DE10118527C2

DE10118527C2 - Verfahren zur Integritätsprüfung binärer Daten

Info

Publication number: DE10118527C2
Application number: DE2001118527
Authority: DE
Inventors: Joerg Krueger; Mario Koeppen; Bertram Nickolay
Original assignee: RECOGNITEC GES fur DIGITALE B
Current assignee: RECOGNITEC GES fur DIGITALE B
Priority date: 2001-04-14
Filing date: 2001-04-14
Publication date: 2003-02-20
Anticipated expiration: 2021-04-15
Also published as: DE10118527A1

Description

Technisches Gebiet

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur gezielten und versteckten Integration von Informationen in einen binären Datensatz, vorzugsweise einen multimedialen Datensatz, der sich aus einer Menge von n-Bit-Dateneinheiten zusammensetzt sowie auf ein entsprechendes Verfahren zum Wiederauffinden und gleichzeitigen Überprüfen der Integrität der versteckt integrierten Informationen.

Stand der Technik

Die Überprüfbarkeit auf Integrität, d. h. Echtheit bzw. Unverfälschtheit, von multimedialen, binären Datensätzen, die beispielsweise als Audio- oder Videodaten oder als statische Datensätze vorliegen, betrifft einen zunehmend wichtiger werdenden Aspekt beim verantwortungsvollen Umgang, insbesondere mit sicherheitsrelevante Informationen enthaltenden, binären Datensätzen.

Bisher bekannte Techniken für einen weitgehend manipulationsgeschützten Austausch multimedialer Daten sehen sogenannte Signaturverfahren vor, bei denen eine digitale Signatur an den zu übertragenden, binären Datensatz als eigenständige Datei hinzugefügt und bei Weiterleitung mitübertragen wird. Zur nachträglichen Verifikation der digitalen Signatur bedarf es sowohl des Ursprungsdatensatzes als auch der Signaturdatei. Insbesondere bei einer großen Anzahl von zu übertragenden, binären Datensätzen, die einzeln jeweils mit einer digitalen Signatur zu versehen sind, muß eine entsprechend große Anzahl von Signaturdateien generiert und zusammen mit den Ursprungsdatensätzen übertragen werden. Unstreitig ist, dass die Verwaltung und korrekte Zuordnung zwischen den korrespondierenden Ursprungs- und Signaturdateipaaren entsprechende Techniken erfordern, die letztlich mit einem nicht allzu geringen Aufwand verbunden sind. Hinzu kommt, dass die zuweilen in einer großen Menge vorliegenden Signaturdateien einen zusätzlich großen Speicherbedarf benötigen. Beide vorstehend genannten Aspekte erweisen sich jedoch als problematisch, möchte man den Manipulationsschutz von binären Dateien mit möglichst einfachen, technischen Mitteln mit einer geringen, technischen Performance, d. h. eingeschränkter Funktionalität des Betriebssystems sowie geringem Speichervermögen, wie es beispielsweise bei Digitalkameras der Fall ist, realisieren.

Ein weiteres Problem im Umgang mit den bisher bekannten Signaturverfahren erwächst bei der Bearbeitung eines Datensatzes durch mehrere Personen, die beispielsweise zeitlich hintereinander an ein und demselben Datensatz arbeiten und diesen nach entsprechender Beendigung digital signieren, wobei für ein und denselben Datensatz mehrere Signaturdateien entstehen. Dieser Fall tritt häufig bei der Bearbeitung von Audio- sowie Videodaten auf, die zumeist von einer Mehrzahl von Personen bearbeitet werden. Für eine spätere Überprüfung der Integrität bzw. der Manipulationsfreiheit des jeweiligen Datensatzes zu einem bestimmten Zeitpunkt bzw. in einer bestimmten Bearbeitungsstufe ist es zwingend erforderlich, dass alle Signaturdateien und alle Originaldatensätze zu den jeweiligen Arbeitsständen verfügbar sind. Dies gestaltet sich jedoch bei einer zunehmenden Anzahl von am Bearbeitungsprozess beteiligten Personen zunehmend komplizierter.

So beschreibt die DE 195 21 969 C1 ein Verfahren zur Markierung binär codierter Datensätze, insbesondere von Bilddaten, durch Implementierung wenigstens einer Informationseinheit in einen Datensatz. Der zu markierende Datensatz wird hierzu in Blöcke von Pixeln zerlegt, die mittels einer Transformationsfunktion vom Ortsraum in den Frequenzraum transformiert werden. Außerdem wird eine diskrete Positionsfolge zur Implementierung von Informationseinheiten in den zu markierenden Datensatz unter Berücksichtigung eines Schlüssels sowie datensatzspezifischer Eigenschaften generiert. Die zu implementierende Informationseinheit wird anschließend an die durch die Positionsfolge festgelegten Positionen im Datensatz geschrieben bzw. ausgelesen. In dieser Druckschrift wird somit ein Verfahren beschrieben, mit dem Bilder in Blöcke von Pixeln zerlegt werden können, in die wenigstens eine Informationseinheit implementiert wird und diese Informationseinheit später auch wieder ausgelesen werden kann. Damit ermöglicht es dieses Verfahren allerdings nicht, allgemein eine Integritätsprüfung eines in binärer Form vorliegenden Datensatzes durchzuführen, ohne erweiterte Speicherkapazitäten zu benötigen.

In [Zhao, J. u. a.: "A Video-Copyright-Protection-System, Based on ContentID." In: IEICE Transactions on Information and Systems, Vol. E83-D, Nr. 12, Dezember 2000, Seiten 2131-2141] wird ein System, um Videofilme vor unrechtmäßiger Vervielfältigung zu schützen, beschrieben. Das Schutzsystem basiert auf einem Inhaltidentifikationsmerkmal, das spezielle Charakteristika einer Aufnahme beinhaltet. Das Inhaltidentifikationsmerkmal enthält sowohl Informationen über Position als auch über die zeitlich veränderbare Farbe. Um eine unrechtmäßige Kopie von einem Original unterscheiden zu können, werden Cluster gebildet, die anschließend auf ihre Ähnlichkeit hin untersucht werden.

