sapiСистемный анализ и прикладная информатика«System analysis and applied information science»2309-49232414-0481Belarusian National Technical University10.21122/2309-4923-2022-3-67-74sapi-583Research ArticleЗащита информацииInformation securityМатематическая модель стеганографической системы на основе ключевой информации в виде стегонаборовMathematical model of a steganographic system based on key information in the form of stegosetsБлиноваЕ. А.BlinovaE. A.

Блинова Евгения Александровна, старший преподаватель кафедры ИСИТ

Минск

Evgenia Blinova, senior teacher at Information systems and technolo-gies Department

Minsk

eugenia.blinova@gmail.comБелорусский государственный технологический университетБеларусьBelarusian State Technological UniversityBelarus202206122022036774Copyright © Блинова Е.А., 20222022Блинова Е.А.Blinova E.A.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://sapi.bntu.by/jour/article/view/583

Приведено формальное описание математической модели стеганографической системы, основанной на ключе-вой информации в виде стегонаборов. Математическая модель стеганографической системы предназначена как для размещения скрытых меток для контроля целостности документов, выступающих в качестве контейнера, так и для скрытой передачи данных. Существующие математические модели не полностью удовлетворяют требованиям, предъявляемым к стеганографическим системам. Предлагаемая модель строится на основе понятий трехуровневого ключа, стегонабора, компонента контейнера, блока сообщения и контрольного числа. Трехуровневый ключ представляет собой множество фактических стеганографических преобразований в зав-симости от типа контейнера. Стегонабор представляет собой элемент множества ключа. Компонентом стегоконтейнера является такое его подмножество, что для него существует стегонабор. Блоком сообщения является такая последовательная часть сообщения, что для нее существуют компонент контейнера, в котором она может быть скрыта при помощи соответствующего стегонабора. Модель реализует применение различных стегонаборов к различным компонентам контейнера, причем сообщение может разбиваться на блоки. Модель позволяет контролировать целостность цифровых меток и скрытого сообщения. Предлагаются возможные варианты практического применения математической модели, такие как контроль целостности сообщения при вычислении контрольного числа, разбиение сообщения на блоки и последовательный контроль их целостно-сти по аналогии с системой блокчейн.

A formal description of the mathematical model of a steganographic system based on key information in the form of stegosets is given. The mathematical model of the steganographic system is intended both for placing hidden marks to control the integrity of documents acting as a container, and for covert data transmission. Exist-ing mathematical models do not fully meet the requirements for steganographic systems. The proposed model is based on the concepts of a three-level key, a stegoset, a container component, and a message block. The three-level key is a set of actual steganographic transformations depending on the type of container. A stegoset is an element of a key set. A component of a container is such a subset of it that there is a stegoset for it. A message block is such a sequential part of the message that there is a container component for it, in which it can be hidden using the appropriate stegoset. The model implements the application of different stegosets to different container compo-nents, and the message can be divided into blocks. The model allows controlling the integrity of the message and adapts to different types of containers. Possible options for the practical application of the mathematical model are proposed, such as monitoring the integrity of the message when calculating the control number, splitting the message into blocks and sequentially monitoring their integrity by analogy with the blockchain system.

