STEGANOGRAFIA – TEORIA I PRAKTYKA

Analysis of modern interstate conflicts, trends in the development of forms of warfare. It is shown that confrontation is characterized by various forms, is hidden in nature and is carried out mainly in the political, economic, informational and other spheres. It is proved that a significant part of hybrid wars are information operations used for the destructive impact on society, commercial activities, politics and economics using information and communication space and technologies. The article expresses the need to create a theoretical basis for combating cyber attacks in special telecommunication systems as an integral part of the national security of the state. The development of methods for hiding information as well as providing information during video streaming and images in networks is underway. The basic calculations are given at the initial stages of information hiding and methods for ensuring the latent transfer of data in telecommunication systems.W artykule dokonano analizy współczesnych konfliktów międzypaństwowych oraz kierunków rozwoju form walki zbrojnej. Pokazano, że konfrontacja charakteryzuje się różnymi formami, jest ukryta w naturze i prowadzona jest głównie w sferze politycznej, gospodarczej, informacyjnej i innych. Udowodniono, że znaczna część wojen hybrydowych to operacje informacyjne wykorzystywane do destrukcyjnego oddziaływania na społeczeństwo, biznes, politykę i ekonomię, wykorzystujące informacyjno-komunikacyjną przestrzeń i technologię. W artykule wyrażono potrzebę stworzenia teoretycznej podstawy zwalczania cyberataków w specjalnych systemach telekomunikacyjnych jako integralnej części bezpieczeństwa narodowego państwa. Opracowano metodę ukrytej informacji, a także dostarczania informacji w przesyłaniu strumieni wideo i obrazów w sieciach. Podstawowe obliczenia są podane na początkowych etapach ukrywania informacji i metod zapewnienia bezpieczeństwa cybernetycznego w systemach telekomunikacyjnych

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

Development of the Method for Encoding Service Data in Cryptocompression Image Representation Systems

The demand for image confidentiality is constantly growing. At the same time, ensuring the confidentiality of video information must be organized subject to ensuring its reliability with a given time delay in processing and transmission. Methods of cryptocompression representation of images can be used to solve this problem. They are designed to simultaneously provide compression and protection of video information. The service component is used as the key of the cryptocompression transformation. However, it has a significant volume. It is 25 % of the original video data volume. A method for coding systems of service components in a differentiated basis on the second cascade of cryptocompression representation of images has been developed. The method is based on the developed scheme of data linearization from three-dimensional coordinates of representation in a two-dimensional matrix into a one-dimensional coordinate for one-to-one representation of this element in a vector. Linearization is organized horizontally line by line. On the basis of the developed method, a non-deterministic number of code values of information components is formed. They have non-deterministic lengths and are formed on a non-deterministic number of elements. The uncertainty of positioning of cryptocompression codograms in the general code stream is provided, which virtually eliminates the possibility of their unauthorized decryption. The method provides a reduction in the volume of the service component of the cryptocompression codogram. The service data volume is 6.25 % of the original video data volume. The method provides an additional reduction in the volume of cryptocompression representation of images without loss of information quality relative to the original video data on average from 1.08 to 1.54 times, depending on the degree of their saturatio

Development of the Method for Encoding Service Data in Cryptocompression Image Representation Systems

The demand for image confidentiality is constantly growing. At the same time, ensuring the confidentiality of video information must be organized subject to ensuring its reliability with a given time delay in processing and transmission. Methods of cryptocompression representation of images can be used to solve this problem. They are designed to simultaneously provide compression and protection of video information. The service component is used as the key of the cryptocompression transformation. However, it has a significant volume. It is 25 % of the original video data volume. A method for coding systems of service components in a differentiated basis on the second cascade of cryptocompression representation of images has been developed. The method is based on the developed scheme of data linearization from three-dimensional coordinates of representation in a two-dimensional matrix into a one-dimensional coordinate for one-to-one representation of this element in a vector. Linearization is organized horizontally line by line. On the basis of the developed method, a non-deterministic number of code values of information components is formed. They have non-deterministic lengths and are formed on a non-deterministic number of elements. The uncertainty of positioning of cryptocompression codograms in the general code stream is provided, which virtually eliminates the possibility of their unauthorized decryption. The method provides a reduction in the volume of the service component of the cryptocompression codogram. The service data volume is 6.25 % of the original video data volume. The method provides an additional reduction in the volume of cryptocompression representation of images without loss of information quality relative to the original video data on average from 1.08 to 1.54 times, depending on the degree of their saturatio

