- •Лекция № 1
- •Цифровая (компьютерная) стеганография
- •Основные этапы стеганографического преобразования
- •Классификация стеганосистем
- •Классификация стеганодетекторов
- •Лекция №2 математическая модель и структурная схема стеганографической системы Математическая модель и структурная схема стеганографической системы
- •Классификация атак на криптосистемы
- •Математическая модель и структурная схема стеганосистемы
- •Атаки на стеганосистемы
- •Лекция №3 встраивание данных в пространственную область неподвижных изображений на основе модификации lsb Основные свойства зрительной системы человека (зсч), используемые в стеганографии
- •Метод lsb (Least Significant Bit)
- •Метод псевдослучайной перестановки (псп)
- •Метод псевдослучайного интервала (пси)
- •Метод блочного встраивания
- •Лекция №5 встраивание данных в неподвижную область изображения Метод квантования
- •Метод Куттера-Джордана-Боссона (Метод «креста»)
- •Лекция №6 сокрытие данных в частотной области изображений Дискретно-косинусное преобразование
- •Алгоритм jpeg
- •Усовершенствованный метод Коха-Жао
- •Лекция №8 встраивание данных в частотной области частотных изображений Метод Хсу-Ву
- •Метод Фридрих
- •Лекция №9 встраивание данных в аудиоконтейнеры
- •Кодирование наименее значимых бит
- •Метод фазового кодирования
- •Метод кодирования эхосигналов
Лекция №9 встраивание данных в аудиоконтейнеры
Свойства слуховой системы человека (ССЧ):
слабая чувствительность ССЧ к незначительному изменению громкости;
нечувствительность ССЧ к абсолютному значению фазы аудиосигнала;
слабая чувствительность к незначительному изменению эхосигнала.
Кодирование наименее значимых бит
А удиосигнал в цифровом виде состоит из одного, двух или более массивов данных, соответствующих оцифрованному представлению одно-, двух- и более канальных аудиосигналов.
частота дискретизации;
Качество аудиосигнала непосредственно зависит от количества уровней квантования (количества бит, затрачиваемых на один дискретный по времени отчет), а также, от количества каналов аудиосигнала: один канал – монозвук, два канала – стереозвук, четыре – квадрозвук.
Команда:
GETWAVEINFO(“имя файла”) – возвращает массив из 4 значений.
I – количество каналов аудиосигналов;
II – частота дискретизации;
III – количество бит затрачиваемых на один отсчет дискретизации;
IV – средняя пропускная способность, которая доступна аудиопроигрывателю.
Допустим, имеем такой блок , значит, это квадрозвук, ; диапазон дискретизации 0…65535 или -32768…32767; средняя пропускная способность равна 80000.
Метод кодирования наименее значимых бит заключается в побитном встраивании информационных данных в наименее значимый бит каждого отчета одного или всех каналов аудиосигналов. Этот метод использует первое свойство ССЧ (слабая чувствительность к незначительному изменению громкости сигналов).
Возможны так же различные модификации метода LSB, а именно ПСП, ПСИ, блочное встраивание и т.д. Их реализации аналогичны рассмотренным ранее методам встраивания в пространственные области изображения.
Метод фазового кодирования
Основан на использовании второго свойства ССЧ (невосприимчивость слуховой системы к абсолютному значению фазы аудиосигнала). ССЧ воспринимает лишь относительное изменение начальной фазы.
Информация встраивается блоком данных, размер блока соответствует количеству точек преобразования Фурье. Рассмотрим процесс встраивания данных в один из каналов аудиосигнала.
Разобьем массив цифровых данных аудиоконтейнера на блоки равной длины n. Для каждого блока выполним n-точечное дискретное преобразование Фурье.
После преобразования Фурье каждая дискретная функция будет представлена в виде набора из – массивов амплитуд, частот и фаз (спектры) размером n.
Это взаимообратное преобразование, т.е. используя эти три массива и обратное преобразование Фурье (ОПФ), мы получим :
.
Поскольку ССЧ воспринимает лишь относительное изменение начальной фазы, встраивание информации не должно изменять эту величину. Найдем относительные величины разности начальных фаз между соседними блоками, т.е. сформируем массив разностей фаз:
массив массивов фаз:
; массив из n начальных фаз из первого блока;
; - массив поэлеметных разностей между фазами;
;
…
;
– разница фаз (её мы слышим), а – не слышим.
В основе встраивания лежит изменение абсолютного значения начальных фаз таким образом, чтобы относительные величины не изменялись. Для этого по информационному блоку из n бит сформируем массив информационных фаз по следующему правилу:
:
Встраивание осуществляется посредством записи массива информационных фаз вместо массива начальных фаз одного из блоков аудиоконтейнера и последующим нахождением начальных фаз всех остальных блоков с использованием ранее вычисленного массива разностей фаз. То есть в процессе встраивания все начальные фазы будут изменены по правилу:
; – уже после встраивания;
;
;
…
.
Встраивание производится только в один блок, любой. Мы сохраняем разницу между блоками, а абсолютное значение может быть любое.
После изменения начальных фаз выполняется обратное преобразование Фурье для каждого блока в отдельности – получим сигналы во временной области.
На границах блоков значение аудиосигналов могут отличаться сильно. Для устранения слышимых искажений на границах блоков следует производить сглаживание. Сглаживание, как правило, производит к незначительному изменению значений начальных фаз. На приемной стороне уполномоченный пользователь, знающий правило разбиения контейнера на блоки и номер блока, в котором записана информация, выполняет над ним дискретное преобразование Фурье.
О н получает массив фаз и извлекает информацию по правилу:
Достоинство метода фазового кодирования: высокая устойчивость к большинству известных атак.
Недостаток метода заключается в том, что при малом n появляется низкая пропускная способность, а при большом n пропускная способность повышается. Однако это ведет к снижению стойкости, повышению искажений контейнера и к повышению вычислительной сложности.