Σύγχρονες τεχνικές στη στεγανογραφία και τη στεγανάλυση

Abstract

In the present thesis we establish the mathematical background for the developmentof new more effective, steganographic and steganalytic methods.The main tool for the development of these new steganographic methods is theextension of the theorem of Zeckendorf. This extension enables us to use subsets ofFibonacci numbers, Catalan numbers, Lucas numbers and Unions of Lucassequences, for the representation of any integer ∈ [0,255].We prove that these special subsets improve the Fibonacci data hiding technics.These methods have very useful applications, in the Social Networks and the MedicalImage Steganography. All these methods can be considered as subcases of the sub-Fibonacci sequence method. It is also worth emphasizing that the huge number of sub-Fibonacci sequences makes them very suitable as Cryptographic Keys.In Steganalysis we propose a new and innovative detection method of steganographiccontent through compressive sensing. Compressive sensing, also known ascompressed sensing and compressive sampling, is a method to reconstruct a signalfrom a random sparse sample. This method has wide applications in InformationTechnology, from coding theory and MRIs to music sampling and image compression.We also present two new detection methods of steganographic content through theuse of compressive sensing. The first method is a probabilistic filter that can increasethe probability of detecting steganographic content in stego-images, when, theseimages, are created with the use of LSB technique. The second method helpsidentifying the original images from their stego-images when DCT steganography isused.Our methods can detect with high success the existence of stego content in LSBpictures and can classify pictures with DCT stego content. Both methods are very fastand have the ability to process a large number of pictures and detect stego content inseconds without any previous training.

Η ασφαλής μετάδοση ευαίσθητων πληροφοριών αποτελεί σταθερή επιδίωξη τηςανθρώπινης επικοινωνίας. Προς τούτο οι άνθρωποι ανακάλυψαν και ανέπτυξανκατάλληλες τεχνικές που σταδιακά εξελίχθηκαν στις σύγχρονες επιστήμες τηςΚρυπτογραφίας και της Στεγανογραφίας. Η Κρυπτογραφία είναι η επιστήμη της«μεταμφίεσης» ενός μηνύματος κατά τρόπο που μόνο ο παραλήπτης για τον οποίοπροορίζεται να μπορεί να το διαβάσει, ενώ η Στεγανογραφία είναι η επιστήμη τηςαπόκρυψης ενός μηνύματος, ενσωματώνοντάς το μέσα σε άλλα, φαινομενικά αθώαμηνύματα.Στη παρούσα διδακτορική διατριβή παρουσιάζονται ήδη γνωστές στεγανογραφικέςτεχνικές και εισάγονται νέες μέθοδοι τις οποίες υλοποιούμε σε μοντέρνες εφαρμογές,ενώ με τη διεξαγωγή κατάλληλων μετρήσεων ελέγχουμε την αποτελεσματικότητά τους.Επιπλέον, επεκτεινόμεθα και στο χώρο της Στεγανάλυσης, που είναι η επιστήμη τηςπαραβίασης Στεγανογραφικών μεθόδων. Στον τομέα αυτό παρουσιάζονται γνωστέςτεχνικές Στεγανάλυσης, προτείνονται νέες, ενώ πραγματοποιούνται μετρήσεις από τιςοποίες προκύπτουν χρήσιμα συμπεράσματα.