Читать онлайн «Анализ подлинности изображения»

А. А. Арцыбашева A. A. Козлов В. Г. Сидоренко Анализ подлинности изображения Москва - 2018 МИНИСТЕРСТВО ТРАНСПОРТА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ «РОССИЙСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ТРАНСПОРТА (МИИТ)» ИНСТИТУТ ТРАНСПОРТНОЙ ТЕХНИКИ И СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ (ИТТСУ) Кафедра «Управление и защита информации» А. А. Арцыбашева, А. А. Козлов, В. Г. Сидоренко Анализ подлинности изображения Учебное пособие для студентов специальности 10. 05. 01 «Компьютерная безопасность» Москва - 2018 СОДЕРЖАНИЕ Введение 4 1. Постановка задачи анализа подлинности изображения 5 2. Методы защиты изображения 12 2. 1 Статистические методы защиты информации 12 2. 1. 1. Описание статистического метода защиты информации 12 2. 1. 2 Реализация статистического метода защиты информации 15 2. 1. 2. 1 Создание ЦВЗ 16 2. 1. 2. 2 Встраивание ЦВЗ в оригинал 18 2. 1. 2. 3 Детектирование ЦВЗ 25 2. 1. 2. 4 Результаты работы программ 28 2. 1. 2. 5 Анализ результатов работы и выводы 30 2. 1. 2. 6 Модификация статистического метода для цветного изображения 30 2. 2 Структурные методы 31 2. 3 Скрытие данных в частотной области 32 2. 4 Метод Хсу и By 38 2. 4. 1 Алгоритм сжатия JPEG 38 2. 4. 2 Описание метода 41 2. 4. 2 Реализация метода Хсу и By 51 2. 4. 3 Результаты работы программ 65 2. 4. 4 Анализ результатов работы и выводы 68 3. Методы обнаружения подделки 68 3. 1 Цифровые водяные знаки 68 3. 2 Нахождение JPEG призраков на изображении 70 3. 3 Датчик шума в изображениях 73 2. 3. 2 Реализация 74 3. 4 Расположение теней от объектов 75 ПРИЛОЖЕНИЯ 81 Приложение А 81 Приложение Б 91 Приложение В 99 Приложение Г 102 3 Введение В настоящее время, несмотря на большое количество существующих методов и алгоритмов маркировки, не существует универсального способа защиты изображений и определения его подлинности, поэтому задача разработки моделей и алгоритмов, позволяющих обеспечить возможность доказательства аутентичности и подлинности защищенных изображений, является актуальной. Разработка различных методов и мер по защите информации ведется с древнейших времен. Среди них можно выделить два основных направления - криптография и стеганография. Криптография обеспечивает сокрытие содержимого сообщений за счет их шифрования, а стеганография - сокрытие самого факта существования секретных данных при их передаче, хранении или обработке. Целью данного учебного пособия является знакомство с методами анализа подлинности изображения, которые включают в себя и методы стеганографической защиты информации с использованием графических контейнеров. В учебном пособии представлены примеры реализации описанных методов с использованием различных систем компьютерной математики и результаты их практического применения. 4 1. Постановка задачи анализа подлинности изображения Широкое распространение глобальных сетей и удобство обработки изображений с помощью графических редакторов привели к повышенному интересу к цифровой графике. Свободная доступность инструментов для редактирования изображений, адаптированных под непродвинутого пользователя, ставит под сомнение их подлинность, когда это очень важно.