ПРОГРАММНО-АППАРАТНЫЙ КОМПЛЕКС ЗАЩИТЫ И СКРЫТИЯ МЕДИАДАННЫХ
|
Введение 4
1 Анализ методов сокрытия информации в изображениях 6
1.1 Понятие стеганографии и ее направления 6
1.2 Методы сокрытия информации в изображениях 7
2 Сокрытие информации в изображении формата JPEG 10
2.1 Сжатие методом JPEG 10
2.2 Сокрытие информации в изображении формата JPEG 14
3 Программная реализация алгоритма шифрования «Кузнечик» 16
3.1 Общие сведения 16
3.2 X преобразование 18
3.3 S преобразование 18
3.4 R и L преобразования 19
3.5 Развертывание ключей 21
3.6 Зашифрование 22
3.7 Расшифрование 23
4 Программная реализация считывания двумерного штрих-кода PDF417 24
4.1. Общие сведения о PDF417 и сравнение с аналогами 24
4.2. Описание формата PDF417 26
4.3 Реализация считывателя PDF417 27
5 Разработка алгоритмов работы программной части программно-аппаратного комплекса защиты и скрытия медиаданных 31
5.1 Разработка общей схемы функционирования программно-аппаратного комплекса 31
5.2 Разработка алгоритма МРП CHDK 32
5.3 Разработка алгоритма программы для извлечения и расшифрования
информации 35
6 Программная реализация алгоритмов работы программной части
программно-аппаратного комплекса защиты и скрытия медиаданных 39
6.1 Программная реализация алгоритма работы МРП CHDK 39
6.2 Программная реализация алгоритма работы программы для
извлечения и расшифрования информации 44
6.3 Реализация функции гарантированного затирания файла 45
6.4 Реализация функции удаления МРП CHDK 47
6.5 Создание загрузочной SD-карты 49
7 Тестирование разработанного программного обеспечения 52
7.1 Тестирование считывателя PDF417 52
7.2 Тестирование программного средства МРП CHDK 53
7.3 Тестирование программного средства для получения
стеганографических данных из изображений формата JPEG и их расшифровывания 55
8 Вредные психофизиологические факторы, влияющие на нервную системуспециалиста по защите информации. Методы и средства физической
культуры, снижающие их воздействие 56
Заключение 58
Список используемых источников 60
Приложение А (обязательное) Листинг программы МРП CHDK 62
Приложение Б (обязательное) Листинг программы для извлечения и расшифрования информации 84
1 Анализ методов сокрытия информации в изображениях 6
1.1 Понятие стеганографии и ее направления 6
1.2 Методы сокрытия информации в изображениях 7
2 Сокрытие информации в изображении формата JPEG 10
2.1 Сжатие методом JPEG 10
2.2 Сокрытие информации в изображении формата JPEG 14
3 Программная реализация алгоритма шифрования «Кузнечик» 16
3.1 Общие сведения 16
3.2 X преобразование 18
3.3 S преобразование 18
3.4 R и L преобразования 19
3.5 Развертывание ключей 21
3.6 Зашифрование 22
3.7 Расшифрование 23
4 Программная реализация считывания двумерного штрих-кода PDF417 24
4.1. Общие сведения о PDF417 и сравнение с аналогами 24
4.2. Описание формата PDF417 26
4.3 Реализация считывателя PDF417 27
5 Разработка алгоритмов работы программной части программно-аппаратного комплекса защиты и скрытия медиаданных 31
5.1 Разработка общей схемы функционирования программно-аппаратного комплекса 31
5.2 Разработка алгоритма МРП CHDK 32
5.3 Разработка алгоритма программы для извлечения и расшифрования
информации 35
6 Программная реализация алгоритмов работы программной части
программно-аппаратного комплекса защиты и скрытия медиаданных 39
6.1 Программная реализация алгоритма работы МРП CHDK 39
6.2 Программная реализация алгоритма работы программы для
извлечения и расшифрования информации 44
6.3 Реализация функции гарантированного затирания файла 45
6.4 Реализация функции удаления МРП CHDK 47
6.5 Создание загрузочной SD-карты 49
7 Тестирование разработанного программного обеспечения 52
7.1 Тестирование считывателя PDF417 52
7.2 Тестирование программного средства МРП CHDK 53
7.3 Тестирование программного средства для получения
стеганографических данных из изображений формата JPEG и их расшифровывания 55
8 Вредные психофизиологические факторы, влияющие на нервную системуспециалиста по защите информации. Методы и средства физической
культуры, снижающие их воздействие 56
Заключение 58
Список используемых источников 60
Приложение А (обязательное) Листинг программы МРП CHDK 62
Приложение Б (обязательное) Листинг программы для извлечения и расшифрования информации 84
Цифровая фотоаппаратура стала неотъемлемым спутником современного человека. В связи с этим появилась новая возможность обеспечения конфиденциальности информации, находящейся по ту сторону объектива. Путем модификации программного обеспечения фотоаппаратуры существует возможность существенного расширения ее функционала. Таким образом, в рамках данной работы, будет реализована возможность получения, скрытия и защиты медиаданных в формате JPEG, что даст возможность не только защитить изображения с помощью криптографических алгоритмов, но и скрыть факт наличия такой информации.
