Комплекс программ защиты видеоданных
В. И. Ефимов, М. В. Корытова, Г. С. Ржаницын, Е. В. Щерба
Научный руководитель – Р. Т. ФАЙЗУЛЛИН, д. т.н, профессор
Омский государственный университет
Комплекс программ защиты видеоданных
Представлен комплекс программ реализующих теоретически обоснованные методы защиты видеоданных представленных в цифровом виде.
Широкое распространение технологий хранения обработки и передачи информации в цифровом виде привело к необходимости разработки методов защиты этой информации. Причем речь может идти как о защите от перехвата информации незаконным пользователем, так и о защите авторского права. С целью решения этих задач был разработан представляемый комплекс программ.
Для защиты от незаконного доступа к передаваемой информации, по каналам связи, например, в системах спутникового телевиденья предложен метод [1] состоящий из следующих шагов:
1. Применение нескольких раундов шифра двойной перестановки, совместно с обратимым искажающим преобразованием, которое должно уменьшать корреляцию между строками и столбцами.
2. Применение нескольких раундов циклической перестановки строк и столбцов, совместно с обратимым искажающим преобразованием.
3. Применение комбинации этих двух подходов.
Произведена оценка эффективности такого метода, которая показала, что пиксели хорошо перераспределяются по кадру изображения. Показана так же возможность восстановления изображения при потере части данных. Двойная перестановка применяется несколько раз совместно с обратимым искажающим преобразованием. Кроме того, поскольку процедура дешифрования шифра двойной перестановки может быть сведена к решению задачи проверки изоморфизма графов [2], можно использовать алгоритмы её решения для построения криптосистемы, реализующей защищенный видеоканал. Особенностью этой криптосистемы является неявная передача ключа к шифру. То есть ключ шифрования динамически изменяется в процессе передачи.
Предложен также основанный на принципиально другом подходе метод защиты от несанкционированного доступа к передаваемой информации - система мультиплексирования трафика [3]. Передача информации между компьютерами осуществляется с разбивкой по нескольким физическим каналам. Такая модель, по сути, является схемой разделения секрета. В качестве единицы исходных данных, подлежащей делению, было решено взять кадр видеопотока. В основе алгоритма деления лежит методика разбиения множества всех точек кадра на несколько непересекающихся классов. В представленной работе реализован метод разбиения на основе значения функции яркости точки [4]. Каждый класс в результате разбиения будет включать в себя точки из определенного диапазона яркости. Кроме того, были рассмотрены несколько альтернативных методов разбиения. Преимущества яркостного метода перед прочими заключается в сложности восстановления интерполяционными методами исходных данных при наличии только части информации.
Идеей для ещё одной разработки послужила необходимость распространения видеоинформации в так называемой “ознакомительной” форме, с возможностью последующего восстановления исходного качества при наличии некоторого секрета [5]. Теоретической базой решения этой задачи является теория диофантовых уравнений. Метод работает с видеопоследовательностями, представленными в формате без сжатия, и преобразует исходные кадры в зашумленные с изменением в составляющих цвета точек. При этом по этим данным можно получить представление об информационном содержании исходного видеопотока. Восстановить исходное качество можно в режиме реального времени при наличии ключа. Так же ключ даёт возможность регулировать искажение между, представленным для ознакомления, и исходным видеопотоком.
Список литературы
1. С. Исследование защищенности передачи видеоданных // Материалы конференции- конкурса «Технологии Microsoft в информатике и программировании».,22-24 февраля 2006 Новосибирск., 2006. –с.128-129.
2. В., Т. Построение защищенного видеоканала с использованием изоморфизма графов // Вестник Томского государственного университета. - 2004 - №9(1). - с.71-74.
3. И., В. Атака на систему мультиплексирования разнесенного TCP/IP трафика на основе анализа корреляции потоков //Информационные технологии моделирования и управления, 2005 №9(24), с. 859-863.
4. В. Разработка Microsoft directshow фильтра для защиты канала передачи видеоланных // Материалы конференции - конкурса «Технологии Microsoft в информатике и программировании».,22-24 февраля 2006 Новосибирск,, 2006–с.144-146.
5. В. Использование особенностей формата представления цвета для ограничения возможностей использования информации, предоставляемой для ознакомления. //Информационные технологии моделирования и управления, 2006 №4(29), с. 453-457.
Основные порталы (построено редакторами)