Метод реконструкції зображення на основі дворівневого декодування лінійних перетворень

This paper deals with the main stages of developing the method of image segment reconstruction on the basis of decoding oftruncated double tuple vectors. It has been proved that the method must include the following distinctive stages: installation of codedesign; decoding of code values of the component of double tuple truncated vectors; reconstruction of double tuples based on decodingthe biadic numbers. Installation process, which includes the following actions, is created: selection of an auxiliary part;decomposition of an information part of code design, namely determination of: number of code words; last codegram of non-uniformlength; withdrawal of code words.Развитие инфокоммуникаций выдвигает необходимость совершенствования рынка видеоинформационных услуг. В связи с чем, актуальными научно-прикладными исследованиями являются изыскания вобласти кодирования источников информации и ме-тодов цифровой обработки изображений. Здесь приоритетное направление заключается в создании мощных технологий обработки изображений для уменьшения их объемов. Одним из эффективных подходовявляется технология кодирования векторов двухкомпо-нентных кортежей на основе укрупненного позиционного кодирования. Поэтому основной материал исследований статьи посвящается разработке метода реконструкции изображений на основе двухуровневого декодирования линеаризированных трансформант. В разделах статьи излагаются основные этапы разработкиметода реконструкции сегментов изображения на ос-нове декодирования усеченных векторов двухкомпоне-нтных кортежей. Обосновано, что метод долженвключать в себя следующие отличительные этапы:инсталляцию кодовой конструкции; декодированиекодовых значений составляющих усеченного векторадвухкомпонентных кортежей; реконструкцию двухко-мпонентных кортежей на основе декодирования биадических чисел. Создается процесс инсталляции,включающий в себя следующие действия: выделениеслужебной части; декомпозиция информационнойчасти кодовой конструкции, а именно определение:количества кодовых слов; последней кодограммы неравномерной длины; изъятие кодовых слов.Розвиток інфокомунікацій висуває необхідність вдосконалення ринку відеоінформаційних послуг. У зв'язку з чим актуальними науково-прикладними дослідженнями є вишукування в області кодування джерел інформації та методів цифрової обробки зображень. Тут пріоритетний напрямок полягає у створенні по-тужних технологій обробки зображень для зменшення їх обсягів. Одним з ефективних підходів є технологія кодування векторів двокомпонентних кортежів наоснові збільшеного позиційного кодування. Томуосновний матеріал досліджень статті присвячуєтьсярозробці методу реконструкції зображень на основідворівневого декодування лінеаризованих трансформант. У розділах статті викладаються основні етапирозробки методу реконструкції сегментів зображенняна основі декодування усічених векторів двокомпонентних кортежів. Обгрунтовано, що метод повиненвключати в себе наступні відмітні етапи: інсталяціюкодової конструкції; декодування кодових значень складових усіченого вектора двокомпонентних кортежів; реконструкцію двокомпонентних кортежів на основі декодування біадичних чисел. Створюється процес інсталяції , що включає в себе наступні дії:виділення службової частини; декомпозиція інформаційної частини кодової конструкції, а саме: визначення кількості кодових слів; останньої кодограми нерівномірної довжини; вилучення кодових слів

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

Whispering gallery mode resonators in microwave physics and technologies

We review the main results of the development of whispering gallery mode (WGM) resonators and their unique applications due to their quasi-optical functionality. Several types of advanced WGM resonators are proposed by the authors. The theoretical results are described for the resonators with an analytical solution of the electromagnetic problems. Special emphasis is given to the interaction of moving charged particles and waves of cylindrical resonators. Important aspects are described concerning the developed sapphire resonators, for which an exact solution can only be found by using specially designed computer program products. A separate section of the paper is devoted to application aspects of the WGM resonators. In particular, it describes advanced solutions for overcoming the problems of measuring the small microwave (MW) surface impedance of unconventional superconductors in the form of large-area thin films and small samples under study. In addition, a demonstration of accurate complex permittivity measurements of small volumes of lossy liquids is provided. Special emphasis is given to highly stable MW signal sources, namely Ka-band transistor-based feedback oscillator and solid-state maser WGM oscillators. Recently obtained results are presented of experimental studies of the auto-oscillatory system developed on the basis of the WGM resonator with relativistic electron beam