OPRACOWANIE METODY POŚREDNIEGO STEGANOGRAFICZNEGO UKRYWANIA DANYCH W INFORMACJI O KONTURZE

The article discusses issues related to the use of methods of digital steganography for information security in systems of critical appointment. The advantages of using data embedding in an image container are shown. The main disadvantages of the existing methods of embedding in the image container are given. The issues of JPEG image compression for digital steganography are described. The allocation of stable regions in the attacking effects on the basis of the moving mask is proposed. The mathematical apparatus for masking images by the Sobel method is shown. The indirect steganography method of hiding data in blocks which contain information about the circuit is developed.Artykuł dotyczy konieczności stosowania cyfrowych metod steganograficznych do ochrony informacji w systemach o krytycznym znaczeniu. Pokazano zalety używania osadzania danych w kontenerze w postaci obrazu. Przeanalizowano główne wady większości istniejących systemów steganograficznych. Rozważono problemy kompresji obrazów JPEG występujące przy steganografii cyfrowej. Zaproponowano przydział stabilnych obszarów w oparciu o przesuwną maskę. Przedstawiono aparat matematyczny do maskowania obrazów metodą Sobela. Opracowano pośrednią metodę steganograficzną polegającą na ukrywaniu danych w blokach zawierających informacje o konturze

Розробка концептуального методу формування криптокомпресійних кодограм зображень без втрати якості інформації

Along with the widespread use of digital images, an urgent scientific and applied issue arose regarding the need to reduce the volume of video information provided it is confidential and reliable. To resolve this issue, cryptocompression coding methods could be used. However, there is no method that summarizes all processing steps. This paper reports the development of a conceptual method for the cryptocompression coding of images on a differentiated basis without loss of information quality. It involves a three-stage technology for the generation of cryptocompression codograms. The first two cascades provide for the generation of code structures for information components while ensuring their confidentiality and key elements as a service component. On the third cascade of processing, it is proposed to manage the confidentiality of the service component. The code values for the information components of nondeterministic length are derived out on the basis of a non-deterministic number of elements of the source video data in a reduced dynamic range. The generation of service data is proposed to be organized in blocks of initial images with a dimension of 16×16 elements. The method ensures a decrease in the volume of source images during the generation of cryptocompression codograms, by 1.14–1.58 times (12–37 %), depending on the degree of their saturation. This is 12.7‒23.4 % better than TIFF technology and is 9.6‒17.9 % better than PNG technology. The volume of the service component of cryptocompression codograms is 1.563 % of the volume of the source video data or no more than 2.5 % of the total code stream. That reduces the amount of data for encryption by up to 40 times compared to TIFF and PNG technologies. The devised method does not introduce errors into the data in the coding process and refers to methods without loss of information quality.Наряду с повсеместным использованием цифровых изображений возникла актуальная научно-прикладная проблема относительно необходимости снижения объемов видеоинформации при условии обеспечения ее конфиденциальности и достоверности. Для решения проблемы могут применяться методы криптокомпрессионного кодирования. Однако метода, обобщающего все этапы обработки, не описано. Разработан концептуальный метод криптокомпрессионного кодирования изображений в дифференцированном базисе без потери качества информации. Он организует трехкаскадную технологию формирования криптокомпрессионных кодограмм. На первых двух каскадах обеспечивается формирование кодовых конструкций информационных составляющих с одновременным обеспечением их конфиденциальности и ключевых элементов в качестве служебной составляющей. На третьем каскаде обработки предлагается организовать обеспечение конфиденциальности служебной составляющей. Формирование кодовых значений информационных составляющих недетерминированной длины осуществляется на основе недетерминированного количества элементов исходных видеоданных в пониженном динамическом диапазоне. Формирование служебных данных предлагается организовывать в блоках исходных изображений размерностью 16×16 элементов. Метод обеспечивает уменьшение объема исходных изображений при формировании криптокомпрессионных кодограмм в 1,14–1,58 раза (на 12–37 %) в зависимости от степени их насыщенности. Это на 12,7–23,4 % лучше технологии TIFF и на 9,6–17,9 % лучше технологии PNG. Объем служебной составляющей криптокомпрессионных кодограмм составляет 1,563 % от объема исходных видеоданных или не более 2,5 % от всего кодового потока. Это позволяет сократить объем данных для шифрования до 40 раз по сравнению с технологиями TIFF и PNG. Разработанный метод не вносит ошибок в данные в процессе кодирования и относится к методам без потери качества информацииПоряд з повсюдним використанням цифрових зображень виникла актуальна науково-прикладна проблема щодо необхідності зниження обсягів відеоінформації за умови забезпечення її конфіденційності та достовірності. Для вирішення проблеми можуть застосовуватися методи криптокомпресійного кодування. Однак методу, узагальнюючого всі етапи обробки, не описано. Розроблено концептуальний метод криптокомпресійного кодування зображень в диференційованому базисі без втрати якості інформації. Він організовує трьохкаскадну технологію формування криптокомпресійних кодограм. На перших двох каскадах забезпечується формування кодових конструкцій інформаційних складових з одночасним забезпеченням їх конфіденційності та ключових елементів в якості службової складової. На третьому каскаді обробки організується забезпечення конфіденційності службової складової. Формування кодових значень інформаційних складових недетермінованої довжини здійснюється на основі недетермінованої кількості елементів початкових відеоданих в зниженому динамічному діапазоні. Формування службових даних пропонується організовувати в блоках вихідних зображень розмірністю 16×16 елементів. Метод забезпечує зменшення обсягу вихідних зображень при формуванні криптокомпресійних кодограм в 1,14–1,58 рази (на 12–37 %) в залежності від ступеня їх насиченості. Це на 12,7–23,4 % краще технології TIFF і на 9,6–17,9 % краще технології PNG. Обсяг службової складової криптокомпресійних кодограм становить 1,563 % від обсягу вихідних відеоданих або не більше 2,5 % від усього кодового потоку. Це дозволяє скоротити обсяг даних для шифрування до 40 разів у порівнянні з технологіями TIFF і PNG. Розроблений метод не вносить помилок в дані в процесі кодування та відноситься до методів без втрати якості інформаці

Devising A Conceptual Method for Generating Cryptocompression Codograms of Images Without Loss of Information Quality

Along with the widespread use of digital images, an urgent scientific and applied issue arose regarding the need to reduce the volume of video information provided it is confidential and reliable. To resolve this issue, cryptocompression coding methods could be used. However, there is no method that summarizes all processing steps. This paper reports the development of a conceptual method for the cryptocompression coding of images on a differentiated basis without loss of information quality. It involves a three-stage technology for the generation of cryptocompression codograms. The first two cascades provide for the generation of code structures for information components while ensuring their confidentiality and key elements as a service component. On the third cascade of processing, it is proposed to manage the confidentiality of the service component. The code values for the information components of nondeterministic length are derived out on the basis of a non-deterministic number of elements of the source video data in a reduced dynamic range. The generation of service data is proposed to be organized in blocks of initial images with a dimension of 16×16 elements. The method ensures a decrease in the volume of source images during the generation of cryptocompression codograms, by 1.14–1.58 times (12–37 %), depending on the degree of their saturation. This is 12.7‒23.4 % better than TIFF technology and is 9.6‒17.9 % better than PNG technology. The volume of the service component of cryptocompression codograms is 1.563 % of the volume of the source video data or no more than 2.5 % of the total code stream. That reduces the amount of data for encryption by up to 40 times compared to TIFF and PNG technologies. The devised method does not introduce errors into the data in the coding process and refers to methods without loss of information quality