При таком методе увеличения скрытности передаваемой информации должно увеличиться количество ошибок ее извлечения. Способы уменьшения количество ошибок извлечения встроенной информации рассматриваются в работах [6-8].
Искажения изображений, возникающие в результате встраивания информации можно определить с помощью пикового отношения сигнал/шум, которое измеряется в децибелах (Дб). Значение пикового отношения сигнал/шум больше 40 Дб указывает на высокое качество изображения [9]. Значение пикового отношения сигнал/шум, находящееся в пределах 30-40 Дб, говорит о среднем качестве изображения [10].
В таблице представлены сравнения пикового отношения сигнал/шум, полученного с помощью предложенного, стандартного и улучшенного стеганографического метода на основе прямого расширения спектра.
Таблица. Сравнение пикового отношения сигнал/шум предложенного, стандартного и улучшенного стеганографического метода на основе прямого расширения спектра.
|
Стандартный стеганографический метод на основе прямого расширения спектра |
Улучшенный стеганографический метод на основе прямого расширения спектра |
Предложенный метод встраивания информации |
||
|
Среднее пиковое отношение сигнал/шум, Дб |
22.352 |
36.167 |
50.515 |
Результаты в таблице получены с использованием набора из 1000 изображений, которые были взяты из базы данных изображений UCID описанной в [11]. Встраивание осуществлялось во все непересекающиеся блоки размером 8х8 пикселей одновременно во все цветовые каналы цветовой модели RGB с рекомендуемыми параметрами встраивания, которые позволяют извлекать встроенное сообщение с минимальным числом ошибок.
Как видно из таблицы наилучшие показатели пикового отношения сигнал/шум при встраивании информации одновременно во все цветовые каналы цветовой модели RGB у предложенного метода встраивания информации. Среднее качество изображения показывает только улучшенный стеганографический метод на основе прямого расширения спектра. Поэтому для уменьшения искажений цветного изображения при встраивании информации с использование стандартного и улучшенного стеганографического метода на основе прямого расширения спектра применяется только синий цветовой канал цветовой модели RGB, что снижает объем передаваемой информации. Используется синий цветовой канал цветовой модели RGB поскольку система человеческого зрения наименее чувствительна к его изменениям [12].
Предложенный метод встраивания информации использовался при построении ССЗИ, которая показала высокую устойчивость к пассивным стегоаналитическим атакам.
Заключение
В работе были рассмотрены основные используемые в настоящее время стеганографические методы защиты информации. Определено, что наиболее перспективным в плане использования в стеганографии является метод на основе прямого расширения спектра, поскольку данный метод обладает рядом преимуществ:
- Гибкая связь стеганографических свойств;
- Дополнительная маскировка;
- Выполнение принципа Керкгоффса.
Определено, что стандартный стеганографический метод на основе прямого расширения спектра и его модификации не решают проблему высокой скрытности передачи информации в связи с недопустимо большим искажением контейнера при встраивании информации. Поэтому был предложен метод встраивания информации с минимально возможным искажением контейнера при его максимальном заполнении информацией, т.е. со значениями параметров, которые только минимально необходимы, чтобы встроить информацию.
С помощью пикового отношения сигнал/шум было исследовано искажение цифровых изображений, возникающее после встраивания информации во все непересекающиеся блоки размером 8х8 пикселей одновременно во все цветовые каналы цветовой модели RGB. Определено, что наилучшие показатели пикового отношения сигнал/шум у предложенного метода встраивания информации.
Библиография
1. Smith J., Comiskey B. Modulation and Information hiding in Image. // Information hiding: First Int. Workshop “InfoHiding'96”, Springer as Lecture Notes in Computing Science. 1996. Vol. 1174. Р. 207-227.
2. Sullivan K. M. Image Steganalysis: Hunting and Escaping. A Dissertation submitted in partial satisfaction of the requirements for the degree of Doctor of Philosophy in Electrical and Computer Engineering. Santa Barbara, 2005. 199 p.
3. Johnson, N.F. and Jajodia, S. Exploring Steganography: Seeing the Unseen // Computer, 1998. vol. 31, № 2. pp. 26-34.
4. He X. Signal processing, perceptual coding and watermarking of digital audio: advanced technologies and models. IGI Global, 2011. 200 p.
5. Malvar H.S., Florencio D.A. Improved spread spectrum: a new modulation technique for robust watermarking // IEEE Transactions on Signal Processing, 2003. vol. 51. № 4. pp. 898-905.
6. Балтаев Р.Х., Лунегов И.В. Модель авторегрессии в стеганографическом методе на основе прямого расширения спектра // Вопросы защиты информации. 2015. № 3. С. 73-78.
7. Балтаев Р.Х., Лунегов И.В. Двумерный авторегрессионный процесс в стеганографическом методе на основе прямого расширения спектра // Безопасность информационных технологий. 2016. № 2. С. 5-11.
8. Балтаев Р. Х., Лунегов И. В. Увеличение количества передаваемой информации в стеганографической системе на основе метода прямого расширения спектра // Изв. вузов. Приборостроение. 2016. Т. 59. № 9. С. 717-722.
9. Нариманова Е.В., Трифонова Е.А., Килин А.Е., Кучма М.С. Методика количественной оценки надежности восприятия цифрового изображения // Інформатика та математичні методи в моделюванні. 2014. Т. 4. № 4. С. 332-336.
10. Грибунин В.Г., Оков И.Н., Туринцев И. В. Цифровая стеганография. М.: СОЛОН-ПРЕСС, 2009. 272 с.
11. Schaefer G., Stich M. UCID - An uncompressed colour image database // Proc. SPIE, storage and retrieval methods and applications for multimedia. 2004. P. 472-480.
12. Коханович Г.Ф., Пузыренко А.Ю. Компьютерная стеганография. Теория и практика. К.: МК-Пресс, 2006. 288 с.