In [INOUE, H. u. a.: "A Digital-Watermark-Technique, Based on the Wavelet-Transform and Its Robustness on Image-Compression and Transformation." In: IEICE Transactions on Fundamentals, Vol. E82-A, Nr. 1, Januar 1999, Seiten 2-9] wird ein Verfahren zum Einbringen eines Wasserzeichens in einen Datensatz beschrieben. Der Datensatz besteht hierbei aus einer Menge von Dateneinheiten, die in einzelne Dateneinheiten unterteilt sind. Weiterhin wird in dieser Druckschrift beschrieben, dass Wavelet-Koeffizienten in signifikante und nicht-signifikante Koeffizienten unterteilt werden. Problematisch ist hierbei erneut, dass dem zu übertragenden Datensatz eine zusätzliche Kennzeichnung beigefügt wird, die zusätzlichen Speicherplatz benötigt.

Die EP 1 081 890 A2 beschreibt ein Verfahren zur Zeitstempelung von Datensätzen, bei dem verschiedene Prüfwerte miteinander verkettet werden. Mit Hilfe dieses Verfahrens ist es möglich, Datensätze, die um eine Zeitinformation ergänzt sind und auf einem Client erzeugt werden, mit Hilfe von während der Bearbeitung auf einem Server erzeugten Paralleldatensätzen zu vergleichen und damit zu verifizieren. Zu Problemen kann es beim Einsatz dieses Verfahrens kommen, wenn mehrere Bearbeiter annähernd zeitgleich an einem Datensatz arbeiten, der jeweils mit einer anderen Zeitstempelung versehen wird.

Darstellung der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Integritätsprüfung eines in binärer Form vorliegenden Datensatzes, beispielsweise eines multimedialen Datensatzes, derart anzugeben, dass mit möglichst einfachen, technischen Hilfsmitteln die Integrität eines vorliegenden, binären Datensatzes überprüfbar ist, wobei das Verfahren in punkto Sicherheit und Zuverlässigkeit, mit der die Integrität nachgewiesen wird, allen bisher bekannten Verfahren überlegen ist. Ferner soll es möglich sein, mit geringem Aufwand die Bearbeitung eines binären Datensatzes durch mehrere Bearbeiter zu ermöglichen, wobei stets eine Integritätsüberprüfung des Datensatzes ohne das Vorliegen der Vielzahl an Signaturdateien mit entsprechenden Originaldateien möglich sein soll.

Die Lösung der der Erfindung zugrundeliegenden Aufgabe ist im Anspruch 1 angegeben, der ein Verfahren zur gezielten und versteckten Integration von Informationen in einen binären Datensatz zum Inhalt hat. Zur Integritätsüberprüfung ist im Anspruch 20 ein Verfahren angegeben, mit dem die gemäß Anspruch 1 in den binären Datensatz integrierten Informationen in geeigneter Weise detektiert werden können. Den Erfindungsgedanken vorteilhaft weiterbildende Merkmale sind Gegenstand der Unteransprüche sowie der nachstehenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die Figuren zu entnehmen.

Dem erfindungsgemäßen Verfahren liegt die Idee zugrunde, bestimmte, unter Maßgabe eines bestimmten Schlüssels unmittelbar aus dem zu markierenden, binären Datensatz stammende Informationen zu selektieren und diese nach entsprechender Kodierung wieder in den Datensatz zu integrieren. Auf diese Weise kann vermieden werden, dass, wie bei bekannten Signaturverfahren, zusätzliche Signaturdateien entstehen, die den weiteren Programmablauf unnötig verkomplizieren.

Besondere Bedeutung kommt beim erfindungsgemäßen Verfahren der Art und Weise zu, mit der die aus dem binären Datensatz entnommenen Informationen kodiert und in den Datensatz wieder integriert werden. Durch die im weiteren beschriebenen, erfindungsgemäßen Maßnahmen wird eine unter Verwendung möglichst einfacher, technischer Mittel bislang nicht erreichte Zuverlässigkeit in der Überprüfbarkeit auf Vorliegen einer Datensatzmanipulation erlangt. Hierdurch eröffnet sich grundsätzlich die Möglichkeit, binäre, multimediale Datensätze als Echtheitszertifikate einzusetzen, die als gerichtlich anerkannte Beweismittel erheblich an Bedeutung gewinnen.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur gezielten und versteckten Integration von Informationen in einen binären, multimedialen Datensatz, der als Bild-, Audio- oder Videodatensatz vorliegt, setzt sich in erfindungsgemäßer Weise aus folgenden Verfahrensschritten zusammen:
Der multimediale Datensatz ist als ein Datenstrom aufzufassen, der sich aus einer Vielzahl von n-Bit-Dateneinheiten zusammensetzt, die als "Byte", "Word" oder "Double" etc. bezeichenbare, zeitlich und/oder räumlich lokalisierbare Dateneinheiten darstellbar sind.

In einem ersten Schritt werden die n-Bit-Dateneinheiten in sogenannte n-Layer - handelt es sich bei dem Datenstrom um eine Bilddatei, so kann man auch von n-Billayern sprechen - unterteilt, wobei die n-Layer in sogenannte signifikante und nichtsignifikante Layer gruppiert werden. Zu jedem der einzelnen n-Layer werden Prüfwerte gebildet, die im einfachsten Fall Checksummen entsprechen, vorzugsweise jedoch mit Hilfe einer Einweg-Hashfunktion als Layer spezifische Hashwerte gewonnen werden. Einweg-Hashfunktionen haben hierbei die vorteilhafte Eigenschaft, nicht umkehrbar zu sein, d. h. aus dem Hashwert kann nicht die dem Hashwert zugrundeliegende Originaldatei hergeleitet oder reproduziert werden.

Die Prüfwertbildung erfolgt derart, dass alle Bits pro Layer zur Bildung des Layer- bezogenen Prüfwertes herangezogen werden, mit Ausnahme der nichtsignifikanten Layer, bei denen zur Layer-bezogenen Prüfwertbildung eine bestimmte Anzahl von Bits, den sogenannten Signatur-Bits, von der Prüfwertbildung ausgenommen wird.

Die auf diese Weise erhaltenen n-Prüfwerte werden anschließend zu einem, alle n- Layer repräsentierenden Gesamtprüfwert verbunden.

