RU2552145C2 - Secure information transmission method - Google Patents

Secure information transmission method Download PDF

Info

Publication number
RU2552145C2
RU2552145C2 RU2013108788/08A RU2013108788A RU2552145C2 RU 2552145 C2 RU2552145 C2 RU 2552145C2 RU 2013108788/08 A RU2013108788/08 A RU 2013108788/08A RU 2013108788 A RU2013108788 A RU 2013108788A RU 2552145 C2 RU2552145 C2 RU 2552145C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
digital image
message
array
packet
bits
Prior art date
Application number
RU2013108788/08A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2013108788A (en
Inventor
Ольга Александровна Баленко
Александр Владимирович Кирьянов
Антон Валентинович Нижегородов
Геннадий Юрьевич Стародубцев
Юрий Иванович Стародубцев
Алексей Николаевич Ядров
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный торгово-экономический университет"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный торгово-экономический университет" filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный торгово-экономический университет"
Priority to RU2013108788/08A priority Critical patent/RU2552145C2/en
Publication of RU2013108788A publication Critical patent/RU2013108788A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2552145C2 publication Critical patent/RU2552145C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Editing Of Facsimile Originals (AREA)
  • Image Processing (AREA)
  • Communication Control (AREA)

Abstract

FIELD: radio engineering, communication.
SUBSTANCE: if the bits of a digital image signal byte and message signal byte coincide, then the logical "1" value is assigned. Otherwise, the logical "0" is assigned. Then, a {F} array is formed to record the logical values. The latter are stored in the {F} array after comparison of the digital image signal and message signal bytes. Afterwards, the logical values are read from the {F} array. Then, a message marker packet is formed with recording the logical values from the {F} array to the information field of the packet. The marker packet and digital image packet are transmitted using different communication channels.
EFFECT: higher security of confidential information transmission.
3 dwg

Description

Изобретение относится к электросвязи и может быть использовано для организации скрытой передачи конфиденциальной информации по открытым каналам связи.The invention relates to telecommunications and can be used to organize covert transmission of confidential information through open communication channels.

Известен способ внедрения дополнительной информации в цифровые изображения, в котором для противодействия некоторым методам анализа при записи информации используется только часть младших значащих битов в байтах цветового представления исходного изображения, оставшиеся биты используются для последующей коррекции наиболее важных статистических параметров (См. Provos N. Defending Against Statistical Steganalysis, Proceeding of the 10 USENIX Security Symposium, 2001, p.323-335).There is a method for embedding additional information in digital images, in which to counteract some analysis methods when recording information, only a part of the least significant bits in bytes of the color representation of the original image is used, the remaining bits are used for subsequent correction of the most important statistical parameters (See Provos N. Defending Against Statistical Steganalysis, Proceeding of the 10 USENIX Security Symposium, 2001, p. 323-335).

Недостатком способа является то, что корректирующие изменения приводят к дополнительному искажению цифрового изображения и уменьшают пропускную способность стеганоканала использованием части свободного пространства под корректирующую информацию. К тому же корректирующие исправления, направленные на противодействие какому-либо из методов статистического анализа за счет коррекции одного из параметров, могут привести к еще большему искажению других параметров и, как следствие, к более вероятному обнаружению скрытого канала другими методами анализа. В частности, искажения, вносимые внедрением дополнительной информации и корректирующими изменениями при использовании указанного способа, могут быть заметны при проведении визуального анализа битовых слоев полученного изображения.The disadvantage of this method is that the corrective changes lead to additional distortion of the digital image and reduce the bandwidth of the stegano channel using part of the free space for the corrective information. In addition, corrective corrections aimed at counteracting any of the methods of statistical analysis by correcting one of the parameters can lead to an even greater distortion of other parameters and, as a result, to more likely detection of a hidden channel by other analysis methods. In particular, the distortions introduced by the introduction of additional information and corrective changes when using this method can be noticeable when conducting a visual analysis of the bit layers of the resulting image.

