بررسی و مقایسه روش های نهان نگاری شکننده از جنبه عملکرد در برابر حملات و بار محاسباتی

چکیده نهان نگاری فرآیند درج داده ای موسوم به نهان نگاره، تگ یا برچسب در داخل یک شی چندرسانه ای به نحوی است که در آینده امکان شناسایی و استخراج آن جهت صحه گذاری بر روی شی مورد بررسی وجود داشته باشد. این شی می توان تصویر، صوت یا فیلم باشد. حتی ممکن است فقط متن باشد. تکنیک های نهان نگاری را می توان به روش های مختلف و در گروه های متعددی تقسیم بندی کرد. نهان نگاره ها را می توان در حوزه مکان (تصویر) و یا در حوزه فرکانس اعمال کرد. طرح های نهان نگاری دیجیتال می تواند به سه شکل (مقاوم، شکننده، نیمه شکننده) در هر یک از حوزه های ذکر شده انجام پذیرد. طرح های نهان نگاری مقاوم بیشتر به منظور حفظ مالکیت و طرح های شکننده بیشتر به منظور احراز اصالت در تصاویر بکار می روند. در یک سیستم نهان نگاری شکننده، یک سیگنال (نهان نگاره) درون تصویر درج می شود تا تغییرات احتمالی آتی با شانس بالایی قابل شناسایی باشند. درج نهان نگاره از نظر دیداری و با قدرت بینانی یک انسان سالم، غیرقابل مشاهده می باشد. این نوع از علائم، کاربردهای زیادی در سیستم های احراز اصالت تصویر پیدا کرده اند. برخلاف نهان نگاری مقاوم ، نهان نگاره های شکننده به تمام انواع دستکاری های خرابکارانه یا غیر خرابکارانه حساس هستند، یعنی نهان نگاره های دستکاری شده بصورت کامل نابود می شوند. هدف این پروژه ارائه بررسی و مقایسه بین تکنیک های مختلف در حال ظهور نهان نگاری شکننده، برای احراز اصالت تصویر می باشد. در این بررسی، با استفاده از سه الگوریتم 1) حوزه مکان lsb) (2) حوزه فرکانس، مبتنی بر تبدیل موجک 3) نهان نگاری دوگان تصاویر، لوگویی به صورت نامحسوس درون تصاویر استاندارد درج شده و سپس حملات عمدی و غیر عمدی نظیر برش، فیلتر میانه گیر، فشرده سازی بر روی تصاویر نهان نگاری شده اعمال می گردد تا در نهایت با استخراج نهان نگاره از تصاویری که حملات بر روی آنها صورت گرفته میزان قابلیت و کارایی الگوریتم ها بررسی شود. در بررسی های انجام شده الگوریتم lsb مطرح شده دارای عملکرد خوبی در تشخیص نوع تغییرات و خدشه وارده و محلی سازی آن بود اما از مقاومت مناسبی در برابر حملات برخوردار نبود. در این الگوریتم تمام مراحل تولید و درج نهان نگاره در حوزه مکان صورت گرفت. در الگوریتم مطرح شده نوع دوم نهان نگاره در حوزه فرکانس و با استفاده از تبدیل موجک تولید شد و سپس در حوزه lsb در تصویر پوششی قرار داده شد. مزیت این روش علاوه بر قابلیت شناسایی تغییرات و یا خدشه های وارده به تصویر نهان نگاری شده، آن است که هم برای تشخیص خدشه های حوزه مکان و هم حوزه فرکانس (تبدیل) قابل استفاده است. این مزیت ناشی از تبدیل موجک می باشد. همچنین، به خاطر ساخته شدن تصویر نهان نگاره از روی خود تصویر میزبان، می توان خدشه های وارده به خود نهان نگاره را نیز تشخیص داد. طرح مطرح شده نوع سوم الگوریتم نهان نگاری دیجیتال دوگان تصاویر است که دارای قابلیت تشخیص بروز محل خدشه ها و تصحیح و بازیابی تصویر است که در دو الگوریتم قبل این امکان وجود نداشت. البته ضعف این الگوریتم در تشخیص خطای اتفاق افتاده حاصل از اعمال نویز به تصویر است.