МЕТОД ПРИХОВУВАННЯ ІНФОРМАЦІЇ ЗА ДОПОМОГОЮ АЛГОРИТМУ ШИФРУВАННЯ AES ТА СТЕГАНОГРАФІЧНОГО МЕТОДУ LSB ІЗ ЗАХИСТОМ ВІД ОБРІЗАННЯ ТА СТЕГОАНАЛІЗУ

Анотація

В епоху стрімкого зростання обсягів цифрової інформації, забезпечення її захищеної передачі є критичним завданням. Поєднання стенографії та шифрування створює потужний дворівневий механізм безпеки, який одночасно шифрує дані та приховує їх передачу. В роботі запропоновано метод, який реалізує дворівневий захист. Секретне повідомлення спочатку шифрується за допомогою надійного алгоритму AES з ключем 256 біт. Це перетворює вихідний текст на псевдовипадкову послідовність бітів, що ускладнює статистичний аналіз. Далі зашифровані дані вбудовуються у 24-бітне кольорове зображення-контейнер з використанням модифікованого методу LSB. Новизна підходу полягає в таких вдосконаленнях: в один піксель зображення вбудовується один повний байт повідомлення, біти якого розподіляються по RGB каналах, що забезпечує ємність; . пікселі, обираються у псевдовипадковому порядку за допомогою генератора псевдовипадкових чисел (PRNG), для додаткового маскування застосовується другий PRNG, що надає додатковий захист від стегоаналізу; Початок вбудовування повідомлення зміщується від початку файлу на основі розмірів зображення, що захищає дані при частковому обрізанні стегоконтейнера.

Для оцінки ефективності роботи розробленого методу були обрані стандартні метрики: пікове відношення сигнал-шум (PSNR), індекс структурної подібності (SSIM) та нормалізована взаємна кореляція (NCC). Експериментальний аналіз показав, що запропонований метод забезпечує високу якість стегозображень. Навіть при максимальному заповненні контейнера (262 144 байти) показник PSNR залишався на високому рівні (56.67–56.76 дБ), а метрики SSIM та NCC були дуже близькі до 1, що свідчить про мінімальні візуальні спотворення. Візуально відрізнити оригінальне зображення від стегоконтейнера неможливо. Порівняльний аналіз з іншими відомими методами (для 100 000 байтів) показав, що запропонований алгоритм має вищі показники PSNR (70.01–70.07 дБ), що підтверджує його ефективність. Використання подвійного PRNG та вбудовування по одному байту на піксель забезпечує як високу безпеку, так і значну пропускну здатність. Розроблений гібридний метод, що поєднує шифрування AES-256 та модифіковану LSB-стеганографію з псевдовипадковим вибором пікселів і бітів, є ефективним рішенням для прихованої передачі великих обсягів даних. Метод забезпечує високий рівень безпеки, стійкість до стегоаналізу та візуальну непомітність вбудованих даних, що підтверджується високими значеннями метрик PSNR, SSIM та NCC.