В качестве темы выпускной квалификационной работы была выбрана тема «Программно-аппаратный комплекс защиты и скрытия медиаданных». Такой комплекс функционирует на ряде фотоаппаратов производителя Canon, полный список который представлен на официальном форуме резидентной программы CHDK (Canon Hacker Development Kit) [1].
В качестве алгоритма скрытия информации в изображениях формата JPEG используется алгоритм записи скрываемой информации в коэффициенты дискретного косинусного преобразования. Подробнее об этом написано в первом и втором разделах данного дипломного проекта.
В качестве алгоритма предварительного зашифрования скрываемой информации был выбран алгоритм «Кузнечик» [2]. Подробный разбор этого алгоритма описан в третьем разделе дипломного проекта.
Для более удобной возможности получения ключа для криптографического алгоритма «Кузнечик» было принято решение реализовать считыватель двумерного штрих-кода. Таким образом фотоаппаратура должна считывать штрих-код с бумажного носителя ключевой информации. Бумажный носитель имеет возможность быстрого и бесследного уничтожения ключевой информации. Подробнее о двумерных штрих-кодах описано в четвертом разделе данной выпускной квалификационной работы.
В качестве программной части разрабатываемого программно-аппаратного комплекса выступают два программного средства:
— модифицированная резидентная программа (МРП CHDK);
— программное средству для получения стеганографических данных из изображений.
На пятом этапе дипломного проекта был составлен алгоритм основных функций для каждого программного средства, а также общая схема функционирования программно-аппаратного комплекса.
Шестой этап содержит программную реализацию алгоритмов, описанных в пятом этапе, а также следующие дополнительные функции: гарантированное затирание файлов, удаление МРП CHDK, создание загрузочной SD-карты.
В седьмом этапе было проведено тестирование разработанных программных средств.
На восьмом этапе были рассмотрены вредные психофизиологические факторы, влияющие на нервную систему специалиста по защите информации, а также методы и средства физической культуры, снижающие их воздействие.
В качестве темы выпускной квалификационной работы была выбрана тема «Программно-аппаратный комплекс защиты и скрытия медиаданных». Такой комплекс функционирует на ряде фотоаппаратов производителя Canon, полный список который представлен на официальном форуме резидентной программы CHDK (Canon Hacker Development Kit) [1].
В качестве алгоритма скрытия информации в изображениях формата JPEG используется алгоритм записи скрываемой информации в коэффициенты дискретного косинусного преобразования. Подробнее об этом написано в первом и втором разделах данного дипломного проекта.
В качестве алгоритма предварительного зашифрования скрываемой информации был выбран алгоритм «Кузнечик» [2]. Подробный разбор этого алгоритма описан в третьем разделе дипломного проекта.
Для более удобной возможности получения ключа для криптографического алгоритма «Кузнечик» было принято решение реализовать считыватель двумерного штрих-кода. Таким образом фотоаппаратура должна считывать штрих-код с бумажного носителя ключевой информации. Бумажный носитель имеет возможность быстрого и бесследного уничтожения ключевой информации. Подробнее о двумерных штрих-кодах описано в четвертом разделе данной выпускной квалификационной работы.
В качестве программной части разрабатываемого программно-аппаратного комплекса выступают два программного средства:
— модифицированная резидентная программа (МРП CHDK);
— программное средству для получения стеганографических данных из изображений.