Die vorstehend aus den nichtsignifikanten Layern ausgewählten Signaturbits werden in geeigneter Weise in sogenannte Cluster aufgeteilt, in denen sie clusterweise derart logisch miteinander verknüpft werden, so dass für jeden Cluster ein alle Signaturbits pro Cluster repräsentierender Bitwert erhalten wird. Bei der Wahl der Anzahl der Cluster ist darauf zu achten, dass die Bitstelligkeit des vorstehend beschriebenen Gesamtprüfwerts, der sich durch Verbinden aller, die einzelnen n-Layer repräsentierender Prüfwerte ergibt, kleiner oder gleich der Anzahl der Cluster ist. Damit ist gewährleistet, dass jedes einzelne Bit des Gesamtprüfwertes einem Cluster-bezogenen Bitwert eineindeutig zugeordnet werden kann.

Nun gilt es, einen Vergleich zwischen den Cluster-bezogenen Bitwerten und den Bits des Gesamtprüfwertes durchzuführen. Bei vorliegender Nicht-Identität bei einem Bit- Paar gilt es, wenigstens ein Signaturbit innerhalb des dem Bit-Paar zugeordneten Clusters zu verändern, so dass nach wiederholter, logischer Verknüpfung aller Signaturbits innerhalb des betreffenden Clusters das Identitätskriterium zwischen dem zugeordneten Cluster-bezogenen Bitwert und dem entsprechenden Bit innerhalb des Gesamtprüfwertes erfüllt ist.

Auf diese Weise werden Informationen gezielt und versteckt innerhalb der nichtsignifikanten Layer des eingangs erwähnten, multimedialen Datensatzes integriert.

Zum Erhalt des mit Hilfe des vorstehend beschriebenen, erfindungsgemäßen Verfahrens markierten, binären Datensatzes ist eine Rückzuordnung der in Clustern gruppierten Signaturbits an die ursprünglichen Positionen innerhalb der nichtsignifikanten Layer erforderlich, aus denen die einzelnen Bits in die eingangs vorliegende Datensatzstruktur in Form von einer Menge n-Bit-Dateneinheiten als Datenstrom rückzugeordnet werden.

Wird der auf die vorstehende Weise markierte, multimediale Datensatz an einen Empfänger übermittelt, beispielsweise im Wege der Übertragung durch das Internet oder auf entsprechend anderem Wege unter Verwendung geeigneter Datenträger, so ist es für den Empfänger möglich, anhand des ihm vorliegenden, multimedialen Datensatzes die Integrität, d. h. Unversehrtheit und Echtheit des Datensatzes, zu überprüfen. Hierzu ist es lediglich erforderlich, die in Clustern gruppierten Signaturpixel zu bestimmen und diese mit Hilfe der bei der eingangs beschriebenen Kodierung verwendeten, logischen Verknüpfung zum Erhalt der die Cluster repräsentierenden Bitwerte zu verknüpfen.

Zudem ist es erforderlich, den alle n-Layer repräsentierenden Gesamtprüfwert zu bestimmen, den es gilt, Bit-weise den vorstehend evaluierten Cluster-bezogenen Bitwerten gegenüberzustellen. Liegt in allen miteinander zu vergleichenden Bit- Paaren Identität vor, so ist die Integrität des übersandten, binären, multimedialen Datensatzes gewährleistet. Tritt jedoch ein Unterschied bereits in einem einzigen Bit- Paar auf, so ist davon auszugehen, dass der beim Empfänger vorliegende Datensatz einer Manipulation unterlegen ist und somit dem Originaldatensatz nicht entspricht.

Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich insbesondere dadurch aus, dass die in den Datensatz integrierten Informationen höchst sensibel hinsichtlich Manipulationen am Datensatz sind. So ist einerseits gewährleistet, dass durch Integration von Informationen in nichtsignifikanten Datenbereichen des Datensatzes die Natur des Datensatzes unverändert bleibt. Andererseits repräsentieren die am Bit-Vergleich beteiligten Bitwerte den gesamten Informationsgehalt am übertragenen Datensatz. So ergibt sich beispielsweise der alle n-Layer repräsentierende Gesamtprüfwert aus allen im multimedialen Datensatz enthaltenen Bits, mit Ausnahme der ausgewählten Signaturbits, die jedoch zur Bitgegenüberstellung im Rahmen der Cluster-bezogenen Bitwerte eine entscheidende Rolle am Prozess der Informationsintegration spielen.

Ferner ist es mit dem erfindungsgemäßen Verfahren selbst unter Einsatz eines vertretbaren Rechenaufwandes nicht möglich, einen mit dem erfindungsgemäßen Verfahren markierten, multimedialen Datensatz derart zu verändern, dass bei Anwendung der die Prüfwerte erzeugenden Algorithmen die gleichen Prüfwerte erhalten werden, wie für den nichtmanipulierten Datensatz.

Hierdurch wird beispielsweise die Möglichkeit für Aufnahmen einfacher Digitalkameras eröffnet, die mit diesen Kameras aufgenommene, digitale Bilder im Beweisfall als Beweismittel zu verwenden, zumal mit dem erfindungsgemäßen Verfahren sichergestellt wird, dass die erfindungsgemäß markierten Digitalbilder eineindeutig auf ihre Integrität überprüft werden können.

Ferner ist es möglich, das erfindungsgemäße Verfahren auch für die Überprüfbarkeit der Integrität eines Datensatzes anzuwenden, der in mehreren Stufen, vorzugsweise von mehreren Bearbeitern, bearbeitet wird. So können beispielsweise lediglich Teile multimedialer Datensätze markiert werden, die jeweils von einem entsprechenden Bearbeiter bearbeitet werden. Zur Verifikation der Integrität des bearbeiteten Datenteils wird nun eine personenspezifische Schlüsselinformation mit dem erfindungsgemäßen Verfahren in den markierten Datensatz versteckt integriert. Erfolgt dies für jeweils unterschiedliche Datenteile, die jeweils von unterschiedlichen Personen bearbeitet worden sind, so kann jeder Datenteil für sich auf Integrität überprüft werden.

