МЕТОД ЗАХИСТУ ВІДЕОІНФОРМАЦІЇ В СИСТЕМАХ АЕРОКОСМІЧНОГО МОНІТОРИНГУ НА ОСНОВІ СТЕГАНОГРАФІЧНИХ ПЕРЕТВОРЕНЬ
DOI:
https://doi.org/10.18372/2310-5461.69.20950Ключові слова:
аерокосмічний моніторинг, інформаційно-комунікаційні системи, контейнери візуального походження, надмірність, структурні залежності, позиційний базисАнотація
В статті показано, що в процесі забезпечення інформаційної безпеки наявні суперечності. Вони виникають під час забезпечення категорій конфіденційності, цілісності та доступності у разі обробки та передачі відеоінформаційних ресурсів в системі аерокосмічного моніторингу. В їх основі лежить критичність часових затримок на доставку відеоінформації значного бітового об’єму з використанням обмежених за швидкістю передачі інформаційно-комунікаційних засобів. В означених обставинах (умовах) виникає інтерес до технологій захисту інформації в процесі використання систем скорочення бітового об’єму. В статті обґрунтовано, що одним з варіантів реалізації такого підходу є використання стеганографічних методів приховування інформації до контейнерів візуального походження (КВП). Встановлюються базові недоліки методів вбудовування інформації на основі прямих стеганографічних перетвореннях. Напрямком подальшого розвитку може бути побудова комбінованих підходів до організації стеганографічних систем в базисі стиснення. При цьому додатковою складовою пропонується використовувати технології, які за функціональною умовою використовують метод непрямого вбудовування. Водночас для них властивим є низькі значення стеганографічної ємності. Значить, необхідно розробити такий підхід для проектування стеганографічної системи, який враховує не лише психовізуальні закономірності у КВП, а й структурні залежності між елементами його синтаксичного опису. Створено метод безвтратного вбудовувати інформацію непрямим способом з виявленням структурних залежностей шляхом управляючої корекції нерівномірно-вагового позиційного (НРВП) базису за умов: наявності попередньо-вбудованої інформації; усунення цифрових слідів наявності прихованої інформації. Розроблено метод вилучення інформації в стегано-корегованому НРВП-базисі. Відмінності методу стосуються того, що: вилучення інформації здійснюється з виключенням втрат шляхом порівняння реального та контрольного значень основ НРВП-базису в умовах усунення впливу на стегано-підкладку попереднього етапу стегано-перетворень в квантовано-спектральному просторі КВП. Це дозволяє підвищити рівень стеганографічної ємності за умов виключення втрат прихованої інформації та синтаксичного опису ВКП.
Посилання
Barannik, V., Yudin, O., Boiko, Y., Ziubina, R., Vyshnevska, N. (2019). Video Data Compression Methods in the Decision Support Systems. In: Hu, Z., Petoukhov, S., Dychka, I., He, M. (eds) Advances in Computer Science for Engineering and Education. ICCSEEA 2018. Advances in Intelligent Systems and Computing, vol 754. Springer, Cham. DOI: 10.1007/978-3-319-91008-6_30.
V. Barannik, D. Barannik, V. Fustii, M. Parkhomenko. Evaluation of Effectiveness of Masking Methods of Aerial Photographs. 2019 3rd International Conference on Advanced Information and Communications Technologies (AICT), Lviv, Ukraine, 2019, pp. 415-418, DOI: 10.1109/AIACT.2019.8847820.
Баранник В.В. Основы теории структурно-комбинаторного стеганографического кодирования: монография / В.В. Баранник, Д.В. Баранник, А.Е. Бекиров. Х.: Издательство «Лидер», 2017. 256 с.
Kim-Hui Yap, Wenyang Liu, Yi Wang, Lap-Pui Chau. Bitstream-Corrupted JPEG Images Are Restorable: Two-Stage Compensation and Alignment Framework for Image Restoration. Proceedings of the IEEE/CVF Conference on Computer Vision and Pattern Recognition (CVPR), 2023, PP. 9979-9988.
A. Alimpiev, V. Barannik, S. Podlesny, O. Suprun, A. Bekirov. The video information resources integrity concept by using binomial slots. 2017. XIIIth International Conference on Perspective Technologies and Methods in MEMS Design (MEMSTECH), Lviv, Ukraine, 2017, pp. 193-196, DOI: 10.1109/MEMSTECH.2017.7937564.