На пятом этапе дипломного проекта был составлен алгоритм основных функций для каждого программного средства, а также общая схема функционирования программно-аппаратного комплекса.
Шестой этап содержит программную реализацию алгоритмов, описанных в пятом этапе, а также следующие дополнительные функции: гарантированное затирание файлов, удаление МРП CHDK, создание загрузочной SD-карты.
В седьмом этапе было проведено тестирование разработанных программных средств.
На восьмом этапе были рассмотрены вредные психофизиологические факторы, влияющие на нервную систему специалиста по защите информации, а также методы и средства физической культуры, снижающие их воздействие.
В рамках данного дипломного проекта был выполнен обзор алгоритмов цифровой стеганографии, а также было принято решение использования стеганографии на основе внедрения скрываемой информации в коэффициентов дискретного-косинусного преобразования.
Был подробно рассмотрен алгоритм сжатия изображения JPEG, а также описан принцип внедрения скрываемой информации во время выполнения этого алгоритма.
Был разработан программно криптографический алгоритм «Кузнечик» на языке программирования Си, а также была проверена его работоспособность.
Далее были рассмотрены двумерные штрих-коды, а именно PDF417, QR-код и DataMatrix. В результате обзора данных штрих-кодов было выявлено, что все их заявленные характеристики подходили для задач данного программно-аппаратного комплекса, но было принято решение использовать PDF417, поскольку он имеет большую исправляющую способность, по сравнению с остальными. Также был реализован считыватль PDF417 с помощью библиотеки свободно распространяемой библиотеки Zxing.
После этого была разработана общая схема функционирования программно-аппаратного комплекса, а также была разработана последовательность действий, которые выполняются в ходе работы с данным комплексом.
Были программно реализованы разработанные алгоритмы для следующих программных средств:
— модифицированная резидентная программа;
— программное средству для получения стеганографических данных из изображений.
Также были реализованы дополнительные функции, такие как: гарантированное затирание файлов, удаление МРП CHDK, создание загрузочной SD-карты. Вместе с этим было добавлено меню в файловый менеджер фотоаппаратуры, который позволяет удалять разработанные программные средства из памяти SD-карты, а также возможность выбора нескольких изображений для скрытия.
Было произведено тестирование разработанных программных средств, а также считывателя PDF417.
Рассмотрены вредные психофизиологические факторы, влияющие на нервную систему специалиста по защите информации, а также методы и средства физической культуры, снижающие их воздействие.
Таким образом, задание выпускной квалификационной работы выполнено в полном объеме.
Был подробно рассмотрен алгоритм сжатия изображения JPEG, а также описан принцип внедрения скрываемой информации во время выполнения этого алгоритма.
Был разработан программно криптографический алгоритм «Кузнечик» на языке программирования Си, а также была проверена его работоспособность.
Далее были рассмотрены двумерные штрих-коды, а именно PDF417, QR-код и DataMatrix. В результате обзора данных штрих-кодов было выявлено, что все их заявленные характеристики подходили для задач данного программно-аппаратного комплекса, но было принято решение использовать PDF417, поскольку он имеет большую исправляющую способность, по сравнению с остальными. Также был реализован считыватль PDF417 с помощью библиотеки свободно распространяемой библиотеки Zxing.
После этого была разработана общая схема функционирования программно-аппаратного комплекса, а также была разработана последовательность действий, которые выполняются в ходе работы с данным комплексом.
Были программно реализованы разработанные алгоритмы для следующих программных средств:
— модифицированная резидентная программа;
— программное средству для получения стеганографических данных из изображений.
Также были реализованы дополнительные функции, такие как: гарантированное затирание файлов, удаление МРП CHDK, создание загрузочной SD-карты. Вместе с этим было добавлено меню в файловый менеджер фотоаппаратуры, который позволяет удалять разработанные программные средства из памяти SD-карты, а также возможность выбора нескольких изображений для скрытия.
Было произведено тестирование разработанных программных средств, а также считывателя PDF417.
Рассмотрены вредные психофизиологические факторы, влияющие на нервную систему специалиста по защите информации, а также методы и средства физической культуры, снижающие их воздействие.
Таким образом, задание выпускной квалификационной работы выполнено в полном объеме.