Ефективність попередньої обробки стеганограм з використанням методів спектрального аналізу

Анотація

Забезпечення раннього виявлення витоку конфіденційних даних під час передачі повідомлень у інформаційнокомунікаційних системах є актуальною та важливою задачею сьогодні. Вирішення даної задачі ускладнюється застосуванням зловмисниками новітніх стеганографічних методів для вбудовування повідомлень до файлів, що циркулюють в комунікаційних мережах, зокрема цифрових зображень. Внаслідок цього суттєво знижується точність роботи поширених типів стегодетекторів, заснованих на використанні методів сигнатурного та статистичного стегоаналізу. Для підвищення точності роботи сучасних стегодетекторів було запропоновано декілька підходів, заснованих на попередній обробці досліджуваних зображень. Дані підходи спрямовані на оцінку статистичних параметрів сформованих стеганограм, або ж зображень-контейнерів за результатами обробки досліджуваного зображення. Запропоновані методи попередньої обробки стеганограм потребують використання апріорних даних щодо особливостей використаного стеганографічного методу. Це обмежує їх застосування у реальних випадках, коли дані відомості є обмеженими або навіть відсутніми. Внаслідок цього особлива увага приділяється методам попередньої обробки, спрямованих на оцінку параметрів зображень-контейнерів, зокрема шляхом використання новітніх методів зниження впливу шумів. Проте забезпечення малих значень помилки класифікації стеганограм потребує ретельного налаштування параметрів даних методів, що обмежує можливість швидкого переналаштування стегодетектору для виявлення нових типів стеганографічних методів. Перспективним підходом до оцінки параметрів зображення-контейнеру за наявними (зашумленими) зображеннями є використання новітніх методів спектрального аналізу сигналів, зокрема методів побудови надлишкових систем функцій для розрідженого представлення сигналів. Особливістю даних методів є врахування статистичних параметрів досліджуваних сигналів при побудові системи функцій для проведення декомпозиції сигналів. Це дозволяє підвищити ефективність роботи стегодетекторів без необхідності їх повторного налаштування при обробці нових пакетів зображень. Метою даної роботи є дослідження ефективності методів попередньої обробки стеганограм при використанні новітніх методів спектрального аналізу. Дослідження проводилося для випадку формування стеганограм згідно адаптивного стеганографічного методу HUGO з використання тестових зображень зі стандартного пакету ALASKA. За результатами аналізу отриманих даних виявлено, що використання запропонованого методу попередньої обробки стеганограм дозволяє суттєво (до 6%) підвищити точність виявлення стеганограм у порівнянні з поширеними типами стегодетекторів навіть у найбільш складному випадку слабкого заповнення зображення-контейнеру стегоданими (менше 10%) та відсутності апріорних даних щодо використаного стеганографічного методу. Проте практичне використання запропонованого методу потребує подальшого вдосконалення методів побудови надлишкових систем функцій, зокрема зниження їх високої обчислювальної складності у випадку обробки зображень з високою роздільною здатністю