В эпоху развития цифровых технологий проблема защиты информации встает особенно остро. Для противодействия возможным злоупотреблениям, связанным с умышленным разрушением, кражей, несанкционированным доступом, чтением, бесконтрольным копированием и тиражированием информации, необходимо применять обоснованные методы и средства обеспечения защиты информации. На сегодняшний день для защиты информации в компьютерных системах чаще всего применяются современные криптографические методы. Однако для обеспечения наибольшей степени стойкости к преднамеренным атакам с целью разрушения или выявления защищаемой информации можно использовать методы компьютерной стеганографии. В отличие от криптографии, которая скрывает содержимое секретного сообщения, стеганография скрывает само его существование. Именно такие технологии предлагает доцент кафедры технологий обработки и защиты информации факультета компьютерных наук Воронежского государственного университета Михаил Дрюченко в рамках проекта «Программный комплекс для создания цифровых водяных знаков на основе структурно-статистических и нейросетевых моделей и алгоритмов преобразования данных». Проект реализуется под руководством зав. кафедрой технологий обработки и защиты информации ФКН, профессора Александра Сироты.
– Задачей, на решение которой направлен наш проект, является разработка универсальных технологий для создания цифровых водяных знаков в интересах защиты от подделки, контроля использования и распространения мультиформатных объектов электронного контента. Маркирование цифровых объектов водяными знаками может рассматриваться как проблема внедрения сигнала сверхмалого уровня в широкополосный сигнал (защищаемый файл-носитель) таким образом, чтобы минимизировать визуальную заметность скрываемых данных, и обеспечить устойчивость к искажениям, которые могут появиться в процессе последующего использования файла-носителя. Одной из особенностей предлагаемых решений является использование искусственных нейронных сетей особой архитектуры для реализации скрывающего и восстанавливающего водяные знаки преобразований. Как показывают выполненные исследования, аппарат нейронных сетей позволяет реализовать алгоритмы, при использовании которых процесс встраивания данных в маркируемые файлы носит существенно менее искажающий и более устойчивый характер по сравнению с большинством известных на сегодняшний день алгоритмов, – комментирует проект Михаил Анатольевич.
Помимо схем защиты информации, основанных на внедрении невидимых цифровых водяных знаков, в проекте реализуются и другие подходы. Например, для защиты цифровых изображений от несанкционированного использования предложен метод «самореконструирущей» стеганографии, основанный на внесении значительных, не поддающихся компенсации, видимых искажений в информативно-значимые фрагменты изображений-носителей с одновременным стеганографическим кодированием исходного представления искаженных фрагментов в нетронутые области растров. В простейшем случае, вносимые в изображения искажения представляют собой заливку выделенной области определенным цветом или ее пикселизацию. В результате формируется «защищенное» изображение, содержащее искаженную область, не поддающуюся исправлению без знания ключа. Для восстановления первоначального представления изображения применяется процедура стеганографического декодирования. Среди преимуществ предложенного алгоритма можно отметить следующие:
- отсутствие у неавторизованных лиц возможности полноценного использования контента без знания секретных ключей (фактически соответствующих разрешений со стороны правообладателя);
- отсутствие необходимости хранения исходных копий неискаженных изображений или видео файлов;
- возможность предварительного ознакомления потенциальных пользователей с «частично испорченным» контентом с перспективой дальнейшего его приобретения.
Цифровые изображения и видео на сегодняшний день являются одним из самых востребованных видов продукции, однако простота копирования и широкие возможности цифровой обработки позволяют легко нарушать авторское право на данные объекты в случае, если используются традиционные способы защиты (нанесение на изображение или кадры видео видимых меток, например, строки с фамилией фотографа). Востребованность эффективной технологии защиты цифровых графических изображений подтверждается обилием программ, реализующих традиционные варианты защиты, но не использующих стеганографические принципы записи информации. Принципы компьютерной стеганографии, лежащие в основе технологий создания невидимых цифровых водяных знаков, которые реализуются в разрабатываемом учеными ВГУ программном комплексе, позволяют существенно более эффективно противостоять возможным злоупотреблениям с контентом пользователя или компании, поднимая таким образом общий уровень защищенности данных объектов. Технологии защиты авторского права и признания авторства на цифровые произведения в случае их незаконного копирования и использования представляют большой интерес как для предприятий, работающих с цифровым контентом, так и для частных лиц (фотографов, издателей, разработчиков ПО).
