TOWARDS ENHANCED STEGANOGRAPHIC METHOD FOR SECURE DATA TRANSMISSION OVER THE INTERNET. Masters thesis, King Fahd University of Petroleum and Minerals.

Preview

PDF TOWARDS_ENHANCED_STEGANOGRAPHIC_METHOD_FOR_SECURE_DATA_TRANSMISSION_OVER_THE_INTERNET.pdf Download (4MB) | Preview

Arabic Abstract

مع زيادة الاعتماد على شبكة الإنترنت في الآونة الأخيرة فى شتى ميادين الحياة ازدادت أهمية المحافظة على سرية البيانات أثناء نقلها على تلك الشبكة. ويعد مجال الاستيجانوجرافي (Steganography) أحد المجالات الحيوية لتحقيق ذلك؛ حيث يقوم بتضمين البيانات المراد الحفاظ على سريتها في وسط آخر (كرسالة نصية، أو صورة، أو مقطع صوت أو فيديو) عند المُرسِل قبل عملية نقلها ثم يقوم باسترجاعها عند المُستقبِل. ورغم أن هناك طرق عديدة لإخفاء البيانات في الصور، لا يزال هذا المجال بحاجة لطرق مبتكرة وفعالة للإخفاء مع تزايد اساليب القرصنة. في هذة الرسالة تم دراسة عدة طرق مختلفة لإخفاء البيانات في الصور، وتم اقتراح وتطوير نظام إخفاء يهدف إلى زيادة القدرة على تضمين كمية أكبر من البيانات مع زيادة الحماية لهذة البيانات دون تأثير ملحوظ على جودة الصور المستخدمة في عملية الإخفاء. ويعتمد النظام المُقترح في هذة الرسالة على ثلاثة أساليب: المُعامل المُتداخل (Modulus overlapping)، التدوير العشوائي للكتلة (Chaotic block rotation)، وأسلوب تحديد الحواف للصورة باستخدام المنطق الضبابي (Fuzzy-edge detection). حيث يهدف الأسلوب الأول في الأساس إلى زيادة كمية البيانات المخفية في كل عنصر (بكسل) من عناصر الصورة، ويهدف الأسلوب الثاني إلى زيادة حماية البيانات المخفية في الصورة، بينما يهدف الأسلوب الثالث إلى الحفاظ على جودة الصورة بعد إخفاء البيانات فيها. كما قمنا في هذة الرسالة بإجراء العديد من التجارب لتقييم نظام الإخفاء المُقترح ومُقارنته مع طرق مختلفة.

English Abstract

Transferring data over the Internet has become a norm in our daily activities. Consequently, the need for more effective and robust security mechanisms to protect confidential data has substantially increased. Steganography is one of the widely used methods to hide secret data into other multimedia data (such as images, text, audio or video). Although a lot of research has been done to design good steganographic approaches, this field is still attracting the attention of many researchers due to the rapid spread of digital media and the fast growing sophistication in hacking methods. In this work, we studied several existing methods for information hiding in digital images. Then, a new steganographic system was proposed to enhance the capacity, invisibility and security of the resulting stego images. The proposed system depends on three functions: modulus overlapping, chaotic block rotation and fuzzy-edge detection. The modulus overlapping is mainly to increase the embedding capacity by utilizing each pixel in the image individually. The chaotic function is to improve the security further by adding another level of challenge that makes the detection and extraction of embedded data much harder for any unauthorized person. Finally, the fuzzy-edge detection is to enhance the invisibility of the stego-image by dealing with the edge ambiguity problem. We developed a prototype for the proposed system and several experimental tests were conducted to evaluate and compare its effectiveness with several other related methods. We also explored how robust these methods are to resist a number of well-known steganalytic attacks. The results showed that the proposed system increased the embedding capacity and security while preserving a satisfactory quality with more than 30dB weighted peak signal to noise ratio. For instance, the average capacity has increased by almost a factor of 2 more than the original PVD (with a slight degradation in the image quality). We have also found that the security of the proposed system is excellent against the histogram attacks comparing to almost all surveyed methods. Using chaotic rotation in the proposed system significantly reduced the unusual steps in the pixel-pair difference histogram.

Item Type:	Thesis (Masters)
Subjects:	Computer
Department:	College of Computing and Mathematics > Computer Engineering
Committee Advisor:	El-Alfy, El-Sayed
Committee Members:	Al-Khatib, Wasfi and Baig, Zubair
Depositing User:	AL-SADI AZ AHMED (g200804300)
Date Deposited:	12 Dec 2012 05:14
Last Modified:	01 Nov 2019 15:37
URI:	http://eprints.kfupm.edu.sa/id/eprint/138804