Wird im Unterschied zur vorstehend beschriebenen Integration eine personenspezifische Schlüsselinformation nicht in einem markierten, sondern im gesamten Datensatz versteckt, wobei der Datensatz ebenfalls von mehreren Personen zeitlich nacheinander bearbeitet worden ist, so kann nur eine mehrstufige Integritätsprüfung stattfinden. Zur Überprüfung wird dabei die Integrität rücklaufend geprüft, d. h. zunächst die personenspezifische Schlüsselinformation bzw. Signatur jenes Bearbeiters, der den Datensatz zuletzt bearbeitet und die Information in diesen eingebracht hat. Diese wird dann, basierend auf dem personenspezifischen Signaturschlüssel, aus dem Datensatz temporär entfernt, so dass anschließend die nächste Integritätsprüfung anhand der Signatur des Vorgängerbearbeiters durchgeführt werden kann. Dieser Vorgang setzt sich entsprechend wiederholt fort, bis die Integrität sowie wie auch Authentizität des allerersten Bearbeiters des Datensatzes überprüft wird.

Die vorstehend beschriebenen, alternativen Möglichkeiten, die Integrität eines Datensatzes mittels personenspezifischer, in den Datensatz versteckter Informationen zu überprüfen, setzt voraus, dass der personenspezifische, digitale Signaturschlüssel bekannt ist.

Zur Intergration personenspezifischer Informationen in den zu markierenden Datzensatz wird auf das untenstehende Ausführungsbeispiel im einzelnen verwiesen.

Kurze Beschreibung der Erfindung

Die Erfindung wird nachstehend ohne Beschränkung des allgemeinen Erfindungsgedankens anhand eines Ausführungsbeispieles unter Bezugnahme auf die Zeichnung exemplarisch beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 Darstellung zur Unterteilung des binären Datensatzes in n-Layer sowie

Fig. 2 schematisiertes Ablaufschema des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Wege zur Ausführung der Erfindung; gewerbliche Verwendbarkeit

Das erfindungsgemäße Verfahren bietet die Möglichkeit, in multimediale Datensätze, die in Form eines Datenstromes vorliegen, der aus einer Vielzahl zeitlich oder räumlich lokalisierbarer n-Bit-Dateneinheiten zusammengesetzt ist, gezielt und versteckt Informationen zu integrieren.

Aus Fig. 1 geht ein derartiger Datenstrom D graphisch hervor, der aus zeitlich hintereinander folgenden Dateneinheiten DE gebildet wird, die jeweils aus n-Bits (b₁, b₂, . . ., b_n) zusammengesetzt sind. In dem in Fig. 1 dargestellten Fall werden die n- Bit-Dateneinheiten DE in n unterschiedliche Layer derart aufgeteilt, sodass alle Bits gleicher Wertigkeit innerhalb der einzelnen Dateneinheiten jeweils in einem gemeinsamen Layer zusammengefasst werden. Somit gelangen die Bits b1 mit der höchsten Wertigkeit in den Layer 1, und entsprechend erfolgt die Aufteilung der einzelnen Bits bis zum Layer n. In ansich bekannter Weise erfolgt die Anordnung der einzelnen Bits (b₁, b₂, . . ., b_n) innerhalb der Dateneinheiten, entsprechend ihrer Datenrelevanz, so dass die in der Reihenfolge zu anfangs angeordneten Bits b1, b2 etc. eine höhere Bedeutung besitzen, als jene, die am Ende der Bitanordnung pro Dateneinheit (. . ., b_n-1, b_n) stehen. Entsprechendes gilt für die Zuordnung der einzelnen Bits in die Layer 1 bis n, wobei im Layer 1 die höchstwertigen Bits und im Layer n die niedrigwertigsten Bits vereint sind.

Zur Vereinfachung der weiteren Beschreibung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird angenommen, dass sich der zu markierende Datenstrom aus einem 8-Bit- Grauwertbild zusammensetzt, so dass sich der binäre Datensatz nach der in Fig. 1 beschriebenen Dekomposition in n = 8 Layer aufteilt.

Ausgehend von den n = 8 Layern werden die einzelnen Layer in signifikante und nicht-signifikante Layer unterteilt. Gemäß Fig. 2 werden die Layer 1 bis m, mit m = 6 als signifikante Layer und die Layer m + 1 bis n, also die Layer 7 und 8 als nichtsignifikante Layer bezeichnet.

Zunächst gilt es, bezüglich der signifikanten Layer 1 bis m Layer-bezogene Prüfwerte zu bilden. Dies erfolgt unter Vorgabe eines Schlüssels S, der einen zur Prüfwertbildung verwendeten, mathematischen Algorithmus, vorzugsweise eine Hashfunktion, direkt steuert.

Der Schlüssel kann ein fest vorgegebener oder ein frei wählbarer Schlüssel sein oder auch einem Schlüssel-Paar entsprechen, bestehend aus einem privaten und einem öffentlichen Schlüssel, bei dem beispielsweise mit dem privaten Schlüssel der Datensatz im Sinne einer Integration einer Information codiert und mit dem öffentlichen Schlüssel der markierte Datensatz dekodiert wird. Auf diese Weise kann der Datensatz sowohl auf Integrität als auch auf Authentizität überprüft werden. Die Authentizitätsüberprüfung ist aber ebenso mit einem personenspezifischen Schlüssel möglich. Die geeignete Wahl personenspezifischer Schlüssel ist insbesondere in den eingangs genannten Fällen sinnvoll, in denen mehrere Personen an einem Datensatz arbeiten; Stichwort Integritäts- und Authentizitätsprüfung bei einem in einem Workflow befindlichen Datensatz.

Die zur Prüfwertbildung eingesetzte Hashfunktion ist eine Einweg-Hashfunktion (beispielsweise MD5), die die Eigenschaft besitzt, nicht umkehrbar zu sein, d. h. dass man aus dem mit der Hashfunktion ermittelten Hashwert nicht auf die Originaldatei zurückrechnen kann. Im Fall der in den einzelnen, signifikanten Layern L (1, . . ., m) enthaltenen Bits bedeutet dies, dass die Anwendung der Hashfunktion H auf die einzelnen Bits pro Layer zu Layer bezogenen Hashwerten H_L1, . . ., H_Lm führt, wobei eine Rückabbildung der Hashwerte auf die einzelnen, in den Layern vorhandenen Bits nicht möglich ist.

Die auf diese Weise erhaltenen Hashwerte H_L1 bis H_Lm werden im Weiteren mit Hilfe einer Verbindungsfunktion V zu einem, alle signifikanten Layer L (1, . . ., m) repräsentierenden Hashwert H_L(1,...,m) zusammengefasst. Die Verbindung bzw. Verknüpfung der einzelnen Hashwerte H_L1 bis H_Lm erfolgt entweder durch bloßes Aneinanderreihen oder durch Verwendung einer algorithmischen Verbindungsfunktion.

