МОДЕЛЮВАННЯ І ОЦІНКА ОБЧИСЛЮВАЛЬНОЇ СКЛАДНОСТІ ОСНОВНИХ ПРОЦЕДУР, ПОЧАТКОВИХ ЕТАПІВ ГІБРИДНОГО СТЕГАНОАЛГОРИТМУ

Анотація

У сучасних умовах зростання кіберзагроз стеганографія відіграє ключову роль у забезпеченні конфіденційності даних, приховуючи їх у масивах цифрових даних (зображення, звук, файлові системи тощо). На відміну від криптографії, стеганографія приховує сам факт передачі інформації, що робить її незамінною для захисту даних в інформаційно-комунікаційних системах з обмеженими ресурсами. Необхідність створення енергоефективних і адаптивних алгоритмів, які поєднують стійкість контенту, високу якість контейнера та низьку обчислювальну складність, підкреслює актуальність проведених досліджень. У роботі проведена оцінка обчислювальної складності процедур попередньої обробки вхідних даних та визначено їх вплив на ефективність подальшої інкапсуляції даних. В якості основи для моделювання обрано один із можливих варіантів згладжування малоінформативних областей вихідних зображень. Виконано оцінку: - продуктивності за часом виконання для різних типів зображень; показником PSNR; ймовірності кольорового перепаду яскравості та кількістю сформованих опорних блоків (ОБ) зображень. В ході моделюванні досліджено наслідки згладжування текстур вихідних зображень в умовах варіювання розміру матриць згладжування та значення різниці яскравості пікселів. Зроблено підрахунок базових операцій (арифметичних, логічних, порівнянь) для кожного блоку та визначена загальна складність відповідних етапів алгоритму. Експериментальна оцінка проводилася шляхом вимірювання часу виконання процедур, оцінці якості зображень за метрикою PSNR, розрахунком ймовірності перепаду яскравості та підрахунком кількості сформованих серій ОБ. Для оцінки ефективності досліджуваних процедур, використані тестові зображення із різними текстурними характеристиками. Отримані результати підтвердили, що етап попереднього згладжування покращує вихідні умови для формування серій ОБ (порівняно з їх відсутністю). Впровадження етапу згладжування забезпечує зменшення шуму у малоінформативних областях, що сприяє підвищенню однорідності блоків та розширює діапазон комбінаторики наявних параметрів кодування (як спосіб протидії спробам неавторизованого вилучення контенту). Гнучке налаштування розміру блоку та значень порогу загрублення яскравості елементів зображень, дозволяє забезпечити адаптацію процесу згладжування до різних типів зображень та поточних ресурсних обмежень використовуваних апаратних платформ. Запропонований підхід до попередньої обробки даних, створює потрібні умови для формування серій ОБ, покращує стійкість контенту та підтримує низькій рівень візуальних спотворень. Адаптивне налаштування параметрів згладжування дозволяє ефективно використовувати алгоритм на платформах з обмеженими ресурсами. Це робить його перспективним для застосування в складі мобільних додатків. Отримані результати сприяють подальшому удосконаленню стеганографічних методів захисту інформації та відкривають нові перспективи для подальших досліджень.