Известен также способ внедрения дополнительной информации в цифровые изображения по патенту РФ №2288544, опубл. 27.11.2006, бюл. №33), заключающийся в том, что исходное цифровое изображение раскладывают на битовые слои, для записи дополнительной информации выбирают один из полученных битовых слоев, который представляют в виде битовой последовательности, запись дополнительной информации осуществляют с помощью кода, при этом в полученной битовой последовательности биты, расположенные на границах всех переходов одинаковых последовательностей нулей и единиц, заменяют в соответствии с битами записываемой дополнительной информации, оставшиеся биты нижележащих битовых слоев при необходимости используют для коррекции исходного изображения или для записи другой дополнительной информации.There is also a method of introducing additional information into digital images according to the patent of the Russian Federation No. 2285844, publ. 11/27/2006, bull. No. 33), which consists in the fact that the original digital image is decomposed into bit layers, one of the received bit layers is selected for recording additional information, which is presented in the form of a bit sequence, additional information is recorded using a code, and in this bit sequence located at the boundaries of all transitions of the same sequences of zeros and ones, replace, in accordance with the bits of the additional information recorded, the remaining bits of the underlying bits output layers, if necessary, are used to correct the original image or to record other additional information.

Недостатком данного способа является необходимость коррекции статистических характеристик, которая приводит к увеличению времени обработки изображения, а также к снижению объема встраиваемой информации. При этом увеличение объема встраиваемой информации достигается за счет использования старших битовых слоев, что приводит к еще большему изменению исходного изображения.The disadvantage of this method is the need for correction of statistical characteristics, which leads to an increase in image processing time, as well as to a decrease in the amount of embedded information. At the same time, an increase in the volume of embedded information is achieved through the use of high-order bit layers, which leads to an even greater change in the original image.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому способу является способ встраивания сообщения в цифровое изображение по патенту РФ №2407216, опубл. 20.12.2010 г, бюл. №35, заключающийся в замене наименее значащего бита в байтах исходного цифрового изображения, при этом наименее значащему биту в байтах исходного цифрового изображения присваивают флаговое значение «единица» при совпадении части битов байта сигнала цифрового изображения и битов сигнала сообщения либо флаговое значение «ноль» при несовпадении, при этом корректировку статистики распределения наименее значащих битов производят по оставшейся их части, не используемой в качестве флаговых значений.The closest in technical essence to the proposed method is a method of embedding a message in a digital image according to the patent of the Russian Federation No. 2407216, publ. December 20, 2010, bull. No. 35, which consists in replacing the least significant bit in bytes of the original digital image, while the least significant bit in bytes of the original digital image is assigned the flag value “one” when the bit part of the byte of the digital image signal coincides with the message signal bits or the flag value “zero” at mismatch, while adjusting the statistics of the distribution of the least significant bits is carried out for the rest of them, not used as flag values.

Недостатком данного способа является низкая скрытность передачи конфиденциальной информации по открытым каналам связи из-за искажений статистических параметров цифрового изображения при встраивании сообщения.The disadvantage of this method is the low secrecy of the transfer of confidential information over open communication channels due to distortion of the statistical parameters of the digital image when embedding a message.

Техническим результатом заявленного технического решения является повышение скрытности передачи конфиденциальной информации за счет отсутствия непосредственного встраивания сообщения в цифровое изображение и передачи цифрового изображения и маркерного пакета сообщения по разным каналам связи.The technical result of the claimed technical solution is to increase the secrecy of the transmission of confidential information due to the lack of direct embedding of the message in a digital image and the transmission of a digital image and a marker packet of the message through different communication channels.

