Стеганографические системы. Критерии…

Грибунин В. Г., Костюков В. Е., Мартынов А. П., Николаев Д. Б., Фомченко В. Н.

Стеганографические системы. Критерии и методическое обеспечение

Учеб.-метод. пособие / Под ред. д-ра техн. наук В. Г. Грибунина. Саров: ФГУП «РФЯЦ-ВНИИЭФ», 2016. – 324 с. : ил. ISBN 978-5-9515-0317-6

Развитие теории и практики алгоритмов сжатия изображений привело к изменению представлений о технике внедрения конфиденциальной информации. Если первоначально предлагалось вкладывать информацию
в незначащие биты для уменьшения визуальной заметности, то современный подход заключается во встраивании данных в наиболее существенные области изображений, разрушение которых приведет к полной деградации самого изображения. В учебно-методическом пособии обобщены самые последние результаты исследований пропускной способности существующих каналов передачи скрываемой информации с учетом воздействия на них возмущающих факторов, даны оценки стойкости стеганографических систем с использованием теоретико-сложностного подхода.
Учебно-методическое пособие предназначено для студентов, аспирантов, научных работников, изучающих вопросы обеспечения безопасности информации, а также для инженеров-проектировщиков средств обеспечения безопасности информации. Несомненный интерес оно вызовет также у специалистов в области теории информации и цифровой обработки сигналов.

СОДЕРЖАНИЕ

Введение

1. Скрытие данных в неподвижных изображениях
1.1. Человеческое зрение и алгоритмы сжатия изображений
1.1.1. Свойства зрения, которые нужно учитывать при построении стегоалгоритмов
1.1.2. Принципы сжатия изображений
1.2. Скрытие данных в пространственной области
1.3. Скрытие данных в области преобразования
1.3.1. Выбор преобразования для скрытия данных
1.3.2. Скрытие данных в коэффициентах дискретного косинусного преобразования
Вопросы для самопроверки к разделу 1

2. Обзор стегоалгоритмов встраивания информации в изображения
2.1. Аддитивные алгоритмы
2.1.1. Обзор алгоритмов на основе линейного встраивания данных
2.1.2. Обзор алгоритмов на основе слияния ЦВЗ и контейнера
2.2. Стеганографические методы на основе квантования
2.2.1. Принципы встраивания информации с использованием квантования. Дизеризованные квантователи
2.2.2. Обзор алгоритмов встраивания ЦВЗ с использованием скалярного квантования
2.2.3. Встраивание ЦВЗ с использованием векторного квантования
2.3. Стегоалгоритмы, использующие фрактальное преобразование
Вопросы для самопроверки к разделу 2

3. Скрытие данных в аудиосигналах
3.1. Методы кодирования с расширением спектра
3.2. Внедрение информации модификацией фазы аудиосигнала
3.3. Встраивание информации за счет изменения времени задержки эхосигнала
3.4. Методы маскирования ЦВЗ
3.5. Вопросы для самопроверки к разделу 3

4. Скрытие данных в видеопоследовательностях
4.1. Краткое описание стандарта MPEG и возможности внедрения данных
4.2. Методы встраивания информации на уровне коэффициентов
4.3. Методы встраивания информации на уровне битовой плоскости
4.4. Метод встраивания информации за счет энергетической разности между коэффициентами
Вопросы для самопроверки к разделу 4

5. Критерии секретности и обзор известных стегосистем с оценкой эффективности их стегоанализа
5.1. Критерии секретности стегосистем
5.2. Основные методы построения стегосистем и их стегоанализ
5.2.1. СГ на основе вложения информации в наименьшие значащие биты (СГ–НЗБ) отсчетов ПС
5.2.2. Стегосистема Outguess
5.2.3. Стегосистема F5
5.2.4. Стегоанализ СГ–НЗБ
5.2.5. СГс использованием широкополосных сигналов (СГ–ШПС)
5.2.6. Стегоанализ СГ–ШПС
5.2.7. Необнаруживаемые СГ
5.2.8. Почти необнаруживаемые СГ
5.2.9. Прочие СГ
Вопросы для самопроверки к разделу 5

6. Исследование и проведение анализа наиболее распространенных и перспективных форматов мультимедийных файлов (JPEG, JPEG-2000, MPEG-2, MPEG-4, MP3) c точки зрения внедрения информации
6.1. Описание и анализ формата JPEG
6.1.1. Структура видеокодека стандарта JPEG
6.1.2. Анализ функций восстановления местоположения значимых коэффициентов преобразования и энтропийного декодирования
6.1.3. Анализ функций деквантования и обратного дискретного косинусного преобразования
6.2. Описание и анализ формата JPEG-2000
6.3. Описание и анализ формата MPEG-2
6.3.1. Краткое описание принципа работы видеокодека
6.3.2. Кодер источника
6.3.3. Алгоритм кодирования
6.3.4. Алгоритм декодирования
6.4. Описание и анализ формата H.264 (MPEG-4 AVC/H.264)
6.4.1. Обобщенная структурная схема кодека
6.4.2. Формирование INTRA-прогноза
6.4.3. Режимы формирования прогноза для яркостных блоков размером 4×4
6.4.4. Режимы формирования прогноза для яркостных блоков размером 16×16
6.4.5. Режимы формирования прогноза для цветоразностных блоков размером 8×8
6.4.6. Преобразование, сканирование и квантование
6.4.7. Деблокирующая фильтрация
6.4.8. Энтропийное кодирование
6.4.9. Анализ возможности организации скрытого канала передачи при использовании рекомендации H.264
6.5. Описание и анализ форматов аудиосигналов
6.5.1. Анализ формата аудиосигналов MP3
6.5.2. Анализ формата аудиосигналов WMA
6.5.3. Анализ возможностей организации скрытого канала передачи при использовании формата MP3
Вопросы для самопроверки к разделу 6

7. Разработка методики исследования статистических критериев оценки искажений файлов-контейнеров и оценки эффективности их использования для выявления скрытых каналов передачи информации
7.1. Критерии информативности системы признаков
7.1.1. Выбор первичных и вторичных признаков
7.1.2. Достаточные статистики и мера недостаточности
7.1.3. Дивергенция Кульбака
7.1.4. Связь между энтропией и вероятностью ошибки
7.2. Построение классификатора. Описание алгоритма SVM
7.2.1. Классификация систем классификации
7.2.2. Основные положения теории статистического обучения
7.2.3. Описание метода SVM
7.3. Метрики качества изображений
7.3.1. Корреляционные метрики
7.3.2. Метрика, учитывающая контуры изображения
7.3.3. Меры расстояния в спектральной области
7.3.4. Контекстные метрики
7.3.5. Метрики, построенные с учетом СЧЗ
7.4. Статистики JPEG-файлов, используемые при стегоанализе
7.5. Объективные метрики для оценки качества видеокодеков
7.5.1. Особенности человеческого зрения
7.5.2. Требования к объективным метрикам качества видео
7.5.3. Перспективная метрика по оценке качества видеокодеков
7.6. Формирование методики исследования статистических критериев оценки искажений файлов-контейнеров и оценки эффективности их использования для выявления скрытых каналов передачи информации
Вопросы для самопроверки к разделу 7
Заключение
Ответы на вопросы для самопроверки к разделу 1
Ответы на вопросы для самопроверки к разделу 2
Ответы на вопросы для самопроверки к разделу 3
Ответы на вопросы для самопроверки к разделу 4
Ответы на вопросы для самопроверки к разделу 5
Ответы на вопросы для самопроверки к разделу 6
Ответы на вопросы для самопроверки к разделу 7
Список литературы