Moluch 195 c indd

Raqamli video axborotni taqsimlangan kompyuter tarmoqlarida uzatishda himoya qilish mexanizmlarini o'rganish

Gorbenko roman Konstantinovich, bakalavriat
Irkutsk davlat universitet yo'llari xabarlar


IN maqola hisobga olinadi mumkin usullari himoya qilish raqamli video oqimi da uning transfer ichida kompyuter tarmoqlar. Ustida bugungi kun mavjud ikki mayor yo'nalishlari yechimlar vazifalar himoya qilish ma'lumot : kriptografiya va steganografiya. Kriptografiyaning maqsadi — tomonidan xabar mazmunini yashirish shifrlash. Da steganografiya yashirish o'zim haqiqat mavjudlik sir xabarlar.
Kalit so'zlar : video oqimi, shifrlash, to'r, transformatsiya video oqimi, grafik ma `lumot.

П
Video oqimini kompyuter tarmog'i orqali uzatishda uni himoya qilish masalasi muqarrar ravishda paydo bo'ladi. Ko'pincha buning yechimi Muammo uzatilgan ma'lumotlarni shifrlashda. Ammo barcha an'anaviy shifrlash tizimlaridan foydalanish mumkin emas uchun himoya qilish video oqimi. Muqobil variant himoya qilish balki ishlatilgan tizimi ko'p
pleksing tirbandlik (rasm biri).

Guruch. bitta. Model tizimlari multiplekslash tirbandlik

Tizim ishlaydi orqasida tekshirish ajratish sir orasida oraliq tugunlar ichida tarmoqlar, lekin ichida rollar prognozlar segmentatsiya akti natijasida olingan dastlabki ma'lumotlarning hosila qismlari. Bunday sxemada umumiy video oqimidan yirtilgan bitta kadr boshlang'ich ma'lumotlar birligi sifatida ishlaydi. Har qanday segmentatsiya algoritmi barcha tasvir piksellarini ma'lum miqdordagi bir-biriga mos kelmaydigan darajalarga bo'lishga asoslangan. Bunday algoritmdagi asosiy masala tahlilchi tomonidan ushlab turiladigan optimal bo'linish usulini topishdir. ma `lumot emas ifodalangan b yo'q qiymatlar. kalit uchun javob bering ustida the savol hisoblanadi interpolyatsiya va ekstrapolyatsiya usullaridan foydalangan holda to'liq bo'lmagan proyeksiyalar soniga asoslangan asl tasvirni tiklash imkoniyati .
ba'zilar yordamida olishdir. qayta ishlash Tasvirlar fb(x, y), qaysi yaqin uchun ideal tasvir f(x, y) yoqilgan berilgan mezon. IN natija olib borilgan tadqiqot edi taklif qilingan yo'l ta'lim prognozlar ustida asos qiymatlar f(x, y). Segmentatsiya natijasida har bir proyeksiya yorqinlikning ma'lum diapazonidagi nuqtalarni o'z ichiga oladi, ularning soni belgilangan raqam prognozlar. IN sxema dan ikki prognozlar bular sinflar beriladi Keyingi yo'l:

LEKIN uchun hol o'zboshimchalik bilan raqamlar n = 2k (k > bitta) prognozlar ta'rifi sinflar davom etayapdi takroriy:

Bu yerda pj — bu sinf, qabul qildi uchun sxemalar dan 2 k-1 prognozlar, bular. j 0; 2k-1, lekin i = 2j. Shu darajada da nuqta tasvirdan proyeksiyaga o'tganda uning koordinatalari saqlanadi, proyeksiyadagi nuqtalarning ma'lum soni aniqlanmaydi. bo'lingan, ya'ni. "yorqinlik" bo'shliqlari hosil bo'ladi. Bunday bo'shliqlar istalgan natijani va nomuvofiqliklarning o'zgarishini ta'minlamaydi interpolyatsiya da o'sish miqdori prognozlar ichida tarmoqlar o'sib borayotgan Tezroq, Qanday da tasodifiy bo'shliq. Dan tashqari bu, dan kelib chiqqan holda dan tasodifiy tanlash ma'lumotlar ichida proyeksiya, imkoniyat chiziqli bashorat etishmayotgan ma'lumotlar istisno qilingan. Da bu qayta tiklash original tasvir yoqilgan to'liqsiz miqdori prognozlar mumkin Har bir ma'lum qo'shni nuqtalar juftligi uchun tasvir interpolyatsiyasi funktsiyasini qurish va tuzilgan funktsiyadan foydalanib, ular orasidagi noma'lum nuqtalardagi qiymatlarni hisoblash orqali. Bundan tashqari, olingan segmentlar sonining ko'payishi bilan foydalanuvchi tizimlari, sifat qabul qildi taxminlar boshlang'ich Tasvirlar kerak o'sadi (rasm 2).

manba ramkalarini aylantirish uchun mo'ljallangan Microsoft DirectShow filtri sifatida ishlatiladi video oqimi orqali yorqinlik segmentatsiya.

