İMGE HİSTOGRAMI KULLANILARAK İMGE HİSTOGRAMI KULLANILARAK GEOMETRİK ATAKLARA DAYANIKLI GEOMETRİK ATAKLARA DAYANIKLI

YENİ BİR VERİ GİZLEME TEKNİĞİ YENİ BİR VERİ GİZLEME TEKNİĞİ TASARIMI VE UYGULAMASITASARIMI VE UYGULAMASI

Yıldıray YALMAN Doç. Dr. İsmail ERTÜRK

Kocaeli ÜniversitesiElektronik ve Bilgisayar Eğitimi Bölümü

Akademik Bilişim '09

04/22/23

Sunu BölümleriSunu Bölümleri

1. Çalışmanın Amaç ve Hedefleri

2. Veri Gizleme Teknikleri

2.1. Şifreleme (Kriptoloji)

2.2. Damgalama (Watermarking)

2.3. Veri Gizleme (Steganography)

3. Frekans Spektrumu ve Histogram

4. Tarak Etkisi (Comb Effect)

5. Veri Gizleme Algoritması

6. Geliştirilen Algoritmanın Başarım Analizi

Sunu

Su

nu

Böl

ümle

riB

ölüm

leri

04/22/23

1. Çalışmanın Amaç ve Hedefleri1. Çalışmanın Amaç ve Hedefleri

Önerilen çalışmanın temel amaçları, Sayısal imgelere 3. kişiler tarafından fark edilemeyecek seviyede

veri gizlenerek yeni sonuç imgelerin elde edilmesi. İleride yapılması muhtemel çalışmalara alt yapı oluşturulması

Araştırma ve çalışmaların hedefleri, Sayısal imgelere ait histogram değerlerini kullanarak veri gizleme

işlemi gerçekleştirmek, Elde edilen sonuç imgelerinin döndürme, görüntüleme oranını

değiştirme ve eğme gibi geometrik ataklara karşı dayanıklı olmasını sağlamaktır.

1. Ç

alış

man

ın A

maç

ve

1. Ç

alış

man

ın A

maç

ve

Hed

efler

iH

edefl

eri

04/22/23

2. Veri Gizleme Teknikleri2. Veri Gizleme Teknikleri

Özel/kişisel nitelikli, gizli içeriğe sahip bilgi veya mesajların anlamlı olarak, kaynak veya alıcıdan başka üçüncü kişilerin eline geçmesini önlemek amacıyla kullanılan tüm teknikleri içeren bir bilim dalıdır.

2. V

eri G

izle

me

Tekn

ikle

ri2.

Ver

i Giz

lem

e Te

knik

leri

2.1. Şifreleme (Kriptoloji)2.1. Şifreleme (Kriptoloji)

2.2. Damgalama (Watermarking)2.2. Damgalama (Watermarking)

Sayısal formattaki bir eserin korunması amacıyla eserin içerisine gömülen sayısal bir imzadır. Sayısal damgalama değerli sayısal medyanın korunmasında şifreleme ve kopyalama korumalarının yetersiz kaldığı durumlarda son koruma yöntemi olarak önerilmektedir.

2.3. Veri Gizleme Bilimi (Steganography)2.3. Veri Gizleme Bilimi (Steganography) Steganografi (=Steganography) iki parçadan oluşan Yunanca bir kelimedir. “Steganos” örtülü/gizli, “grafi”de yazım/çizim anlamına gelir.

Modern steganografi teknik olarak, bir veriyi (mesaj) bir nesnenin içine gizli biçimde yerleştirmeyi esas almaktadır.

04/22/23

2.3 Veri Gizleme Bilimi2.3 Veri Gizleme Bilimi2.

Ver

i Giz

lem

e Te

knik

leri

2. V

eri G

izle

me

Tekn

ikle

ri

Orijinal İmge İçerisine Veri Gömülmüş Olan İmge

Veri Gizleme Yöntemlerinin

Sınıflandırılması

Veri Gizleme (Steganography)

Algoritma Düzlemine Göre Veri Ortamýna Göre Algýya Göre

Uzay Düzlemi Frekans Düzlemi

Metin Ses Ýmge Video

Yarý Saydam Görünür

Görünmez

Dayanýklý Kýrýlgan

Özel Anahtarlý Genel Anahtarlý

04/22/23

Göz 400-700 nm dalga boyundaki ışıkları algılayabilir. Gözümüzdeki renk algılayıcı hücrelerin 3 çeşit olması sebebiyle

gördüğümüz bütün renkler kırmızı, yeşil ve mavi renklerden oluşur. Her renk 8 bit ile, 1 pixel toplam 24 renk biti ile temsil edilir. (28)3 = 16.777.216 farklı renk oluşturulabilir. Histogram, bir işlem neticesinde elde edilen ölçüm sonuçlarının

dağılımını gösteren grafiktir. İmge histogramı ise sayısal bir resmin renk tonlarının dağılımını gösterir.

