BC/NW 2007, №1, (10) :№:15.2

 

АНАЛИЗ ЭФФЕКТИВНОСТИ МЕТОДОВ СТАТИСТИЧЕСКОГО СТЕГОАНАЛИЗА В РАСТРОВЫХ ГРАФИЧЕСКИХ ФОРМАТАХ.

 

А. В. Бобченков, Г.А. Бородин

(Москва, Московский энергетический институт (технический университет), Россия)

 

Стегоанализ является актуальной задачей для защиты информации сегодня, когда порой необходим  жесткий контроль потока информации во избежание утечек или нежелательной скрытой коммуникации. Он может быть использован службами безопасности предприятий, для предотвращения промышленного шпионажа, а также органами внутренних дел и контрразведки.

В настоящее время наиболее используемыми контейнерами являются графические файлы. Наиболее распространенный алгоритм внедрения данных – алгоритм LSB. Примером формата для стеганографии при помощи этого алгоритма может послужить Windows Bitmap, а также многие другие форматы без сжатия.

Методы для  обнаружения следов действия стеганографии называются стегоанализом  (по аналогии с криптоанализом). Важнейшая задача стегоанализа – определить, внедрено ли в контейнер сообщение.

Стегоаналитические методы подразделяются на универсальные и частные (применяемые только отдельно взятого алгоритма стеганографии). Большинство стегоаналитических методов используют математическую модель контейнера и производят поиск аномалий, характерных для внедрения сообщения. Такие методы называются статистическими.

В настоящее время распространение получили два статистических стегоаналитических метода. Первый из них носит название RS-стегоанализ, основан на учете двойной статистики, регулярных и сингулярных пар смежных пикселов [1]. Данный метод имеет высокую точность определения наличия сообщения, и позволяет приблизительно оценить его длину, математическая модель при этом очень проста и сводится к квадратному уравнению.

Второй метод, Вестфилда-Пфицманна или PoV-стегоанализ, широко используется в стегоанализе JPEG изображений, основан на статистической оценке хи-квадрат при сравнении наблюдаемой гистограммы с ожидаемой [2]. Результатом работы метода является кривая вероятности, позволяющая судить о распределении сообщения внутри контейнера.

В работе был проведен анализ упомянутых методов, они были реализованы программно и протестированы на различных входных данных. Путем эксперимента были выяснены основные особенности методов и оптимальные условия их применения.

При сравнении эффективности методов по результатам исследования выигрывает метод RS-стегоанализа как более точный, менее чувствительный к параметрам входных данных (размер контейнера, размер сообщения, тип встраивания), менее затратный по памяти и системным ресурсам. Важнейшей характеристикой его является высокая чувствительность, теоретически он способен обнаружить сообщение всего при нескольких модифицированных битах изображения-контейнера

Существует еще ряд методов помимо приведенных выше, основанных на различных математических моделях процесса стеганографии. Стоит отметить, что стегоанализ как научная дисциплина на текущий момент находится в начале своего развития, и с каждым годом появляются новые результаты исследований по данной теме.

 

         Литература

1. Jessica Fridrich, Miroslav Goljan, Rui Du. Reliable Detection of LSB Steganography in Color and Grayscale Images., 2001.

2. A. Westfeld and A. Pfitzmann, “Attacks on steganographic systems,” Information Hiding. 3rd International Workshop, p. 61–76, 1999.