В заявленном изобретении технический результат достигается тем, что в известном способе встраивания сообщения в цифровое изображение присваивают флаговое значение «единица» при совпадении части битов байта сигнала цифрового изображения и битов сигнала сообщения либо флаговое значение «ноль» при несовпадении, дополнительно формируют массив {F} для запоминания флаговых значений. Записывают полученные флаговые значения в массив {F} после сравнения части битов байта сигнала цифрового изображения и битов сигнала сообщения. Формируют маркерный пакет сообщения после заполнения массива {F} флаговыми значениями, при этом считывают флаговые значения из массива {F} и записывают их в информационное поле пакета. Передают маркерный пакет и пакет с цифровым изображением по разным каналам связи.In the claimed invention, the technical result is achieved by the fact that in the known method of embedding a message in a digital image, a flag value of “one” is assigned when a part of the bits of the byte of the signal of the digital image coincides with the bits of the message signal or the flag value is “zero” when they do not match, additionally form an array {F} to remember flag values. The obtained flag values are written to the array {F} after comparing a part of the byte bits of the digital image signal and the bits of the message signal. A marker message packet is formed after filling the array {F} with flag values, while reading flag values from the array {F} and writing them to the packet information field. A marker packet and a digital image packet are transmitted over different communication channels.

Новая совокупность существенных признаков позволяет достичь указанного технического результата за счет отсутствия непосредственного встраивания сообщения в цифровое изображение и передачи цифрового изображения и маркерного пакета сообщения по разным каналам связи.A new set of essential features allows you to achieve the specified technical result due to the lack of direct embedding of the message in a digital image and the transmission of a digital image and a marker message packet over different communication channels.

Проведенный анализ уровня техники позволил установить, что аналоги, характеризующиеся совокупностью признаков, тождественных всем признакам заявленного технического решения, отсутствуют, что указывает на соответствие заявленного способа условию патентоспособности «новизна».The analysis of the prior art made it possible to establish that analogues that are characterized by a set of features identical to all the features of the claimed technical solution are absent, which indicates the compliance of the claimed method with the condition of patentability “novelty”.

Результаты поиска известных решений в данной и смежных областях техники с целью выявления признаков, совпадающих с отличительными от прототипа признаками заявленного объекта, показали, что они не следуют явным образом из уровня техники. Из уровня техники также не выявлена известность отличительных существенных признаков, обусловливающих тот же технический результат, который достигнут в заявляемом способе. Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию патентоспособности «изобретательский уровень».Search results for known solutions in this and related fields of technology in order to identify features that match the distinctive features of the claimed object from the prototype showed that they do not follow explicitly from the prior art. The prior art also did not reveal the fame of the distinctive essential features that determine the same technical result that is achieved in the claimed method. Therefore, the claimed invention meets the condition of patentability "inventive step".

Заявленный способ поясняется чертежами, на которых показано:The claimed method is illustrated by drawings, which show:

фиг.1 - блок-схема алгоритма, реализующего заявленный способ скрытой передачи информации;figure 1 is a block diagram of an algorithm that implements the claimed method of covert transmission of information;

фиг.2 - чертеж, поясняющий процесс формирования битовой последовательности маркерного сообщения {F};figure 2 is a drawing explaining the process of generating a bit sequence of a marker message {F};

фиг.3 - блок-схема алгоритма, реализующего способ извлечения сообщения из цифрового изображения.figure 3 - block diagram of an algorithm that implements a method of extracting messages from a digital image.

