Загальна технологія шифрування та вбудовування даних в растрові зображення, що є стійким до стиснення JPEG

Abstract

Об’єктом дослідження представленої статті є стеганографічні методи організації прихованого каналу зв'язку в каналі загального користування, що забезпечують стійкість до стиснення з втратами. Мета роботи – розробка алгоритму вбудовування даних в растрові зображення, стійкого до JPEG стискання та атакам на контейнер. У роботі досліджено особливості роботи алгоритму JPEG, проаналізовано стеганографічні методи захисту інформації та побудовано стеганографічний алгоритм, стійкий до JPEG стискання та атакам на контейнер. Додаткову надійність забезпечують поліалфавітний шифр підстановки і користувацький секретний ключ, що використовуються для шифрування вихідного повідомлення. Алгоритм було розроблено за допомогою мови програмування Python 3, бібілотек NumPy, SciPy, MatPlotLib та пакету Jupyter Lab. Задачу було виконано за допомогою стандартних математичних та статистичних методів та засобів високорівневої мови програмування Python 3.

The object of the thesis is the use of steganographic methods for organizing a covert communication channel in a public channel, providing resistance to lossy compression. The aim of the thesis is to develop an algorithm for embedding data into bitmap images that is resistant to JPEG compression and attacks on the container. In this thesis, the features of the JPEG algorithm are investigated, steganographic methods of information protection are analyzed, and a steganographic algorithm is designed that is resistant to JPEG compression and attacks on the container. Additional security is provided by the polyalphabetic substitution cipher and user secret key used to encrypt the original message. The algorithm was developed using the Python 3 programming language, the NumPy, SciPy, MatPlotLib libraries and the Jupyter Lab package. The task was completed using standard mathematical and statistical methods and tools of the high-level programming language Python 3.