Guruch. 2. Foydalanish imkoniyati usulining ishlashiga misol (2a-rasm). — keyin asl tasvirning bir segmenti interpolyatsiya; 2b - 16 dan 256 segmentlar boshlang'ich Tasvirlar keyin interpolyatsiya,

guruch. 2c - asl rasm)

Mavjud ikki asosiy sabab bo'ladi himoya qilish harakatlar raqamli video oqimi ichida tarmoqlar — qisman yoki to'la taqiqlash _ ustida foydalanish kripto- vositalari ichida biroz mamlakatlar Va himoya qilish to'g'ri mulk ustida video fayl, topshirildi raqamli formatda. Birinchi sabab steganografiyaning yangi bosqichini ( uzatilish faktini to'liq yashirish) rivojlanishiga turtki bo'ldi. ma'lumot), ikkinchi sabab yangi himoya vositalarining paydo bo'lishiga olib keldi — inson ko'ziga ko'rinmaydigan raqamli suv belgisi (3-rasm). Raqamli moybo'yoqli video faylning harakatini va undan tarmoq a'zolari tomonidan foydalanishni boshqarishga yordam beradi.

Guruch. 3. Raqamli moybo'yoqqa misol (chapda oddiy rasm, o'ngda belgilangan, markazda yorqinligi yuqori bo'lgan tasvirlar orasidagi farq)

Raqamli suv belgisi balki murojaat qiling uchun himoya qilish video fayl dan nusxa ko'chirish Va ruxsatsiz foydalanish . Inson ko'ziga ko'rinmaydigan DWMlar ularni tahlil qiluvchi maxsus dekoder tomonidan tahlil qilinadi ustida Mavzu to'g'rilik. IN kod belgilar balki o'z ichiga oladi ma `lumot haqida mualliflik huquqi egasi uning manzil yoki hali har qanday aniqlovchi ma'lumotlar. CEH nafaqat video oqimini himoya qilish, balki mualliflik huquqini saqlash uchun ham qo'llaniladi huquqlar ustida harakatsiz tasvirlar.

Buzg'unchi yagona jismoniy kirishga ruxsatsiz kirishi mumkin degan taxmin mavjud trafikni multiplekslash tizimida ishtirok etuvchi barcha kanallar to'plamidan kanal va kirish imkoniga ega emas boshqa kanallarga. Ya'ni, u uzatilgan barcha ma'lumotlarni tahlil qilish, bloklash va o'zgartirish imkoniyatiga ega berilgan yoqilgan bu kanal. IN hol yuqish video ma'lumotlar vazifa uni tahlil tabiiy yo'l tushadi uchun orqada -


individual ramkalar tahlilini berish. Ammo asl nusxaning faqat ma'lum bir proektsiyasidan beri ramka, buzg'unchining vazifasi u tomonidan ushlab turilgan proektsiya asosida asl ramkani qayta tiklash bo'ladi.
Agar buzg'unchi ushbu vazifani muvaffaqiyatli bajara olsa, u haqiqatan ham butun videoma'lumotlar oqimiga kirish huquqiga ega bo'ladi, bu esa uzatilgan videoma'lumotlarning maxfiyligini buzishga olib keladi. Buzg'unchi tomonidan video ma'lumotlar segmentlaridan birini bloklash va o'zgartirish, o'z navbatida, video ma'lumotlarning yaxlitligi va mavjudligini buzish. Shunday qilib, rivojlanish qanchalik barqaror degan savol tug'iladi Bu tajovuzkorning hujumlari uchun video ma'lumotlarning mavjudligini ta'minlashning bu usuli.
Uchun qabul qilish javob ustida yetkazib berildi savol, edi tadqiq qilingan mumkin usullari tiklanish uning ixtiyoriy proyeksiyasiga asoslangan manba ramkasi. Raqamli tasvirlash texnikasidan foydalanish maqsadida Asl ramkani tiklash muammosini hal qilish uchun quyidagi o'xshashlik taklif qilindi (4-rasm). Qachon maxfiylikni himoya qilish usuli, usulning o'zi buzuvchi tizimdir va qoidabuzarning vazifasi tiklashdir asl tasvirni shakllantirish, mavjudlik usuli uchun esa tajovuzkorning harakatlari allaqachon oldindan. buzuvchi tizimni qo'ying, qonuniy qabul qiluvchining vazifasi asl tasvirni tiklashdir.

Guruch. 4. Model buzilish; xato ko'rsatish Va tiklanish tasvirlar

Qayta tiklash usullarining samaradorligini va natijada himoya qilish usullarini baholash uchun psixovizual mezon tanlandi. sifat. IN sifat usullari tiklanish Tasvirlar hisobga olinadi usullari ikki chiziqli chiziqli bashorat bilan interpolyatsiya, bikub spline interpolyatsiya va ekstrapolyatsiya. Tadqiqotlar natijasida quyidagi natijalarga erishildi:

• 
  Ikki kubik interpolyatsiya splinelar imkon beradi erishish eng kam 2 e da interpolyatsiya prognozlar yagona segmentatsiya.
  