Реализация заявленного способа объясняется следующим образом. Формируют массивы для запоминания битовой последовательности цифрового изображения {Ci}, где i=1, 2…К, битовой последовательности сообщения {Tj}, где j=1, 2…N, битовой последовательности маркерного сообщения {Fj}, где i=1, 2…К (фиг.1, блок 1). Далее производят заполнение массивов {С} и {Т} битовыми последовательностями (фиг.1, блоки 2, 3). Производят установку счетчиков в начальное состояние i=1 и j=1 (фиг.1, блок 4). Последовательно считывают из соответствующих массивов значения Ci и Tj и сравнивают их (фиг.1, блоки 5, 6). Если битовые значения совпадают, то флаговое значение Fi устанавливают в «единицу» и увеличивают значения счетчиков i и j на единицу (фиг.1, блоки 7, 9, 10).The implementation of the claimed method is explained as follows. Arrays are formed for storing the bit sequence of the digital image {C i }, where i = 1, 2 ... K, the bit sequence of the message {T j }, where j = 1, 2 ... N, the bit sequence of the marker message {F j }, where i = 1, 2 ... K (Fig. 1, block 1). Next, the arrays {C} and {T} are filled with bit sequences (Fig. 1, blocks 2, 3). Install the counters in the initial state i = 1 and j = 1 (Fig. 1, block 4). Consistently read from the corresponding arrays the values of C i and T j and compare them (figure 1, blocks 5, 6). If the bit values match, then the flag value F i is set to “one” and the counters i and j are increased by one (Fig. 1, blocks 7, 9, 10).

Если битовые значения не совпадают, то флаговое значение Fi устанавливают в «ноль» и увеличивают на единицу только значение счетчика i (фиг.1, блоки 8, 10). После того как вся битовая последовательность сообщения нашла свое отражение в битовой последовательности цифрового изображения (фиг.1, блок 11) осуществляют формирование пакета маркерного сообщения, содержащего данные массива {F} (фиг.1, блок 12), для чего в информационное поле пакета сетевого уровня последовательно записывают данные из массива {F}. Далее формируют пакет информационного сообщения содержащего цифровое изображение (фиг.1, блок 13), для чего в информационное поле пакета сетевого уровня последовательно записывают данные из массива {С}. После чего осуществляют передачу пакетов по разным каналам связи (фиг.1, блок 14).If the bit values do not match, then the flag value F i is set to “zero” and only the value of counter i is increased by one (Fig. 1, blocks 8, 10). After the entire bit sequence of the message is reflected in the bit sequence of the digital image (Fig. 1, block 11), a marker message packet containing the data of the array {F} (Fig. 1, block 12) is formed, for which purpose the packet information field network layer sequentially write data from the array {F}. Next, an informational message packet containing a digital image is formed (Fig. 1, block 13), for which data from the array {C} are sequentially recorded in the information field of the network layer packet. Then carry out the transfer of packets on different communication channels (figure 1, block 14).

Рассмотрим пример формирования битовой последовательности маркерного сообщения. На фиг.2 представлены битовые последовательности сообщения и цифрового изображения. Для наглядности примера, сообщение и цифровое изображение группируются по два бита. Далее последовательно сравнивают два бита сообщения с двумя битами цифрового изображения. Если биты не равны, то в массив последовательности маркерного сообщения {F} записывают ноль и берут для сравнения следующие два бита цифрового изображения. Если биты равны, то в массив последовательности маркерного сообщения {F} записывают единицу, а для сравнения берут следующие два бита и сообщения, и цифрового изображения. После того как всем битам последовательности сообщения было поставлено в соответствие флаговое значение в массиве {F}, формируют пакет маркерного сообщения содержащего данные массива.Consider an example of the formation of a bit sequence of a marker message. Figure 2 presents the bit sequences of the message and the digital image. For illustrative purposes, a message and a digital image are grouped in two bits. Next, two bits of the message are compared sequentially with two bits of the digital image. If the bits are not equal, then zero is written to the array of marker message sequence {F} and the next two bits of the digital image are taken for comparison. If the bits are equal, then one is written to the array of marker message sequence {F}, and for comparison, the next two bits of the message and the digital image are taken. After all bits of the message sequence have been mapped to the flag value in the array {F}, a packet of marker messages containing the data of the array is formed.

