Спосіб ймовірнісного стеганографування інформації

Реферат: Спосіб належить до області захисту інформації і теорії інформації та кодування і може бути використаний в пристроях кодування, стеганографії та пакетної передачі даних. Суть винаходу полягає у застосуванні ймовірнісної форми перешкодостійкого представлення даних у блоці прекодера, яка дозволяє інтегрувати перешкоду на інтервалі перетворення та відійти від використання системи ключів для відтворення стеганошляху. Техніко-економічна ефективність пропонованого способу стеганографування інформації полягає у використанні перешкодостійкого представлення інформації, що дає можливість формувати якісно новий вид стеганограм, який включає в себе поняття перешкодостійкої стеганографії. UA 104036 C2 (12) UA 104036 C2 UA 104036 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Спосіб належить до області захисту інформації і теорії інформації та кодування і може бути використаний в пристроях кодування, стеганографії та пакетної передачі даних. Відома типова структурна схема стеганографічної системи [Коханович Г.Ф., Пузиренко А.Ю. Компьютерная стеганография. - МК-Пресс, 2006. - С. 22-27]. У процесі передачі звуку, зображення або будь-якої іншої інформації, контейнер може піддаватись різним трансформаціям (у тому числі з використанням алгоритмів з втратою даних): зміна об'єму, перетворення в інший формат тощо. Тому для збереження цільності повідомлення може знадобитись використання перешкодостійкого кодування (коду з виправленням помилок). Основу стеганографічної обробки інформації в цій моделі складає прекодер. Як одну з найважливіших попередніх обробок повідомлення можна назвати обчислення його загального перетворення Фур'є. Основним недоліком даного прототипу є: - спосіб попередньої обробки повідомлення за допомогою недосконалого перешкодостійкого кодування; - обчислення загального перетворення Фур'є повідомлення, що не дає гарантії відновлення даних у разі атаки на стеганосистему; - використання пари ключів для виявлення прихованого алгоритму, який відповідає за порядок внесення повідомлення у контейнер. Суть винаходу полягає у застосуванні ймовірнісної форми перешкодостійкого представлення даних у блоці прекодера, яка дозволяє інтегрувати перешкоду на інтервалі перетворення та відійти від використання системи ключів для відтворення стеганошляху. Оскільки рішення технічної задачі досягається шляхом використання ймовірнісної форми представлення даних та подальшого пакування ймовірнісного представлення у графічний контейнер, з цього приводу змінюється структура прекодера. Технічний результат досягається шляхом заміни алгоритму обробки вхідних повідомлень у блоці прекодера, який формує перешкодостійкий код повідомлення, на алгоритм перетворення повідомлення на ймовірнісний код, який без додаткових алгоритмів кодування являє собою крипостійкий та перешкодостійкий шифр, та пакування ймовірнісного представлення у графічний контейнер. Реалізація перетворення даних на ймовірнісний код здійснюється за допомогою порівняння коду символу повідомлення з випадковим числом, яке було згенеровано генератором випадкових послідовностей. Спосіб ймовірнісного стеганографування повідомлень представлений на фіг. 1, де 1 - початок процедури стеганографування; 2 - зазначення кількості статистичних випробувань та кількості символів; 3 - введення текстового масиву даних; 4 - зорганізування ітераційного циклу, який пройде стільки разів, скільки було символів у реченні; 5 - ймовірнісне перетворення коду символу з заданою кількістю випробувань; 6 - розбиття загального ймовірнісного відображення на блоки, які дорівнюють бітовому полю кольорової палітри, яка використовується; 7 - запис інформації у графічний контейнер; 8 - завершення процедури стеганографування. Ймовірнісне стеганографування інформації проходить у наступній послідовності. ASCII код символу повідомлення представляється за допомогою перешкодостійкого ймовірнісного представлення інформації з заданою кількістю статистичних випробувань, яка і являє собою ключ для дешифрації. Оскільки для пакування інформації використовується графічний контейнер, то ряд ймовірнісного представлення розбивається на групи бітових послідовностей довжиною в залежності від графічної моделі. Коли всі групи поточного символу будуть занесені до контейнера, алгоритм повторюється для наступного символу, але графічний контейнер заповнюється з наступного рядку. Виходячи з цього довжина графічного зображення буде дорівнювати кількості символів у повідомленні, а ширина буде складати кількість статистичних випробувань, поділених на довжину бітової послідовності графічної моделі. Спосіб дешифрації повідомлень представлений на фіг. 2, де 1 - початок процедури дешифрації; 2 - зчитування графічного контейнера по одному пікселю; 3 - зчитування розміру графічного контейнера; 4 - зорганізування циклу, в якому зчитуються пікселі по горизонталі; 5 - зчитування рядка пікселів; 6 - розбиття рядка на блоки розміром графічної палітри, яка використовується; 1 UA 104036 C2 5 10 15 20 25 30 35 7 - зчитування шістнадцяткової системи коду кольору пікселю; 8 - перетворювання коду кольору із шістнадцяткової системи в двійкову; 9 - збереження коду в буфер; 10 - виконання зворотного ймовірнісного перетворення; 11 - визначення коду символу; 12 - закінчення процедури дешифрації. Дешифрація інформації проходить наступним чином. Отримане зображення графічного контейнера аналізується для знаходження довжини та ширини зображення. Виходячи з цього, можна отримати кількість статистичних випробувань (ключ), на якому було зашифровано ймовірнісне представлення. Кількість статистичних випробувань буде дорівнювати ширині зображення, помноженої на довжину бітової групи графічної моделі. Після чого з отриманого графічного контейнера зчитується зображення по одному пікселю по рядках. Отриманий колір пікселю у шістнадцятковій системі переводиться у двійкову систему та зберігається у буфері. Такий самий процес проходить із усіма пікселями до кінця рядка. В результаті чого отримуємо буфер з ймовірнісним відображенням зашифрованого коду символу. Ґрунтуючись на теорії ймовірнісного представлення інформації, інформація, представлена в ймовірнісній формі, підлягає відновленню, для чого треба знайти математичне сподівання від послідовності біт, записаних у буфері, та віднести його до кількості статистичних випробувань, помноженої на максимальне значення коду символу алфавіту, та провести округлення за формулою:  MBUFFER   SYMBOL CODE  ROUND   MAX SYMBOL CODE  K *L  , де SYMBOL CODE-ASCII код символу, який прийнятий; M[BUFFER] - математичне сподівання послідовності біт у буфері даних; MAX(SYMBOL CODE) - максимальне можливе значення ASCII коду символу; L - довжина бітової групи графічної моделі; K - кількість статистичних випробувань. Максимальне можливе значення коду символу завідомо відоме, а математичне сподівання отриманої інформації буде обчислено після прийому інформації. Оскільки ймовірнісне представлення інформації являє собою перешкодостійкий шифр, то при відновленні інформації, у разі її навмисного псування, ймовірнісне представлення має змогу інтегрувати перешкоду на інтервалі перетворення, отже код символу, який було зашифровано, не буде зіпсовано. Техніко-економічна ефективність пропонованого способу стеганографування інформації полягає у використанні перешкодостійкого представлення інформації, що дає можливість формувати якісно новий вид стеганограм, який включає в себе поняття перешкодостійкої стеганографії. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 40 Спосіб ймовірнісного стеганографування інформації, що використовує прекодер, який відрізняється тим, що в ньому прекодером реалізують алгоритм перетворення повідомлення на ймовірнісний код та створюють пакування ймовірнісного представлення у графічний контейнер. 2 UA 104036 C2 3 UA 104036 C2 Комп’ютерна верстка Л. Бурлак Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 4