Анотація до роботи:

Кошкіна Н.В. Ефективні спектральні алгоритми для вирішення задач цифрової стеганографії. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата фізико-математичних наук за спеціальністю 01.05.01 – теоретичні основи інформатики та кібернетики. – Інститут кібернетики ім. В.М. Глушкова НАН України, Київ, 2005.

Дисертаційна робота присвячена питанням захисту інформації методами цифрової стеганографії. Запропоновано нові ефективні спектральні стеганографічні алгоритми на базі теорії перетворення Фур’є та теорії похибок заокруглення, які можуть слугувати основою для побудови стійких стеганосистем, що характеризуються високою пропускною здатністю створюваного ними захищеного каналу зв’язку, а також застосовуватися як додатковий рівень захисту у будь-яких відомих системах шифрування. Обґрунтовано запропоновані алгоритми та проаналізовано їх основні характеристики. Проведено оптимізацію алгоритмів за швидкодією.

Створено відповідне програмне забезпечення, за допомогою якого було проведено експериментальні дослідження на модельних і реальних даних, що підтвердили отримані теоретичні результати.

Основні результати дисертаційної роботи:

1. Проведено аналіз існуючих алгоритмів та методів стеганографічного захисту інформації. Виділено їх основні характеристики, виявлено клас задач захисту, що не мають ефективного вирішення методами цифрової стеганографії.

2. Запропоновано декілька можливих шляхів побудови ефективних спектральних стеганографічних алгоритмів, що поєднують у собі високу пропускну здатність створюваного стегоканалу і порівняно високу стійкість проти збурень у каналі та можливих атак противника:

• для приховання інформації запропоновано використовувати не загальновживані цілочисельні файли-контейнери (BMP, GIF, JPEG, WAV та ін.), а не застосовні на сьогодні у прикладній стеганографії дійсні сигнали (наприклад, файли FITS);

• для переходу від просторового представлення сигналів-контейнерів до частотного запропоновано використовувати перетворення Фур’є, як таке, що дає велику кількість (порівняно з дискретним косинусним перетворенням, перетворенням Карунена - Лоєва та вейвлет) відліків сигналу, в яких шум сигналу приблизно рівний шуму обробки, тобто найбільш придатних для “вкраплення” додаткової інформації;

• запропоновано теоретично-стійкий до пасивних атак метод стеганографічного приховання інформації з подвійним захистом: повідомлення “вкраплюється” у зашумлений вихідний контейнер нижче рівня шуму та на рівні похибки заокруглення алгоритму ШПФ;

• запропоновано практично стійкий метод стеганографічного приховання інформації у дискретній згортці сигналів, пропускна здатність стегоканалу для якого співрозмірна з пропускною здатністю методу НЗБ.

3. Досліджено основні характеристики стеганографічних систем, що можуть бути побудовані на базі запропонованих алгоритмів. Виконано їх порівняльний аналіз з відповідними характеристиками деяких існуючих стегосистем.

4. Здійснено оптимізацію алгоритмів за швидкодією.

5. Створено відповідне програмне забезпечення та проведено експерименти на модельних і реальних даних з метою підтвердження теоретичних результатів, отриманих у дисертації.

Розроблені алгоритми можуть слугувати основою для створення нових, більш ефективних стеганографічних систем захисту інформації, а також застосовуватися як додатковий рівень захисту у будь-яких відомих системах шифрування. Таким чином, використання сукупності отриманих в рамках дисертаційного дослідження результатів у сучасних комп’ютерних технологіях призведе до підвищення рівня інформаційної безпеки.