3. F

reka

ns S

pekt

rum

u ve

3.

Fre

kans

Spe

ktru

mu

ve

His

togr

amH

isto

gram

3. Frekans Spektrumu ve 3. Frekans Spektrumu ve HistogramHistogram

04/22/23

4. Tarak Etkisi (Comb Effect)4. Tarak Etkisi (Comb Effect) Literatürde imge içerisine veri gömülmesi temelinde geliştirilmiş birçok

uygulama bulunmaktadır. Ve bu uygulamaların neredeyse tamamı İnsan Görme Sistemi (İGS) tarafından algılanamayacak bir değişikliğe sebep olmakta ve böylece bilgi güvenliği sağlanmaktadır. Ancak İGS tarafından bozulmaların algılanamaz oluşu, imgenin veri taşıma ihtimalini ortadan kaldırmamaktadır.

Örneğin, sahip olduğu piksellerin son 2 bitine veri gömülmüş olan bir imgedeki değişiklik İGS tarafından algılanamasa da imgeye ait histogramlar bu durumu tersine çevirmektedir. Yeni oluşan imgeye ait histogramdaki dengesiz dağılıma sebep olan etken literatürde Tarak Etkisi (comb effect) olarak anılmaktadır. Bu sonuç, imgede istatistiksel (doğal) olarak bir dengesizliğe işaret etmektedir. Bu durum ise gizli veriyi taşıyan imgeler için önemli bir risk oluşturmaktadır.

4. T

arak

Etk

isi

4. T

arak

Etk

isi

04/22/23

Resmin Orijinal Görüntü ve Histogramı

Piksellerin Son 2 Bitine Veri Gömüldükten Sonraki Hali

4. Tarak Etkisi (Comb Effect)4. Tarak Etkisi (Comb Effect)4.

Tar

ak E

tkis

i4.

Tar

ak E

tkis

i

04/22/23

5. Veri Gizleme Algoritması5. Veri Gizleme Algoritması5.

Ver

i Giz

lem

e A

lgor

itm

ası

5. V

eri G

izle

me

Alg

orit

mas

ı

Tablo 1. İmge histogramına ait bazı sayısal değerler

Parlaklık Değeri 58 59 60

İmge İçerisindeki Tekrarlanma Sayısı 20 17 13

Tablo 2. İmge histogramının 1 değeri gizlendikten sonraki yeni değerleri

Parlaklık Değeri 58 59 60

İmge İçerisindeki Tekrarlanma Sayısı 19 18 13

İmgeye ait histogram grafiği ve alt-üst sınır

değerlerinin belirlenmesi

Gömü Verisi Değeri = (10)2

04/22/23

6. Geliştirilen Algoritmanın Başarım Analizi

6. G

eliş

tiri

len

Alg

orit

man

ın

6. G

eliş

tiri

len

Alg

orit

man

ın

Baş

arım

Ana

lizi

Baş

arım

Ana

lizi

Geliştirilen algoritmanın uygulandığı resimlerde histogram bilgileri kullanıldığından, Geometrik Ataklar sonucunda gizlenmiş olan verilerin bozulması ihtimali ortadan kalkmaktadır.

Çünkü Geometrik Ataklar, piksellerin imge içerisindeki yerini değiştirmekte fakat histogram üzerinde herhangi bir etkiye sahip olmamaktadır.

04/22/23

6. Geliştirilen Algoritmanın Başarım Analizi

6. G

eliş

tiri

len

Alg

orit

man

ın

6. G

eliş

tiri

len

Alg

orit

man

ın

Baş

arım

Ana

lizi

Baş

arım

Ana

lizi

Chrysochos ve ark. Önerilen Algoritma

PSNR Değeri Gömü Verisi PSNR Değeri Gömü Verisi

Lena 54,12 360 bit 62,75 665 bit

Baboon 53,10 300 bit 59,25 747 bit

Peppers 55,18 300 bit 56,01 700 bit

04/22/23

6. Geliştirilen Algoritmanın Başarım Analizi

6. G

eliş

tiri

len

Alg

orit

man

ın

6. G

eliş

tiri

len

Alg

orit

man

ın

Baş

arım

Ana

lizi

Baş

arım

Ana

lizi

04/22/23