СТЕГАНОГРАФІЧНА СИСТЕМА ПРИХОВУВАННЯ ТЕКСТОВОЇ ІНФОРМАЦІЇ В АУДІОФАЙЛАХ

Сергій Бучик; Оксана Хоменко; Юрій Серпінський

doi:10.17721/ISTS.2023.1.13-20

Автор(и)

Сергій Бучик Київський національний університет імені Тараса Шевченка Автор https://orcid.org/0000-0003-0892-3494
Оксана Хоменко Київський національний університет імені Тараса Шевченка Автор https://orcid.org/0000-0002-6821-2240
Юрій Серпінський Київський національний університет імені Тараса Шевченка Автор https://orcid.org/0000-0001-5354-195X

DOI:

https://doi.org/10.17721/ISTS.2023.1.13-20

Ключові слова:

cтеганографія, шифрування, Least Significant Bit, алгоритм AES-CBC, NIST-тести

Анотація

Стеганографію аудіофайлів можна використовувати як ефективний і дієвий метод приховування повідомлень. У цій статті представлено вдосконалений підхід до приховування секретної текстової інформації повідомлення в аудіофайлах, що поєднує методи стеганографії та криптографії. Як алгоритм стеганографічного перетворення використано метод найменш значущих бітів (LSB), один із найпоширеніших та основних методів стеганографії. Описана суть цього методу полягає в заміні наймолодших бітів звукового контейнера бітами повідомлення, що містять дуже мало корисної інформації, тому їхнє заповнення додатковою інформацією практично не впливає на якість сприйняття. Такий вагомий недолік, як низький рівень надійності, покращується впровадженням криптографічного шару, доцільність чого обґрунтовано у статті. Криптографічний захист додано у вигляді одного із сучасних симетричних алгоритмів шифрування – алгоритму AES в режимі СВС. Для створення стійкого криптоключа використано псевдовипадкові числа. Алгоритм застосовано для захисту повідомлення, що після криптографічного перетворення приховується в аудіофайл за допомогою стеганографічного методу LSB. Проаналізовано основні характеристики стегосистеми. У цій роботі прикладна система стеганографічного захисту інформації в аудіофайлах із використанням криптографічного алгоритму реалізована за допомогою використання середовища Microsoft Visual Studio 2019 та криптографічних бібліотек, мовою програмування обрано С++. У ролі цифрового контейнера використано аудіофайл формату WAV. NIST-тести застосовано для оцінювання стійкості до стегоаналізу, що за результатами є кращою з використанням удосконаленого методу порівняно з класичним підходом LSB. Крім того, стеганографічний алгоритм оцінюється візуально шляхом порівняння початкового аудіофайлу та стегофайлу з прихованим повідомленням. Результати аналізу вказують на відсутність слідів стеганографії. На основі отриманих результатів можна стверджувати про надійність та ефективність використання запропонованого підходу, тому використання LSB-AES техніки може бути запропоновано для забезпечення безпечної передачі даних.

Завантажити

Дані для завантаження поки недоступні.

Посилання

Hazra, T. K., Samanta, R., Mukherjee, N., &Chakraborty, A. K. (2017). Hybrid image encryption and steganography using SCAN pattern for secure communication. In 8th Annual Industrial Automation and Electromechanical Engineering Conference (IEMECON), pp. 370–380. Bangkok.

Katzenbeisser, S., Petitcolas, F. A. P. (2000). Information Hiding Techniques for Steganography and Digital Watermarking (pp. 121–148). Artech.

Basu, P. N., & Bhowmik, Т. (2010). Оn embedding of text in audio-a case of steganography. In Proceedings. Of International Conference on Recent Trends in Information, Telecommunication and Computing, pp. 203–206.

Navneet, K., & Sunny, В. (2014, May). A Survey on various types of Steganography and Analysis of Hiding Techniques. International Journal of Engineering Trends and Technology, IJETT, VII(8), 388–392.

Bhagat, V. B., Kulurkar, P. N. (2015). Audio And Video Steganography. Using Lsb And Phase Encoding Algorithm, IJPRET, vol. 3, no. 9, 1640–1648.

Jian, C. T., Wen, C. C., Binti Ab Rahman, N. H. & Hamid, I. R. B. A. (2017). Audio Steganography with Embedded Text. IOP Conf., vol. 226, no. 1, pp. 1–10.

Bandi, S., & Manjunatha Reddy, H. S. (2019). Combined audio steganography and AES encryption to hide the text and image into audio using DCT. Int. J. Recent Technol. Eng., vol. 8, no. 3, 1732–1738.

Pooyan, М., & Delforouzi, А. (2007, Dec.). LSB-based Audio Steganography Method Based on Lifting Wavelet Transform. ISSPIT'07. Egypt.

Al-Ani, Z. K., Zaidan, A. A., Zaidan, B. B., Alanazi, & Overview, H. O. (2010). Main fundamentals for steganography. J. Comp, 2(3), 158–165.

Korzhik, V., Fedyanin, I., Godlewski, A., & Morales-Luna, G. (2017). Steganalysis Based on Statistical Properties of the Encrypted Messages. Computer Network Security. MMM-ACNS 2017. Lecture Notes in Computer Science, vol. 10446, Springer, Cham. https://doi.org/10.1007/978-3-319-65127-9_23.

Akhrameeva, K., Korzhik, V., & Nguyen, C. (2020). Detection of Video Steganography with the Use of Universal Method Based on NIST-Tests. Proc. of Telecom. Universities, 6(1). 72‒78.

National Institute of Standards and Technology (2010), p. 131. (02.01.2023) https://www.nist.gov/publications/statistical-/test-suite-random-and-pseudorandom-numbergenerator-сryptographic.

Python implementation of NIST's A Statistical Test Suite for Random and Pseudorandom Number Generators for Cryptographic Applications. (02.01.2023) https://github.com/stevenang/randomness_testsuite

Бучик, С. С., & Хоменко, О. В. (2021, 30 вер.). Прикладна програма приховування текстової інформації в аудіофайлах. Прикладні системи та технології в інформаційному суспільстві: V Міжнар. наук.-практ. конф., К., рр. 27–32.

Buchyk, S., Tolyupa, S. Symonychenko, Y., Symonychenko, А., & Platonenko, А. (2021, January 28). Improvement of Steganographic Methods based on the Analysis of Image Color Models. Cybersecurity Providing in Information and Telecommunication Systems, K., 2021, 11–124.