Im Unterschied zur vorstehend beschriebenen Hashwertbildung, betreffend die signifikanten Layer L (1, . . ., m) werden bei den nichtsignifikanten Layern L (m + 1, . . ., m) vor Anwendung der entsprechenden Hashfunktion H, die vorzugsweise mit der bei den signifikanten Layern verwendeten Hashfunktion H identisch ist, eine bestimmte Anzahl A_B an Bits, die sogenannten Signaturbits, aus den jeweiligen, nichtsignifikanten Layern L (m + 1, . . ., m) ausgewählt, die bei der Layer-bezogenen Hashwertbildung ausgenommen werden.

Hierzu gilt es, eine Anzahl A_B von Signaturbits zu bestimmen, von denen wenigstens Teile die in den multimedialen Datensatz versteckt zu integrierenden Informationen aufnehmen sollen.

Zunächst wird zur Bestimmung der Anzahl A_B die Länge der Layer-bezogenen Prüf- bzw. Hashwerte festgelegt. Grundsätzlich kann die Prüf- bzw. Hashwertlänge frei gewählt werden. Beispielsweise sei angenommen, dass die Länge der Hashwerte H_L1, . . . H_Ln 128 Bits beträgt.

Wie bereits eingangs kurz erläutert und im Weiteren noch detaillierter darzulegen ist, gilt es, im Rahmen der gezielt versteckten Informationsintegration sogenannte Cluster C_i zu bilden, deren Anzahl A_C in einem nächsten Schritt zu bestimmen ist. (Der Index i dient lediglich der Clusteridentität und nimmt Werte zwischen 1 und maximal A_C an.) Die Anzahl A_C ergibt sich aus der Multiplikation der Gesamtanzahl n der Layer mit der Anzahl der Bits pro Hashwert. Bezugnehmend auf das eingeführte Beispiel beträgt die Clusteranzahl A_C somit 8 (Layer) × 128 Bits (Hashlänge) = 1024 Cluster. Schließlich gilt es, ein Signaturbit-Clusterverhältnis anzugeben, d. h. wieviel der ausgewählten Signaturbits werden jeweils einem Cluster zugeordnet, das mit der Clusteranzahl A_C zu multiplizieren ist, um schließlich die Anzahl A_B an Signaturpixeln zu erhalten. Sei bspw. das Signaturbit-Clusterverhältnis als 64 : 1 gewählt, so ergibt sich A_B zu 64 × 1024 = 65.536 Signaturpixel bei einer Hashwertlänge pro Layer von 128 Bit.

Unter Vorgabe der vorstehend ermittelten Anzahl A_B an Signaturbits gilt es konkrete Positionswerte P_L(m+1,...,n)(x, y) innerhalb der nichtsignifikanten Layern zu bestimmen.

Die einzelnen Layer können als eine zweidimensionale Feldanordnung von einzelnen Bitwerten angesehen werden, sodass jedes einzelne Bit durch die Koordinaten (x, y) sowie durch die Layer-Zugehörigkeit definiert ist.

Die Positionswertbestimmung wird mit Hilfe eines Zufallsalgorithmuses Z durchgeführt, der zudem von dem die signifikanten Layer repräsentierenden Hashwert H_L(1,...,m) gesteuert wird. Neben dem Positionswert P_L(m+1,...,n)(x, y), der die genaue Position eines ausgewählten Bits pro Layer definiert, wird eine binäre Zufallszahl Z_B bestimmt, die für jede einzelne Pixelposition P_L(m+1,...,n)(x, y) die Layerzugehörigkeit innerhalb der nichtsignifikanten Layer bestimmt, und somit den nichtsignifikanten Layer definiert, indem sich das Signaturbit befindet. Die Bestimmung der binären Zufallszahl Z_B wird gleichsam dem Zufallsalgorithmus Z durch den, die signifikanten Layer L(1, . . ., m) repräsentierenden Hashwert H_L(1,...,m) als Startwert gesteuert.

Nach Bestimmung der innerhalb der nichtsignifikanten Layer befindlichen Signaturbits P_L(m+1,...,n)(x, y) erfolgt gleichsam der Layer bezogenen Hashwertbildung bei den signifikanten Layern L(1, . . ., m), wie vorstehend beschrieben, ebenso die Hashwertbestimmung für jeden einzelnen nichtsignifikanten Layer L(m + 1, . . ., n), wobei die in vorstehender Weise ermittelten Signaturbits P_L(m+1,...,n)(x, y) bei der diesbezüglichen Hashwertbildung ausgenommen werden.

Auch werden im Falle der nichtsignifikanten Layer L(m + 1, . . ., n) die einzelnen Hashwerte H_L(m+1) bis H_Ln miteinander zu einen die nichtsignifikanten Layer L(m + 1, . . ., n) repräsentierenden Hashwert H_L(m+1,...,n) zusammengefasst.

In einem letzten Schritt erfolgt die Verknüpfung des die signifikanten Layer L(1, . . ., m) repräsentierenden Hashwert H_(1,...,m) mit dem die nichtsignifikanten Layer L(m + 1, . . ., n) repräsentierenden Hashwert H_L(m+1,...,n) zu einem die gesamten Layer L(1, . . ., n) repräsentierenden Gesamthashwert H_L(1,...,n). Dies erfolgt wiederum mit einer Verbindungsfunktion VG, die vorzugsweise aber nicht notwendigerweise identisch mit der Verbindungsfunktion V ist.

Der alle Layer repräsentierende Gesamthashwert H_L(1,...,m) setzt sich aus einer k-Bit-stelligen Binärzahl zusammen, auf deren Bedeutung im Weiteren noch einzugehen ist.

Wie bereits vorstehend erläutert, ist sind konkrete Positionswerte für die Anzahl A_B Signaturbits unter Verwendung des Zufallsalgorithmuses Z sowie der Zufallszahl Z_B aus den nichtsignifikanten Layern ausgewählt worden, die es im Weiteren gilt auf eine Anzahl A_C an Clustern C_i aufzuteilen. Im Beispiel der Fig. 2 ist die Anzahl A_C = i gewählt, wobei für i gilt, i ≧ k. Die nähere Bedeutung dieses Erfordernisses wird im Weiteren noch deutlich.

