Цифровые водяные знаки

В современных системах формирования цифровых водяных знаков используется принцип встраивания метки, являющейся узкополосным сигналом, в широком диапазоне частот маркируемого изображения. Указанный метод реализуется при помощи двух различных алгоритмов и их возможных модификаций. В первом случае информация скрывается путем фазовой модуляции информационного сигнала (несущей) с псевдослучайной последовательностью чисел. Во втором - имеющийся диапазон частот делится на несколько каналов и передача производится между этими каналами. Относительно исходного изображения метка является некоторым дополнительным шумом, но так как шум в сигнале присутствует всегда, его незначительное возрастание за счет внедрения метки не дает заметных на глаз искажений. Кроме того, метка рассеивается по всему исходному изображению, в результате чего становится более устойчивой к вырезанию.

В настоящее время компьютерная стеганография продолжает развиваться: формируется теоретическая база, ведется разработка новых, более стойких методов встраивания сообщений. Среди основных причин наблюдающегося всплеска интереса к стеганографии можно выделить принятые в ряде стран ограничения на использование сильной криптографии, а также проблему защиты авторских прав на художественные произведения в цифровых глобальных сетях. Поэтому в ближайшее время можно ожидать новых публикаций и разработок в этой области. n

Если рассматривать информацию отдельно от ее материального представления, то где же ее тогда можно спрятать? Ответ однозначен: только в еще большем массиве информации - как иголку в стоге сена. В этом и заключается принцип действия стеганографии. Например, мы отправляем нашему корреспонденту по электронной почте файл с растровой черно-белой картинкой, в котором наименее значащий бит в коде яркости каждой точки изображения будет элементом нашего тайного сообщения. Получатель письма извлечет все такие биты и составит из них «истинное» сообщение. Картинка, присутствующая здесь только для отвода глаз, так и останется для непосвященных простой картинкой. Сообщения, закодированные методом стеганографии, выглядят совершенно невинно, разве что сопровождаются изображениями или звуками. При пере­хвате такого сообщения злоумышленник вряд ли заподозрит, что оно содер­жит скрытую информацию. Такой файл, отправленный по электронной поч­те, можно прослушать или просмотреть и ничего особенного не заметить. В большинстве случаев скрытая информация также кодируется, в результате чего обнаружить ее еще труднее.

Стеганографическое программное обеспечение камуфлирует информацию под обычные помехи или брак при работе цифровых систем, генерирующих звуки и изображения. Для того чтобы скрытое сообщение было невозможно обнаружить, оно должно иметь такие же статистические показатели, что и ес­тественные помехи компьютерных изображений и оцифрованных звуков. Проблема в том, что закодированные сообщения не отличаются той регуляр­ностью, что присуща «помехам», которые они пытаются имитировать. Вооб­ще говоря, созданные компьютером изображения — не самое подходящее ме­сто для сокрытия информации, поскольку в них соблюдаются вполне опреде­ленные закономерности; более многообещающими в этом плане выглядят сканированные изображения.

Намного лучше справляются с этой задачей пакеты коммерческих про­грамм. С применением предлагаемых ими методов переданные вами зашиф­рованные сообщения вряд ли кто-нибудь раскроет. В странах, где шифрова­ние запрещено, стеганография может быть единственным средством избежать преследования. Передача изображений по Интернет — дело вполне обычное, а проверка их на предмет зашифрованной и скрытой информации представля­ется довольно проблематичной, если вообще возможной. Стеганография бывает полезна, когда необходимо не просто передать секретное сообщение, а секретно передать секретное сообщение, то есть скрыть сам факт передачи секретного сообщения. Такой способ ведения тайной коммуникации, однако, имеет ряд недостатков:

1. во-первых, трудно обосновать его стойкость - вдруг злоумышленникам известен способ «подмешивания» секретных данных к «болванке» - массиву открытых данных;

2. во-вторых, при его использовании объем передаваемых или хранимых данных резко увеличивается, что отрицательно сказывается на производительности систем их обработки.

Кроме скрытой передачи сообщений, стеганография является одной из самых перспективных направлений, применяемых для аутентификации и маркировки авторской продукции. При этом, часто в качестве внедряемой информации используются дата и место создания продукта, данные об авторе, номер лицензии, серийный номер, дата истечения срока работы (удобно для распространения shareware-программ) и др.. Эта информация обычно внедряется как в графические и аудио произведения так и в защищаемые программные продукты. Все внесенные сведения могут рассматриваться как веские доказательства при рассмотрении вопросов и судебных разбирательств об авторстве или для доказательства факта нелегального копирования, и часто имеют решающее значение.

Одним из наиболее перспективных применений стеганографии является digital watermarking, т.е. создание невидимых глазу водяных знаков для защиты авторских прав на графические и аудио файлы.

Приложения

В настоящее время можно выделить три тесно связанных между собой и имеющих одни корни направления приложения стеганографии: сокрытие данных (сообщений), цифровые водяные знаки и заголовки.

Сокрытие внедряемых данных, которые в большинстве случаев имеют большой объем, предъявляет серьезные требования к контейнеру: размер контейнера в несколько раз должен превышать размер встраиваемых данных.

Цифровые водяные знаки используются для защиты авторских или имущественных прав на цифровые изображения, фотографии или другие оцифрованные произведения искусства. Основными требованиями, которые предъявляются к таким встроенным данным, являются надежность и устойчивость к искажениям.

Цифровые водяные знаки имеют небольшой объем, однако, с учетом указанных выше требований, для их встраивания используются более сложные методы, чем для встраивания просто сообщений или заголовков.

Третье приложение, заголовки, используется в основном для маркирования изображений в больших электронных хранилищах (библиотеках) цифровых изображений, аудио- и видеофайлов.

В данном случае стеганографические методы используются не только для внедрения идентифицирующего заголовка, но и иных индивидуальных признаков файла.

Внедряемые заголовки имеют небольшой объем, а предъявляемые к ним требования минимальны: заголовки должны вносить незначительные искажения и быть устойчивы к основным геометрическим преобразованиям.

Дата добавления: 2014-01-06