V. V. Barannik, A. V. Hahanova and V. N. Krivonos, "Coding tangible component of transforms to provide accessibility and integrity of video data," East-West Design & Test Symposium (EWDTS 2013), Rostov on Don, Russia, 2013, pp. 1-5, DOI: 10.1109/EWDTS.2013.6673179.
Songyang Zhang, Yuan Liu, Jiacheng Chen, Zhaohui Yu, Kai Chen, Dahua Lin. Improving Pixel-based MIM by Reducing Wasted Modeling Capability. 2023 IEEE/CVF International Conference on Computer Vision (ICCV). 2023. pp. 5338-5349. DOI: 10.1109/ICCV51070.2023.00494.
Rivest R. L., Shamir A., Adleman L. M. A method for obtaining digital signatures and public-key cryptosystems. Communications of the ACM. 1978. Vol. 21. Iss. 2. P. 120–126. DOI: 10.1145/359340.359342.
V. Barannik and A. Shiryaev, "Quadrature compression of images in polyadic space," Proceedings of International Conference on Modern Problem of Radio Engineering, Telecommunications and Computer Science, 2012, pp. 422-422. INSPEC Accession Number: 12713484.
Belikova T. Decoding Method of Information-Psychological Destructions in the Phonetic Space of Information Resources. Advanced Trends in Information Theory (ATIT): proceedings of the 2nd IEEE International Conference, 2020. P. 87–91. https://ieeexplore.ieee.org/document/9349300.
Barannik, V. et al. (2023). A Method of Scrambling for the System of Cryptocompression of Codograms Service Components. In: Klymash, M., Luntovskyy, A., Beshley, M., Melnyk, I., Schill, A. (eds) Emerging Networking in the Digital Transformation Age. TCSET 2022. Lecture Notes in Electrical Engineering, vol 965. Springer, Cham. DOI: 10.1007/978-3-031-24963-1_26.
Zhuxian Liu, Yingkai Huang, Qiwen Wu, Xiaolong Liu. Robust image steganography against JPEG compression based on DCT residual modulation. Signal Processing. Vol. 219. 2024. DOI: 10.1016/j.sigpro.2024.109431.
Zhou J., X., Au O. C. , Liu Tang Y. Y. Designing an Efficient Image Encryption-Then-Compression System via Prediction Error Clustering and Random Permutation. IEEE Transactions on Information Forensics and Security. 2014. Vol. 9, No. 1. P. 39–50. DOI: 10.1109/TIFS.2013.2291625.
A. Krasnorutsky, R. Onyshchenko, D. Barannik and V. Barannik, "The Methods of Intellectual Processing of Video Frames in Coding Systems in Progress Aeromonitor to Increase Efficiency and Semantic Integrity," 2022 IEEE 4th International Conference on Advanced Trends in Information Theory (ATIT), Kyiv, Ukraine, 2022, pp. 53-56, DOI: 10.1109/ATIT58178.2022.10024208.
Guojun Fan, Zhibin Pan, Quan Zhou, Jing Dong, Xiaoran Zhang. Pixel type classification based reversible data hiding for hyperspectral images. Knowledge-Based Systems. – vol. 254. – 2022. DOI: 10.1016/j.knosys.2022.109606.
V. Barannik, S. Shulgin, N. Barannik and V. Barannik, "Method of Coding Subbands of Non-Homogeneous Spectrum of Video Segments in Uneven Diagonal Space," 2022 IEEE 4th International Conference on Advanced Trends in Information Theory (ATIT), Kyiv, Ukraine, 2022, pp. 72-75, DOI: 10.1109/ATIT58178.2022.10024236.
Tong Qiao, Shuai Wang, Xiangyang Luo, Zhiqiang Zhu. Robust steganography resisting JPEG compression by improving selection of cover element. Signal Processing. vol.183. 2021. DOI: 10.1016/j.sigpro.2021.108048.
Bo Liu, Xiuli Bi, Wuqing Yan, Bin Xiao, Weisheng Li, Xinbo Gao. Self-Supervised Image Local Forgery Detection by JPEG Compression Trace. - The Thirty-Seventh AAAI Conference on Artificial Intelligence (AAAI-23). vol. 37 (No. 1). pp. 232 – 240. DOI: 10.1609/aaai.v37i1.25095.
