Метод псевдослучайного интервала (пси)

Метод псевдослучайного интервала (ПСИ) является дальнейшим развитием метода LSB, он использует то же самое низкоуровневого свойство зрительной системы человека.

В основе метода лежит использование набора псевдослучайных чисел (задаваемых секретным ключом), которые определяют псевдослучайный интервал между отдельными пикселями изображения, в которые методом LSB (ПСП) встраиваются информационные биты.

Пусть имеется некоторое изображение представленное массивом яркостей отдельных пикселей, пусть секретный ключ задает псевдослучайные числа , тогда пиксели с интервалами .

П ропускная способность данного метода уменьшится в среднем в N раз, где N – усредненное значение интервалов :

Однако это уменьшение позволяет существенно повысить устойчивость к детектированию и к извлечению сообщения. Без знания секретного ключа (множества интервалов) практически невозможно обнаружить встроенные данные, а тем более их извлечь.

Если все , тогда метод ПСИ вырождается в метод LSB.

Достоинства метода ПСИ:

1. высокая скорость преобразования;

2. устойчивость к детектированию и извлечению сообщения.

Недостатком есть то, что все методы на основе модификации LSB (методы LSB, ПСП, ПСИ) уязвимы к разрушению сообщения посредством обнуления или псевдослучайного заполнения всех LSB контейнеров. Такие системы являются аналогами хрупкой стеганосистемы.

Метод блочного встраивания

Контейнер изображения разбивается на пересекающиеся подблоки. Информационные сообщения встраиваются побитно: один бит сообщения в один блок контейнера. Так количество встроенных битов равно количеству блоков.

Для каждого блока вычисляется бит четности (это сумма всех яркостей, приведенных по модулю 2, в блоке):

Встраиваемый бит сравнивается с найденным битом четности. Если они совпадают, то блок не модифицируется. Если они не совпадают ( ), тогда в блоке инвертируется один (любой) LSB блока.

Например: ; тогда берем любую яркость и инвертируем последний бит: 7=00000111  0000110=6.

В этом случае бит четности блока так же изменится, т.е. выполняется равенство .

Значение LSB, которые мы инвертировали, может вовсе совпадать со встраиваемым битом . Однако после встраивания значение встраиваемого бита и бита четности блока совпадают всегда.

Правило разбиения на подблоки является секретной информацией – ключом.

Правило разбиения может быть различным. Основное условие их непересекаемость.

В случае пересечения отдельных блоков инверсия одного LSB может привести к изменению битов четности двух и более блоков, что нарушит целостность встраиваемой информации.

На приемной стороне уполномоченный пользователь, знающий правила разбиения изображения на подблоки, вычисляет биты четности блоков, которые совпадают с информационными битами.

Пропускная способность метода блочного встраивания уменьшается пропорционально N, где N – усредненное значение размерности блоков ;  количество блоков.

Если все будут равны единице, тогда в каждом блоке будет содержаться по одному элементу (пикселю), а бит четности будет совпадать с LSB пикселя.

Достоинства метода блочного встраивания:

1. очень высокая устойчивость к детектированию и извлечению сообщения;

2. высокое быстродействие.

Недостатки метода:

1. обнуление или псевдослучайное заполнение LSB контейнера гарантировано разрушают встроенное сообщение;

2. снижение пропускной способности;

3. уязвимость большинству известных стеганоатак, в том числе – к геометрическим атакам (поворотам, масштабированиию, изменению пропорции, отображению). Они разрушают сообщние.