• 
  edi qurilgan giyohvandlik o'sish 2 e da o'sish qarindosh hajmi bo'shliq (guruch. besh)
  

Guruch. besh. Tasodifiy yagona uzilishning interpolyatsiya natijalari standart to'plam bo'yicha o'rtacha 24 tasvirlar Kodak Yo'qotishsiz To'g'ri rang Rasm suite, 256 darajalar yorqinlik

• 
  Ba'zi hollarda uzilishlarni ekstrapolyatsiya qilish yo'li bilan istalgan natijaga erishish mumkin, ammo yorug'lik segmentatsiyasi natijasida hosil bo'lgan proyeksiyalarda uzilishlarni ekstrapolyatsiya qilish samarasizdir.
  

Ma'lumotlar natijalar xop rozi dan psixovizual mezon sifat tiklanish (rasm. 6).

Guruch. 6. Ikki chiziqli uzilishlar interpolyatsiyasiga misol (14a-rasm). — tasodifiy segmentatsiyaning proyeksiyasi, rasm. 14b - natija interpolyatsiya prognozlar 14a; 14c - proyeksiya yorqinlik segmentatsiya,

guruch. 14g — natija interpolyatsiya prognozlar 14c), n  2

Shunday qilib yo'l rivojlangan usullari himoya qilish egalik qilish Keyingi o'ziga xos Xususiyatlari:

• 
  asos solingan ustida mulk strukturaviy ortiqchalik tarqatilgan tarmoqlar;
  
• 
  Ta'minlash himoya qilish ustida Daraja mazmuni ma `lumot;
  
• 
  Ruxsat bering hal qilish yetkazib berildi vazifa holda ilovalar kriptografik algoritmlar;
  
• 
  foydalanish kalitsiz transformatsiya axborot oqim;
  
• 
  Taqdim etilgan usullarning dasturiy ta'minoti hisoblash uchun minimal talablarni qo'yadi resurslar.
  

Xulosa

Kompyuter tarmoqlari orqali axborot uzatish har doim ham xavfsiz emas. Fayllar noto'g'ri qo'llarga tushishi, zararlanishi mumkin xotinlar viruslar yoki ishlatilgan emas yoqilgan tayinlash. Farqlash uch mayor guruhlar muammolar himoya qilish ma `lumot:

• 
  Maxfiylikni buzish - ba'zi fayllar egasi uchun yuqori qiymatga ega, ulardan boshqalar tomonidan foydalanish shaxslar balki olib keling moliyaviy yo'qotishlar yoki hissiy zarba egasi;
  
• 
  Buzilish yaxlitlik — ilova ma `lumot biroz zarar, keyin qaysi u emas balki kompyuterda o'ynash;
  
• 
  Buzilish mavjudlik - kelib chiqish dan bino biroz dasturlari yoki komponentlar kompyuter, nima ga olib keladi imkonsizlik kirish uchun so'ralgan ma `lumot yoki naslchilik kofirlar ma'lumotlar haqida uni.
  

Raqamli axborotni himoya qilish muammolarini hal qilish ko'plab dasturiy ta'minot ishlab chiqaruvchilari uchun ustuvor vazifadir. Shu qatorda; shu bilan birga rivojlanmoqda chora-tadbirlar himoya qilish, shuningdek ish Va hujumchilar, qaysi soatlik rivojlantirish yangi yo'llari o'g'irlik _ yuborilgan ichida tarmoqlar ma `lumot. Uchun oldini olish yo'qotishlar fayllar zarur yopishib oling Keyingi qoidalar:

• 
  Oldinga ma `lumot yoqilgan himoyalangan tarmoqlar;
  
• 
  Oldini olish kirish uchun axborot resurslar noma'lum foydalanuvchilar;
  
• 
  Foydalanish shifrlash yuborilgan fayllar;
  
• 
  IN Tasvirlar Va video kiritmoq raqamli suv belgi;
  
• 
  Yo'q ochiq fayllar, qabul qildi dan noma'lum foydalanuvchilar;
  

Bular harakatlar Yordam bering oldini olish yo'qotish qimmatli ma'lumotlar. Uchun to'liq xavfsizlik fayllar tavsiya etiladi do'kon _ ularning nusxalari bir nechta ommaviy axborot vositalarida — tashqi drayvlar yoki disklar. Bunga e'tibor qaratish lozim yirtilgan ma'lumotni ko'pincha tiklab bo'lmaydi. Fayllarni yuborish uchun Internetdan foydalaning nihoyatda ehtiyotkorlik bilan.


Adabiyot:

1. 
   Sergienko V. S., Barinov V. B. Telekommunikatsiya tizimlarida ma'lumotlar, nutq, tovush va tasvirlarni siqish: Darslik . - M .: IP "RadioSoft", 2009 y .
   
2. 
   Krugl G. Professional CCTV. Amaliyot Va texnologiya analog Va raqamli CCTV, 2 nashr - M.: Xavfsizlik markazi, 2010
   
3. 
   Gribunin IN. G., kishanlar VA. N., Turintsev VA. IN. Raqamli steganografiya. M.: SOLON-Press, 2002 yil.
   
4. 
   Elektron manba https://ru.wikipedia.org/wiki/Digital_watermark
   
5. 
   Elektron manba https://ru.bmstu.wiki/Hiding_data_by_steganography_methods