Um die ausgewählten Signaturbits in einer eineindeutigen Weise auf A_C Cluster zu verteilen, wird ein Seed-Wert-abhängiger Algorithmus verwendet, durch den eine Pseudozufallsfolge von Clusternummern i, mit i von 1 bis A_C, bestimmt wird, Gemäß der Pseudozufallsfolge werden die A_B Signaturbits in einer vorgebbaren Reihenfolge den Clusternummern und somit den Clustern zugeordnet.

In Fig. 2 ist dies durch die konkrete Zuordnung von Clusternummern C_i zu den einzelnen Signaturbits P(x, y, Z_B, C_i) angegeben, die in die Anzahl A_C von Clustern C_i zugeordnet werden, wobei die tatsächliche Clustergröße als Zufallszahl ermittelt wird, die statistisch um den Bereich des vorgegebenen Bit-/Clusterverhältnisses (siehe oben stehend 64 : 1) schwankt. Hierzu wird eine Schwankungsgröße ΔV_PC ermittelt, um die sich die Verteilung der Signaturpixel um das tatsächliche Bit- /Clusterverhältnisses ändern kann.

Um im eingangs eingeführten Beispiel zu bleiben, werden somit mit Hilfe des Seed- Wert abhängigen Algorithmuses 65.536 Signaturbits auf 1.024 Cluster verteilt, wobei durchschnittlich 64 Signaturbits pro Cluster enthalten sind.

In einem weiteren Schritt werden alle pro Cluster enthaltenen Signaturbits durch eine assoziative Operation miteinander logisch verknüpft, so dass pro Cluster ein Cluster- bezogener Bitwert B_C(y) erhalten wird. Wendet man als logische Verknüpfung eine Exklusiv Oder-Verknüpfung (XOR) auf alle in allen Clustern enthaltenen Signaturbits an, so werden i Cluster-bezogene Bitwerte B_C(y) (mit y von 1 bis i) erhalten.

In einem weiteren und letzen Schritt wird ein Vergleich zwischen den Cluster- bezogenen Bitwerten B_C(y) und dem k-Bit-stelligen Gesamtprüfwert H_L(1,...,n)(x) in der Weise durchgeführt, dass die einzelnen Bits beider Binärwertdarstellungen miteinander verglichen werden. Der Vergleich erfolgt derart, dass jeweils das Bit des Gesamtprüfwertes H_L(1,...,n)(x) an einer Stelle x mit dem Cluster-bezogenen Bitwert B_C(y) an der Stelle y verglichen wird, wobei x = y gilt.

An dieser Stelle wird die vorstehend genannte Forderung erhellt, wonach die Anzahl i des Cluster-bezogenen Bitwerte größer oder zumindest gleich der Länge k des Gesamtprüfwertes sein soll. Auf diese Weise wird nämlich sichergestellt, dass jede einzelne Bitstelle des Gesamtprüfwertes H_L(1,...,n) mit einer Bitstelle des Cluster- bezogenen Bitwertes B_C(y) verglichen werden kann.

Wird beim Vergleich der Bit-Paare Identität festgestellt, so verbleiben die miteinander zu vergleichenden Bits unverändert. Unterscheidet sich das Bit des Cluster- bezogenen Bitwert von jener korrespondierenden Bitstelle im Gesamthashwert, so wird wenigstens ein Signaturbit innerhalb des zugehörigen Clusters geändert wird, sodass der dem Cluster zugehörige Bitwert B_C(y) den korrespondierenden Bit im Gesamtprüfwert H_L(1,...,n)(x) annimmt. Auf diese Wesie erfolgt die versteckte Integration einer Information in den Datensatz, die sich einzig und allein aus der Natur des Datensatzes selbst generiert.

Nach erfolgtem Abgleich zwischen den Cluster-bezogenen Bitwerten und dem Gesamtprüfwert H_L(1-n)(x) erfolgt eine Rückzuordnung der in Clustern aufgeteilten Signaturbits in die nichtsignifikanten Layer auf Grundlage des verwendeten Seedwert-abhängigen Algorithmus. Hierdurch erfolgt eine Wiederherstellung der Ordnung in n-Bit-Dateneinheiten zum Erhalt eines gekennzeichneten Datensatzes in Form des ursprünglichen Datenstromes siehe Fig. 1.

Um nun einen in vorstehender Weise markierten multimedialen Datensatz einer Integritätsprüfung zu unterziehen, ist es zum einen erforderlich unter Zugrundelegung des zu untersuchenden Datensatzes die Cluster C_i mit den darin befindlichen Signaturpixeln P_L(m+1,...,n)(x, y, Z_B, C_i) zu ermitteln, um unter Anwendung der logischen Verknüpfung den Cluster-bezogenen Bitwert B_C(y) zu erhalten. Zum anderen bedarf es der Ermittlung des alle n Layer repräsentierenden Gesamthash- bzw- prüfwert H_L(1,...,n)(x), um diesen in geeigneter Weise mit dem Cluster- bezogenen Bitwert B_C(y) vergleichen zu können. Sind die Bits der einzelnen binären Werte identisch, ist Manipulationsfreiheit am zu untersuchenden multimedialen Datensatz vorhanden, liegt eine Abweichung bereits in nur einem zu vergleichenden Bitpaar vor, so ist der ursprünglich markierte Datensatz manipuliert worden.

Zur Integritätsüberprüfung eines markierten Datensatzes ist die Kenntnis über folgende Informationen erforderlich:
Der eingangs verwendete Schlüssel sowie der mathematische Algorithmus, bspw. die Einweg-Hashfunktion zum Erhalt der die Layer repräsentierenden Hashwerte H_L1 bis H_Ln. Ferner bedarf es der Verbindungsfunktion V, mit der alle n Layer repräsentierenden Hashwerte zum Erhalt des Gesamthashwertes H_L(1,...,n)(x) verknüpft werden.

