 |
|
Приховування інформації в аудіоданих
Особливий розвиток знайшли методи цифрової стеганографії в аудіосередовищі. З їхньою допомогою забезпечується пересилка великих об'ємів прихованих даних в звукових повідомленнях, які транслюються по телевізійній, радіо або телефонній мережі. Сучасні засоби телекомунікації дозволяють передавати звукові сигнали не тільки в реальному часі, але і в цифровому форматі через будь-яку мережу передачі даних. Відомо, що слуховий апарат людини функціонує в широкому динамічному діапазоні; він дуже чутливий до випадкових адитивних перешкод, здатний розрізняти відносну фазу, зовсім нечутливий до абсолютної фази. Ці особливості слухового апарату дозволяють вдало використовувати стеганографічні методи в аудіосередовищі.
Стеганографічні методи захисту даних в звуковому середовищі
Метод найменших значимих бітів застосовується при цифровому представленні аудіосигналу і придатний для використання при будь-яких швидкостях зв'язку. При перетворенні звукового сигналу в цифрову форму завжди присутній шум дискретизації, який не вносить істотних спотворень. "Шумовим" бітам відповідають молодші біти цифрового представлення сигналу, які можна замінити приховуваними даними. Наприклад, якщо звуковий сигнал представлений в 16-бітовому вигляді, то зміна чотирьох молодших бітів не призведе до помітних на слух спотворень. Як стегоключ, звичайно використовується покажчик місцеположення бітів, в яких містяться приховувані дані.
Методи широкосмугового кодування використовує ті ж принципи, що методи заховання даних в зображеннях. Їхня суть полягає в незначній одночасній модифікації цілого ряду певних бітів контейнера при захованні одного біта інформації. Існують декілька різновидів методу. В найпоширенішому варіанті початковий сигнал модулюється високошвидкісною псевдовипадковою послідовністю w(t), яка визначена на області значень {-1, 1}. Внаслідок цього для передачі результату необхідна велика (іноді більш ніж в 100 раз) смуга пропускання. Звичайно послідовності w(t) вибирають ортогональними до сигналу контейнера. Результуючий стегосигнал s(t) представляє собою сумарний сигнал контейнера c(t) і приховуваних даних d(t):
s(t) = v(t) + ad(t)w(t),
де коефіцієнт загасання a призначений для вибору оптимального рівня шуму, який вноситься даними, що вставляються.
Для отримання прихованих даних d(t) на приймаючій стороні необхідно мати ту ж саму псевдовипадкову імпульсну послідовність w(t), забезпечивши при цьому її синхронізацію із стегосигналом: s(t)w(t) = v(t)w(t) + ad(t). У зв'язку з цим дану псевдовипадкову бітову послідовність звичайно використовують як стегоключ.
Метод приховування в сигналі. Приховувати дані можна також в звуковий сигнал. Відомо, що при невеликих тимчасових зсувах сигнал практично непомітний на слух. Тому, якщо ввести певні тимчасові затримки (наприклад, ai для одиничного біта даних і До — для нульового), величина яких не перевищує поріг виявлення, то, розбиваючи початковий звуковий сигнал v(t) на сегменти, в кожний з них можна ввести відповідний сигнал, залежно від приховуваного біта:
c(t) = v(t) + av(t - D).
В базовій схемі передбачено заховання в аудіосигналі одного біта, але сигнал можна розбити випадковим чином на 1 відрізків і в кожний з них вставити по біту. Для виділення сигналу і відновлення прихованих даних застосовується автокореляційний аналіз. Як стегоключ, тут звичайно використовуються значення величин Л0 і А] з урахуванням вибраних меж для відрізків.
Фазові методи приховування застосовуються як для аналогового, так і для цифрового сигналу. Вони використовують той факт, що плавну зміну фази на слух визначити не можна. В таких методах дані, що захищаються, кодуються або певним значенням фази, або зміною фаз в спектрі. Якщо розбити звуковий сигнал на сегменти, то дані звичайно приховують тільки в першому сегменті при дотриманні двох умов:
• збереження відносних фаз між послідовними сегментами;
• результуючий фазовий спектр стегосигналу повинен бути гладким, оскільки різкі стрибки фази є демаскуючим чинником.
Стеганографічні методи захисту даних в звуковому середовищі показані на рис. 3.14.
Рис. 3.14. Стеганографічні методи захисту даних в звуковому середовищі