стеганографияматематическая модельавторское правоsteganographycopyrightmathematical modelReferencesУрбанович П. П. Защита информации методами криптографии, стеганографии и обфускации. – Минск: БГТУ, 2016. 220 с.REFERENCES21 Cachin C. An Information-Theoretic Model for Steganography, Information and Computation, Proc. 2nd International Workshop on Information Hiding, 1998, LNCS, v.1525, pp. 306-318.Urbanovich P. P. Zashchita informatsii metodami kriptografii, steganografii i obfuskatsii [The protection of information based on the methods by cryptography steganography and obfuscation]. Minsk. BGTU Publ., 2017. 220 p.Конахович, Г. В. Компьютерная стеганография. Теория и практика / Г. В. Конахович, А. Ю. Пузыренко. – К.: МК-Пресс, 2006. – 288 с.Cachin C. An Information-Theoretic Model for Steganography, Information and Computation, Proc. 2nd International Workshop on Information Hiding, 1998, LNCS, v.1525, pp. 306-318.Шутько Н.П. МОДЕЛИРОВАНИЕ СТЕГАНОГРАФИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ В ЗАДАЧАХ ПО ОХРАНЕ АВТОРСКИХ ПРАВ / Н.П. Шутько, Н.И. Листопад, П.П. Урбанович // Восьмая Международная научно-техническая конференция «Информационные технологии в промышленности» (ITI-2015) : тезисы докладов (2-3 апреля 2015 года, Минск). Минск : ОИПИ НАН Беларуси, 2015. – 128 с. ISBN 978-985-6744-87-0.Konahovich G.V. Komputernaya steganografia. Teoria i praktika [Computer steganography. Theory and practice] G.V. Konahovich, A. U. Puzyrenko. K.: MK-Press, 2006. 288 p.Чернявский, А.Ф. Оценка информационных потерь при фильтрации изображений/ А.Ф. Чернявский, И.Л. Чваркова, В.С. Садов. Информатика, № 2, 2008. – с. 119-128.Shutko N.P. Modelirovanie steganographicheskoy systemy v zadachah po ohrane avtorskih prav [The modeling of the steganographic system in copyright tasks]. N. P. Shutko, N. I. Listopad, P. P. Urbanovich, 8th International scientific and technical conference “Information technologies in industry”(IТI-2015) (2-3 April 2015), Minsk. UIIP NAS of Belarus Publ., 2015. 128 p. ISBN 978-985-6744-87-0.Pavel Urbanovich, Nadzeya Shutko Theoretical Model of a Multi-Key Steganography System // Recent De velopments in Mathematics and Informatics.Contemporary Mathematics and Computer Science. Part II Computer Science/ Wydawnictwo KUL, 2016. – стр. 181-202.Chernyavsky A.F. Ocenka informacionnyh poter pri filtracii izobrazheniy [Estimation of Information Losses in Image Filtering] A. F. Chernyavsky, I. L. Chvarkova, V.S. Sadov. Minsk. BSU Publ. Informatics, № 2, 2008. 119-128 pp.Блинова, Е.А. Применение нескольких стеганографических методов для осаждения скрытых данных в электронных текстовых документах // Блинова Е.А., Сущеня А.А. «Системный анализ и прикладная информатика», №2. Минск, БНТУ. – 2019. – стр. 32-38 .Pavel Urbanovich, Nadzeya Shutko Theoretical Model of a Multi-Key Steganography System // Recent Developments in Mathematics and Informatics.Contemporary Mathematics and Computer Science. Part II Computer Science/ Wydawnictwo KUL, 2016, pp. 181-202.Блинова, Е.А. Приложение для нанесения стеганографического водяного знака на электронную карту / Блинова Е.А., Сташевская И.Ю. // Материалы докладов VIII МНТК «Информационные технологии в образовании, науке и производстве», 20-22 ноября 2021 года, Международный институт дистанционного образования Белорусского национального технического университета. Минск, МИДО БНТУ. – 2021. – стр. 193-198.Blinova E.A., Sushchenia A.A. Several steganographic methods using for embedding of hidden data in electronic text documents. «System analysis and applied information science». 2019;(2):32-38. (In Russ.) https://doi.org/10.21122/2309-49232019-2-32-38Blinova E.A. Prilozhenie dlya naneseniya steganograficheskogo vodyanogo znaka na elektronnuyu kartu [An application for applying a steganographic watermark to an electronic card] / Blinova E.A., Stashevskaya I.U. // Proc. 8th International scientific and technical conference “Information technologies in education, science and industry” (20-22 November 2021), Minsk. MIDO BNTU Publ., 2021. pp. 193-198.Blinova E.A. Prilozhenie dlya naneseniya steganograficheskogo vodyanogo znaka na elektronnuyu kartu [An application for applying a steganographic watermark to an electronic card] / Blinova E.A., Stashevskaya I.U. // Proc. 8th International scientific and technical conference “Information technologies in education, science and industry” (20-22 November 2021), Minsk. MIDO BNTU Publ., 2021. pp. 193-198.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.