Shoko Imaizumi, Genki Hamano, Hitoshi Kiya. Effects of JPEG Compression on Vision Transformer Image Classification for Encryption-then-Compression Images. Sensors. vol.23. pp.1-19. 2023. DOI: 10.3390/s23073400.
Конахович Г.Ф Оценка эффективности методов стеганографического встраивания информации в спектральную область изображений / Г.Ф. Конахович // АСУ та прилади автоматики. 2014. Вип.168. С. 23 29.
Конахович Г. Ф., Пузиренко А. Ю. Компьютерна стеганографія. Теорія та практика [Текст]. Київ: МК-Пресс, 2016. 288 с.
Barannik V. et al. The method of masking overhead compaction in video compression systems, Radioelectronic and Computer Systems, 2(2021), 2021, 51 – 63. DOI: 10.32620/reks.2021.2.05.
Wong K. W. Image encryption using chaotic maps. Intelligent Computing Based on Chaos. 2009. Vol. 184. P. 333–354. DOI: 10.1007/978-3-540-95972-4_16.
Barannik V., Krasnorutsky A., Kolesnyk V., Barannik V., Pchelnikov S., Zeleny P. Method of compression and ensuring the fidelity of video images in infocommunication networks. Radioelectronic and computer systems, 2022, vol. 4, pp. 129-142. DOI: 10.32620/reks.2022.4.10.
Kiya, H., Aprilpyone, M., Kinoshita, Y., Imaizumi, S., Shiota, S. An Overview of Compressible and Learnable Image Transformation with Secret Key and Its Applications. APSIPA Trans. Signal Inf. Process. 2022, 11, e11. DOI: 10.1561/116.00000048.
Aprilpyone, M.; Kiya, H. Privacy-Preserving Image Classification Using an Isotropic Network. IEEE Multimed. 2022. 29. pp. 23–33. DOI: 10.1109/MMUL.2022.3168441.
Задирака В.К.Статистический анализ систем с цифровыми водяными знаками / В.К. Задирака, Н.В. Кошкина, Л.Л. Никитенко // Штучный інтелект. 2008. №3. С. 315-324.
João Ascenso, Elena Alshina, Touradj Ebrahimi. The JPEG AI Standard: Providing Efficient Human and Machine Visual Data Consumption. IEEE MultiMedia. vol 30 (Issue 1). 2023. DOI: 10.1109/MMUL.2023.3245919.
Бараннік Д.В. Технологія приховування інформативного контенту в динамічному потоці відеосегментів // Наукоємні технології. 2023. №4. С. 408-415. DOI: 10.18372/2310-5461.60.18270.
Barannik V., Lytvinenko M., Okladnoy D., Suprun O. Description of the OFDM symbol with the help of mathematical laws. Analysis of technologies that were used in this case. 2017. 2nd International Conference on Advanced Information and Communication Technologies, AICT 2017 - Proceedings, art. no. 8020095, pp. 183-187. DOI: 10.1109/AIACT.2017.8020095.
Nikolay Ponomarenko, Lina Jin, Oleg Ieremeiev, Vladimir Lukin, Karen Egiazarian, Jaakko Astola, Benoit Vozel, Kacem Chehdi, Marco Carli, Federica Battisti, C-C Jay Kuo. Signal processing: Image communication, 2015, no. 30, pp. 57 – 77.
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2026 В Бараннік
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Науковий журнал дотримується принципів відкритого доступу (Open Access) та забезпечує вільний, негайний і постійний доступ до всіх опублікованих матеріалів без фінансових, технічних або юридичних обмежень для читачів.
Усі статті публікуються у відкритому доступі відповідно до ліцензії Creative Commons Attribution 4.0 International (CC BY 4.0).
Авторські права
Автори, які публікують свої роботи в журналі:
-
зберігають за собою авторські права на свої публікації;
-
надають журналу право на перше опублікування статті;
-
погоджуються на поширення матеріалів за ліцензією CC BY 4.0;
-
мають право повторно використовувати, архівувати та поширювати свої роботи (у тому числі в інституційних та тематичних репозитаріях) за умови посилання на первинну публікацію в журналі.