Процесс извлечения сообщения из цифрового изображения с помощью маркерного сообщения представлен на фиг.3 и объясняется следующим образом. Формируют массивы для запоминания битовой последовательности цифрового изображения {PQ}, где i=1, 2…К, битовой последовательности маркерного сообщения {PFf}, где i=1, 2…N, битовой последовательности сообщения {PTj}, где j=1, 2…N (фиг.3, блок 1). Далее осуществляют прием из разных каналов связи пакетов информационного сообщения и маркерного сообщения (фиг.3, блок 2, 4). Данные этих пакетов записывают в соответствующие массивы (фиг.3, блок 3, 5). Производят установку счетчиков в начальное состояние i=1 и j=1 (фиг.1, блок 6). Последовательно считывают из соответствующих массивов значения PQ и PF (фиг.1, блок 7). Если значение флага PFj равно единице (фиг.1, блок 8), то значение битовой последовательности PQ записывают в ячейку массива PTj (фиг.1, блок 9) и увеличивают на единицу значения счетчиков i и j (фиг.1, блок 10, 11). Если значение флага PFj равно нулю, то увеличивают на единицу только значение счетчика i (фиг.1, блок 11). После того как все флаговые значения были считаны (фиг.1, блок 12), принимают решение о приеме сообщения (фиг.1, блок 13).The process of extracting a message from a digital image using a marker message is presented in figure 3 and is explained as follows. Arrays are formed for storing the bit sequence of the digital image {PQ}, where i = 1, 2 ... K, the bit sequence of the marker message {PFf}, where i = 1, 2 ... N, the bit sequence of the message {PT j }, where j = 1 , 2 ... N (Fig. 3, block 1). Next, receive from different communication channels packets of information messages and marker messages (figure 3, block 2, 4). The data of these packets are recorded in the corresponding arrays (figure 3, block 3, 5). Install the counters in the initial state i = 1 and j = 1 (Fig. 1, block 6). The values of PQ and PF are sequentially read from the corresponding arrays (Fig. 1, block 7). If the value of the flag PF j is equal to one (Fig. 1, block 8), then the value of the bit sequence PQ is written into the cell of the array PT j (Fig. 1, block 9) and the counters i and j are increased by one (Fig. 1, block 10, 11). If the value of the flag PF j is equal to zero, then only the value of counter i is increased by one (Fig. 1, block 11). After all the flag values have been read (Fig. 1, block 12), a decision is made to receive the message (Fig. 1, block 13).

Таким образом, заявленный способ за счет отсутствия непосредственного встраивания сообщения в цифровое изображение и передачи цифрового изображения и маркерного пакета сообщения по разным каналам связи позволяет повысить скрытность передачи конфиденциальной информации, обеспечивая тем самым достижение технического результата.Thus, the claimed method due to the lack of directly embedding the message in a digital image and transmitting a digital image and a marker packet of messages through different communication channels can increase the secrecy of the transmission of confidential information, thereby achieving a technical result.

Claims (1)

Способ скрытой передачи информации, заключающийся в том, что присваивают флаговое значение «единица» при совпадении части битов байта сигнала цифрового изображения и битов сигнала сообщения либо флаговое значение «ноль» при несовпадении, отличающийся тем, что формируют массив {F} для запоминания флаговых значений, записывают полученные флаговые значения в массив {F} после сравнения части битов байта сигнала цифрового изображения и битов сигнала сообщения, считывают флаговые значения из массива {F}, формируют маркерный пакет сообщения, для чего записывают в информационное поле пакета флаговые значения из массива {F}, передают маркерный пакет и пакет с цифровым изображением по разным каналам связи. The method of covert information transmission, which consists in assigning a flag value of “one” when a part of the bits of a byte of the digital image signal and bits of the message signal coincide, or a flag value of “zero” when they do not match, characterized in that they form an array {F} for storing flag values write the obtained flag values to the array {F} after comparing a part of the bits of the byte of the digital image signal and the bits of the message signal, read the flag values from the array {F}, form a marker message packet, for why are flag values from the {F} array written to the packet information field, the marker packet and the packet with the digital image are transmitted over different communication channels.
RU2013108788/08A 2013-02-26 2013-02-26 Secure information transmission method RU2552145C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013108788/08A RU2552145C2 (en) 2013-02-26 2013-02-26 Secure information transmission method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013108788/08A RU2552145C2 (en) 2013-02-26 2013-02-26 Secure information transmission method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2013108788A RU2013108788A (en) 2014-09-10
RU2552145C2 true RU2552145C2 (en) 2015-06-10