Zur Ermittlung der in Cluster aufgeteilten Signaturpixel ist die Kenntnis des Zufallsalgorithmuses Z sowie der Zufallszahl Z_B nötig, um die Positionswerte der Signaturwerte innerhalb der nichtsignifikanten Layern L(m + 1, . . ., n) ermitteln zu können. Auf der Grundlage jener Positionswerte bedarf es überdies der Kenntnis über den Seedwert-abhängigen Algorithmus, durch den eine Pseudozufallsfolge an Clusternummern erhalten wird, gemäß denen die A_B Signaturbits den einzelnen i Clustern zugeordnet werden, die über eine vorgegebene Clustergröße verfügen. Mit Hilfe der bekannten assoziativen Operation, vorzugsweise der Exklusiv-Oder- Verknüpfung ist es möglich, die einzeln innerhalb der Cluster befindlichen Signaturwerte logisch miteinander zu verknüpfen, um den Cluster-bezogenen Bitwert B_C(y) zu erhalten, der mit dem eingangs erläuterten Gesamthashwert H_L(1,...,n)(x) verglichen werden kann.

Das vorstehende erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht eine funktionelle Modifikation von Daten, vorzugsweise von multimedialen Daten, wie Audio-, Videodaten oder statische Bilder. Das Verfahren zeichnet sich insbesondere dadurch aus, dass die an den Daten vorgenommenen Modifikationen

1. die Unversehrtheit der Daten numerisch nachweisbar machen,
2. die Kombination mit kryptografischen Methoden ermöglichen (Stichwort privat/public key),
3. Änderungen an den Daten selbst nur geringfügig hervorrufen und
4. nicht aus dem modifizierten Daten selbst bestimmt werden können.

Damit liegt das Einsatzfeld des erfindungsgemäßen Verfahrens vorzugsweise bei der Übertragung multimedialer Daten, bei denen geringe Änderungen keine funktionale Einschränkungen in der Datenbenutzung mit sich bringen, und erlaubt den Vergleich der Übereinstimmung der übertragenen Daten von Quelle und Empfänger ohne weitere Kommunikation zwischen beiden Parteien.

Vorzugsweise sollte der zu markierende Datensatz redundante Datenteile aufweisen, wodurch es möglich ist, die Modifikationen auf die redundanten Datenbestandteile einzuschränken, die Parameter der Modifikationen jedoch aus den nicht-redundanten Teilen numerisch abzuleiten. Dadurch existiert nach der Modifikation in den Daten eine funktionelle, nachrechenbare Beziehung, die bei jeder weiteren Veränderung der Daten verlorengehen würde.

Diese Beziehung kann stets auf ihr Vorhandensein in den Daten geprüft werden. So läßt sich sicher nachweisen, daß die vom Empfänger erhaltenen Daten tatsächlich die sind, die der Sender abgeschickt hat.

Claims

1. Verfahren zur gezielten und versteckten Integration von Informationen in einen binären Datensatz, vorzugsweise einen multimedialen Datensatz, der sich aus einer Menge von n-Bit Dateneinheiten zusammensetzt, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:

- Unterteilung der n-Bit Dateneinheiten in n Layer L(1, . . ., n) und Unterteilung der n Layer in signifikante Layer L(1, . . ., m) und nichtsignifikante Layer L(m + 1, . . ., n),
- Bildung jeweils eines Prüfwertes H_L(1,...,n) zu jedem der einzelnen n Layer, wobei in den nichtsignifikanten Layern L(m + 1, . . ., n) eine Anzahl von Bits, den sogenannten Signaturbits, von der Prüfwertbildung ausgenommen wird,
- Verbindung aller ermittelter Prüfwerte H_L(1,...,n) zu einem gesamten, alle n Layer repräsentierenden Gesamtprüfwert H_L(1,...,n)(x) mit x ∈ {1, . . ., k},
- Eindeutige Zuordnung der Signaturbits auf i Gruppen, den sogenannten Clustern, mit i ≧ k,
- Logische Verknüpfung aller Signaturbits pro Cluster zum Erhalt jeweils eines Cluster-bezogenen Bitwertes B_C(y) mit y ∈ {1, . . ., i},
- Veränderung wenigstens eines Signaturbits pro Cluster in jenen Fällen, in denen H_L(1,...,n)(x) ≠ B_C(y) mit x = y ∈ {1, . . ., min(k, i)} ist, derart, dass gilt:
H_L(1-n)(x) = B_C(y).

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der binäre Datensatz ein Datenstrom ist, bestehend aus einer Vielzahl zeitlich und/oder räumlich lokalisierbarer n-Bit Dateneinheiten ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Unterteilung der n-Bit Dateneinheiten in n Layer durch Zusammenschluß aller Bits gleicher Wertigkeit in den n-Bit Dateneinheiten zu jeweils einem Layer L(1, . . ., n) erfolgt.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Prüfwert H_L(1,...,n) unter Verwendung eines mathematischen Algorithmus erhalten wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass als mathematischer Algorithmus ein Hashalgorithmus verwendet wird und der Prüfwert H_L(1,...,n) ein eineindeutig zuordenbarer Hashwert ist.

6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein Schlüssel vorgegeben wird, mit dem der mathematische Algorithmus zum Erhalt der Prüfwerte gesteuert wird.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass unter Zugrundelegung eines Zufallsalgorithmus eine Anzahl A_B sowie entsprechende Positionswerte von Signaturwerten aus den nichtsignifikanten Layern L(m + 1, . . ., n) ermittelt werden, die bei der Prüfwertbildung ausgenommen werden, und dass zu jedem einzelnen Signaturwert eine Zufallszahl Z_B ermittelt wird, die jenen nichtsignifikante Layer L(m + 1, . . ., n) kennzeichnet, in dem sich der einzelne Signaturwert befindet.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Prüfwerte H_L(1,...,m) von allen signifikanten Layern L(1, . . ., m) und die Prüfwerte H_L(m+1,...,n) von allen nichtsignifikanten Layern L(m + 1, . . ., n) getrennt voneinander miteinander verknüpft werden zum Erhalt jeweils einen die signifikanten Layer L(1, . . ., m) repräsentierenden Prüfwertes H_L(1,...,m) sowie jeweils einen die nichtsignifikanten Layer L(m + 1, . . ., n) repräsentierenden Prüfwertes H_L(m+1,...,n).

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Verknüpfung der einzelnen Prüfwerte H_L(1,...,m) bzw. H_L(m+1,...,n) entweder durch bloßes Aneinanderreihen der Prüfwerte oder unter Verwendung einer algorithmischen Verbindungsfunktion erfolgt.

10. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Zufallsalgorithmus sowie die Zufallszahl Z_B durch den die signifikanten Layer L(1, . . ., m) repräsentierenden Prüfwert H_L(1,...,m) gesteuert wird.

11. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass der die signifikanten Layer L(1, . . ., m) repräsentierende Prüfwert H_L(1,...,m) sowie der die nichtsignifikanten Layer L(m + 1, . . ., n) repräsentierende Prüfwert H_L(m+1,...,n) zu dem Gesamtprüfwert H_L(1,...,n)(x) verknüpft werden.

12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Verknüpfung der Prüfwerte H_L(1,...,m) und H_L(m+1,...,n) entweder durch bloßes Aneinanderreihen der Prüfwerte oder unter Verwendung einer algorithmischen Verbindungsfunktion erfolgt.

13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12,
dadurch gekennzeichnet, dass der Gesamtprüfwert H_L(1,...,n)(x) einen k-Bit-stelligen Wert darstellt, und
dass die Anzahl i der Cluster dem Produkt aus einer einheitlich für alle Prüfwerte H_L(1,...,n) festgelegte Bit-Stelligkeit und der Anzahl n der Layer entspricht.

14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuordnung der Signaturbits zu den i Clustern derart erfolgt, dass über einen Seedwert-abhängigen Algorithmus eine Pseudozufallsfolge von Clusternummern bestimmt wird, deren Anzahl der Anzahl. A_B an Signaturpixeln entspricht und die Zahlenwerte besitzen, die die indizierten Cluster repräsentieren, und dass die A_B Signaturbits in einer vorgebbaren Reihenfolge den Clusternummern und somit den Clustern zugeordnet werden.

15. Verfahren nach einem der Anspüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die i Cluster jeweils eine Clustergröße aufweisen, die einem vorgegebenen Bit/Clusterverhältnis V_PC ± ΔV_PC entspricht.

16. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die logische Verknüpfung aller Signaturbits pro Cluster zum Erhalt jeweils eines Cluster-bezogenen Bitwertes B_C(y) mit y ∈ {1, . . ., i} durch eine assoziative Operation erfolgt mit der Eigenschaft, daß eine ein- oder mehrfache Nacheinanderausführung der Operation die identische Operation ist

17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die assoziative Operation eine exklusiv Oder- Verknüpfung, XOR, ist.

18. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 17,
dadurch gekennzeichnet, dass ein Vergleich von Bits zwischen dem k-Bit-stelligen Gesamtprüfwert H_L(1,...,n)(x) mit x ∈ {1, . . ., k} mit den Cluster- bezogenen Ein-Bit-Binärwerten B_C(y) mit y ∈ {1, . . ., i} derart erfolgt, dass jeweils das Bit des Gesamtprüfwert H_L(1,...,n)(x) an der Stelle x mit dem Ein-Bitwert B_C(y) an der Stelle y verglichen wird, wobei x = y gilt und der Vergleich solange durchgeführt wird bis einer der Parameter k erreicht wird, und
dass bei festgestellter Identität beider Bits keine Änderung der Signalbits erfolgt und bei festgestelltem Unterschied wenigstens ein Signaturbit innerhalb des Clusters geändert wird, sodass der dem Cluster zugehörige Ein-Bitwert B_C(y) den korrespondierenden Bit im Gesamtprüfwert H_L(1,...,n)(x) annimmt.

19. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass nach erfolgtem Abgleich zwischen den Signaturbits und dem Gesamtprüfwert H_L(1,...,n)(x) eine Rückzuordnung der in Clustern aufgeteilten Signaturbits in die nichtsignifikanten Layern L(m + 1, . . ., n) und eine Wiederherstellung der Ordnung in n-Bit Dateneinheiten zum Erhalt eines gekennzeichneten Datensatzes erfolgt.

20. Verfahren zur Dekodierung eines mit dem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 19 kodierten Datensatzes, der sich aus einer Vielzahl einzelner n-Bit Dateneinheiten zusammensetzt, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:

- Ermittlung der in i Cluster unterteilten Signaturbits,
- Ermittlung der Cluster-bezogenen Bitwerte B_C(y) mit y ∈ {1, . . ., i} und Erstellung eines i-Bit-stelligen Soll-Wertes durch Aneinanderreihen aller Cluster- bezogenen Bitwerte B_C(y) mit y ∈ {1, . . ., i},
- Ermittlung des Gesamtprüfwertes H_L(1,...,n)(x) mit x ∈ {1, . . ., k} und
- Vergleich des i-Bit-stelligen Soll-Wertes mit dem Gesamtprüfwert H_L(1,...,n)(x) mit x ∈ {1, . . ., k}, wenn festgestellt wird, dass Identität vorliegt, so ist Manipulationsfreiheit am binären Datensatz erwiesen.

21. Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die in i Cluster unterteilten Signaturbits in Kenntnis folgender Informationen ermittelt werden:

- Zufallsalgorithmus zur Bestimmung der Positionswerte der A_B Signaturwerte sowie der Zufallszahl Z_B, für die Zuordnung der einzelnen Signaturwerte zu den entsprechenden nichtsignifikanten Layern L_(m+1,...,n),
- Seedwert-abhängiger Algorithmus zur Erzeugung der Pseudozufallsfolge von Clusternummern, gemäß denen die A_B Signaturbits den einzelnen i Clustern zugeordnet werden, die über eine vorgegebene bekannte Clustergröße verfügen.

22. Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Bitwerte B_C(y) mit der bei der Kodierung verwendeten assoziativen Operation in Anwendung auf die pro Cluster vorhandenen Signaturbits ermittelt werden.

23. Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass der Gesamtprüfwertes H_L(1,...,n)(x) mit x ∈ {1, . . ., k} in Kenntnis folgender Informationen ermittelt wird:

- Schlüssel sowie mathematischer Algorithmus zum Erhalt der Prüfwerte H_L(1,...,n) unter Ausschluß der Signaturbits in den nichtsignifikanten Layern L(m + 1, . . ., n),
- Verbindungsfunktion für die Verknüpfung aller Prüfwerte H_L(1,...,n) zum Erhalt des Gesamtprüfwertes H_L(1,...,n)(x).

24. Verwendung des Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 19 sowie des Dekodierverfahrens nach einem der Ansprüche 20 bis 23 zur Überprüfung der Integrität eines binären Datensatzes.