increasing accessibility of the dynamic video information resource [Text] / V. Barannik, S. Shulgin // IEEE 13th International Conference on Advanced Trends in Radioelectronics, Telecommunications and Computer Engineering (IEEE TCSET 2016). – 2016. – P. 621 – 623. DOI: 10.1109/TCSET.2016.7452133.
Wong, K. DCT based scalable scrambling method with reversible data hiding functionality [Text] / K. Wong, K. Tanaka // 4th International Symposium on Communications, Control and Signal Processing (ISCCSP). – 2010. – P. 1–4. DOI: 10.1109/ISCCSP.2010.5463307.
The issue of timely delivery of video traffic with controlled loss of quality [Text] / V. Barannik, N. Kharchenko, V. Tverdokhleb, O. Kulitsa // 13th International Conference on Modern Problems of Radio Engineering, Telecommunications and Computer Science (TCSET). 2016, P. 902-904. DOI: 10.1109/TCSET.2016.7452220.
Method coding efficiency segments for information technology processing video [Text] / V. Barannik, D. Tarasenko // 4th International Scientific-Practical Conference on Problems of Infocommunications. Science and Technology (PIC S&T). – 2017. – P. 551-555. DOI: 10.1109/INFOCOMMST.2017.8246460.
JPEG image scrambling without expansion in bitstream size [Text] / K. Minemura, Z. Moayed, K. Wong, X. Qi, K. Tanaka // 19 th IEEE International Conference on Image Processing. – 2012. – P. 261–264. DOI: 10.1109/ICIP.2012.6466845.
The technology of the video stream intensity controlling based on the bit-planes recombination [Text] / V. Barannik, M. Karpinski, V. Tverdokhleb, D. Barannik, V. Himenko, M. Aleksander // IEEE 4th International Symposium on Wireless Systems within the International Conferences on Intelligent Data Acquisition and Advanced Computing Systems (IDAACS-SWS`2018). 2018. – P. 25–28. DOI: 10.1109/IDAACS-SWS.2018.8525560.
Ji, Sh. Image encryption schemes for JPEG and GIF formats based on 3D baker with compound chaotic sequence generator [Text] / Sh. Ji, X. Tong, M. Zhan. – 2012. – Access mode: https://arxiv.org/abs/1208.0999. – 7.04.2021.
Barannik Valeriy. Fast Coding of Irregular Binary Binomial Numbers with a Set Number of Units Series [Text] // IEEE 2nd International Conference on Advanced Trends in Information Theory (IEEE ATIT 2020). – 2020. – P. 72–76. DOI: 10.1109/ATIT50783.2020.9349356.
Barannik, D. Stegano-Compression Coding in a Non-Equalible Positional Base [Text] // IEEE 2nd International Conference on Advanced Trends in Information Theory (IEEE ATIT 2020). – 2020. – P. 83–86. DOI: 10.1109/ATIT50783.2020.9349328.
Indirect Steganographic Embedding Method Based On Modifications of The Basis of the Polyadic System [Text] / V. Barannik, N. Barannik, Yu. Ryabukha, D. Barannik // 15 th IEEE International Conference on Modern Problems of Radio Engineering, Telecommunications and Computer Science (TCSET’2020). – 2020. – P. 699–702. DOI: 10.1109/TCSET49122.2020.235522.
Barannik, V. The model of threats to information and psychological security, taking into account the hidden information destructive impact on the subconscious of adolescents [Text] / V. Barannik, T. Belikova, P. Gurzhii // IEEE International Conference on Advanced Trends in Information Theory (ATIT`2019). – 2019. P. 656–661. DOI: 10.1109/ATIT49449.2019.9030432.
Barannik, V. V. The method for improving security of the remote video information resource on the basis of intellectual processing of video frames in the telecommunication systems [Text] / V. V. Barannik, Yu. N. Ryabukha, О. S. Kulitsa // Telecommunications and Radio Engineering. – 2017. Vol. 76 No. 9. – P. 785–797. DOI: 10.1615/TelecomRadEng.v76.i9.40.
Development Second and Third Phase of the Selective Frame Processing Method [Text] / V. Barannik, V. Barannik, D. Havrylov, A. Sorokun // 3rd International Conference on Advanced Information and Communications Technologies (AICT`2019). – 2019. – P. 54–57. DOI: 10.1109/AIACT.2019.8847897.
Methodological basis for determining the energy significance of the structural unit of a video frame based on the estimation of low-frequency components of the matrices of the DCT blocks of the luminance component [Text] / V. Barannik, D. Komolov, A. Musienko, R. Tarnopolov // 13th International Conference on Modern Problems of Radio Engineering on Telecommunications and Computer Science (TCSET). – 2016. – P. 739-741. DOI: 10.1109/TCSET.2016.7452168.
Komolov, D. Selective Method For Hiding Of Video Information Resource In Telecommunication Systems Based On Encryption Of Energy-Significant Blocks Of Reference I-Frame [Text] / D. Komolov, D. Zhurbynskyy, O. Kulitsa // 1st International Conference on Advanced Information and Communication Technologies (AICT'2015). 2015. – Р. 80-83.
Wu, Y. NPCR and UACI Randomness Tests for Image Encryption [Text] / Y. Wu, J. P. Noonan, S. Agaian // Cyber Journals: Multidisciplinary Journals in Science and Technology, Journal of Selected Areas in Telecommunications (JSAT). – 2011. – Vol. 2. – P. 31–38. DOI: 10.4236/jss.2015.33005.
Бараннік, В. В., Сідченко, С. О., Бараннік, Н. В., Хіменко, А. М. (2021). Метод маскувального ущільнення службових даних в системах компресії відеозображень, Радіоелектронні і комп’ютерні системи, 2, 51–63. doi: https://doi.org/10.32620/reks.2021.2.05.