Family

ID=51539695

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2013108788/08A RU2552145C2 (en) 2013-02-26 2013-02-26 Secure information transmission method

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2552145C2 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2708354C1 (en) * 2018-10-03 2019-12-05 Александр Александрович Бречко Concealed information exchange method
RU2746219C1 (en) * 2020-07-22 2021-04-09 Юрий Иванович Стародубцев Method of secret information exchange

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2660641C1 (en) * 2017-06-27 2018-07-06 Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Академия Федеральной службы охраны Российской Федерации" (Академия ФСО России) Method for masking of transmissional information

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2301447C2 (en) * 2005-05-31 2007-06-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Академия Федеральной службы охраны Российской Федерации (Академия ФСО России) Method for finding images in jpeg format which contain a digital watermark
RU2331085C2 (en) * 2006-05-31 2008-08-10 Самсунг Электроникс Ко., Лтд Two-component integration of messages into image
RU2407216C1 (en) * 2009-06-29 2010-12-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Академия Федеральной службы охраны Российской Федерации (Академия ФСО России) Method for message integration into digital image

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2301447C2 (en) * 2005-05-31 2007-06-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Академия Федеральной службы охраны Российской Федерации (Академия ФСО России) Method for finding images in jpeg format which contain a digital watermark
RU2331085C2 (en) * 2006-05-31 2008-08-10 Самсунг Электроникс Ко., Лтд Two-component integration of messages into image
RU2407216C1 (en) * 2009-06-29 2010-12-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Академия Федеральной службы охраны Российской Федерации (Академия ФСО России) Method for message integration into digital image

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2708354C1 (en) * 2018-10-03 2019-12-05 Александр Александрович Бречко Concealed information exchange method
RU2746219C1 (en) * 2020-07-22 2021-04-09 Юрий Иванович Стародубцев Method of secret information exchange

Also Published As

Publication number Publication date
RU2013108788A (en) 2014-09-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110535662B (en) Method and system for realizing user operation record based on block chain data certificate storage service
US9787404B2 (en) System and method for communication over color encoded light patterns
Rawat et al. A steganography technique for hiding image in an image using lsb method for 24 bit color image
US20240214597A1 (en) Detection of video tampering
RU2407216C1 (en) Method for message integration into digital image
US9548814B2 (en) System and method for communication over color encoded light patterns
US20150104184A1 (en) System and method for communication over color encoded light patterns
CN107609418A (en) Desensitization method, device, storage device and the computer equipment of text data
CN108199863B (en) Network traffic classification method and system based on two-stage sequence feature learning
JP2017536622A (en) Data hiding method and hiding system
RU2552145C2 (en) Secure information transmission method
CN110392050B (en) Method for constructing hidden storage channel based on timestamp
CN103281178B (en) A kind of anonymous communication method and system
Venčkauskas et al. Covert channel for cluster-based file systems using multiple cover files
CN114253484B (en) Big data cloud storage server
CN114338217B (en) Data encryption transmission method
CN110166784A (en) A kind of adapting to image texture area steganographic algorithm based on block of pixels
CN116776301B (en) Quick traceability management method for electronic seal
RU2660641C1 (en) Method for masking of transmissional information
Patel et al. Steganography over video file by hiding video in another video file, random byte hiding and LSB technique
CN117395006A (en) Communication encryption method
WO2019061515A1 (en) Robust wireless communication physical layer slope authentication method and device
Tian et al. Distributed steganalysis of compressed speech
CN103138913A (en) Optical fiber web encryption communication system based on time hidden signal channel
RU2288544C2 (en) Method for embedding additional information into digital images

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20150227