[논문]Triple-A 알고리즘과 한글자모를 기반한 안전한 스테가노그래피

지선수

doi:10.17661/jkiiect.2018.11.5.507

Triple-A 알고리즘과 한글자모를 기반한 안전한 스테가노그래피
Secure Steganography Based on Triple-A Algorithm and Hangul-jamo 원문보기

한국정보전자통신기술학회논문지 = Journal of Korea institute of information, electronics, and communication technology, v.11 no.5, 2018년, pp.507 - 513

지선수 (Department of software, Gangneung Wonju National University)

초록
AI-Helper

스테가노그래피는 송신자와 신뢰하는 수신자를 제외하고, 어떤 사람도 비밀 메시지의 존재 자체를 알지 못하도록 숨겨진 메시지를 이용하는 기법이다. 이 논문에서는 24 비트 컬러 이미지를 커버 매체로 적용한다. 그리고 24 비트컬러 이미지에는 빨강, 녹색 및 파랑에 해당하는 세 가지 구성 요소가 있다. 이 논문에서는 Triple-A 알고리즘을 사용하여 LSB 비트의 수와 사용할 컬러 채널을 임의로 선택하여 비밀 (한글) 메시지를 숨기는 이미지 스테가노그래피 방법을 제안한다. 이 논문은 비밀 문자를 초성, 중성, 종성으로 나누고, 교차, 암호화 및 임의 삽입 위치를 적용하여 견고성과 기밀성을 강화한다. 제안된 방법의 실험결과는 삽입용량과 상관성이 우수하고, 허용 이미지 품질수준임을 보였다. 또한 이미지 품질을 고려할 때 LSB의 크기를 2이하로 하는 것이 효율적임을 확인하였다.

Abstract ▼ AI-Helper

Steganography is a technique that uses hidden messages to prevent anyone apart from knowing the existence of a secret message, except the sender and trusted recipients. This paper applies 24 bit color image as cover medium. And a 24-bit color image has three components corresponding to red, green and blue. This paper proposes an image steganography method that uses Triple-A algorithm to hide the secret (Hangul) message by arbitrarily selecting the number of LSB bits and the color channel to be used. This paper divides the secret character into the chosung, jungsung and jongsung, and applies crossover, encryption and arbitrary insertion positions to enhance robustness and confidentiality. Experimental results of the proposed method show that insertion capacity and correlation are excellent and acceptable image quality level. Also, considering the image quality, it was confirmed that the size of LSB should be less than 2.

주제어

표/그림 (7)

표 표 1. Seed1(S1) 난수 사용법 Table 1. Seed1(S1) random number usage
표 표 2. Seed2(S2) 난수 사용법 Table 2. Seed2(S2) random number usage
표 표 3. 한글 음절구조에서 이용되는 코드 Table 3. Code used in Hangul syllables structure
그림 그림 1. Triple-A 알고리즘의 순서도 Fig. 1. Flow chart of Triple-A algorithm
그림 그림 2. RGB 자료에서 LSB 은닉 Fig. 2. LSB hidding in RGB data
그림 그림 3. 이미지 스테가노그래피의 히스토그램 Fig. 3. Image steganography histogram
표 표 4. 커버 이미지에 비밀 메시지를 삽입한 결과 Table 4. The result of inserting a secret message into the cover image

AI 본문요약
AI-Helper

* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

제안 방법

Manjula 등은 공간 영역에서 해시 기반 LSB(2-3-3) 기법을 제안하였으며, 기존의 해시 기반 LSB(3-3-2) 삽입 기법에 비해 최대신호잡음비(PSNR, peak signal to noise ratio) 값이 향상되었음을 보여준다. 또한 정규화된 절대오차(NAE, normalized absolute error)를 이용하여 커버 이미지의 일치성을 확인하였다[7].
조합형 한글을 은닉할 경우 삽입용량과 저항성 측면에서 효율성을 개선하기 위해 다음의 방법을 고려한다. 비밀 문자를 초성, 중성 종성으로 분리한 후 변환표에 의해 이진화 코드로 재정렬한 후 Triple-A 알고리즘을 기반으로 비밀(한글) 메시지를 커버 매체에 삽입하는 방법을 제안한다.
스테고 매체의 이미지 품질을 위해 PSNR 값을 계산하여 비교하였다. 제안된 커버 매체에 대한 스테고 매체의 이미지 품질은 (1)식을 이용하여 평가한다[9,11].
커버 매체에 비밀 메시지를 숨길 경우 저항성, 삽입용량, 비인지성이 상충관계를 이루기 때문에 어느 한 쪽 측면을 집중하여 적용할 수 없다[1-2]. 여기에서는 3가지 요소인 저항성, 삽입용량, 비인지성을 모두 만족할 수 있는 Triple-A 알고리즘을 기반으로 비밀(한글) 메시지를 커버 매체에 삽입하는 방법을 제안한다.

대상 데이터

논문에서 사용된 비밀 메시지의 크기는 2, 4, 8, 16 바이트이며, 커버 매체의 크기는 11,772 바이트이다. 3.
여기에서 비밀 메시지는 “한국청년열정순수로승부하다”로 하였으며, S1은 6 즉, R, G, B 구성요소 모두를 선택하였다.

이론/모형

논문에서 사용된 비밀 메시지의 크기는 2, 4, 8, 16 바이트이며, 커버 매체의 크기는 11,772 바이트이다. 3.1에서 제안된 방법으로 비밀 메시지를 은닉하며, 알고리즘을 구현하는 과정은 J2SE와 Matlab을 이용하였다. 여기에서 비밀 메시지는 “한국청년열정순수로승부하다”로 하였으며, S1은 6 즉, R, G, B 구성요소 모두를 선택하였다.

성능/효과

R, G, B 영역 각각의 최하위 비트에서 1비트 혹은 2비트에 비밀 메시지를 삽입하는 것은 PSNR과 상관성 측면에서 매우 효율적임을 확인하였다. 또한 스테고 매체의 이미지 품질이 PSNR의 최저 수준을 모두 만족함을 확인하였다.
또한 스테고 매체의 이미지 품질이 PSNR의 최저 수준을 모두 만족함을 확인하였다. Triple-A 알고리즘을 기반으로 비밀(한글) 메시지를 커버 매체에 삽입할 경우 저항성, 삽입용량, 비인지성을 모두 만족하는 결과를 확인하였다. 그리고 교차와 암호화, S2-LSB를 적용함으로 저항성과 기밀성 측면에서 한글의 초성, 중성, 종성의 변형된 정보를 은닉하는 효율적인 방법임을 확인하였다.
Triple-A 알고리즘을 기반으로 비밀(한글) 메시지를 커버 매체에 삽입할 경우 저항성, 삽입용량, 비인지성을 모두 만족하는 결과를 확인하였다. 그리고 교차와 암호화, S2-LSB를 적용함으로 저항성과 기밀성 측면에서 한글의 초성, 중성, 종성의 변형된 정보를 은닉하는 효율적인 방법임을 확인하였다.
낮은 색상 값은 픽셀 전체 색상에 작은 영향을 미치기 때문에 픽셀 강도가 낮을수록 더 많은 비트가 변경될 수 있다. 따라서 R(빨강), G(녹색), B(파랑) 사이의 낮은 값의 채널을 선택하여 LSB에 정보를 저장하는 것이 효율적이며, 픽셀의 시각적 품질을 저하시키지 않으며, 최대 4비트를 수용할 수 있음을 보였다[8-10].
에서 S2값에 따라 이미지 품질과 삽입 용량을 확인할 수 있다. 또한 비밀메시지를 다르게 하여 32회 반복 작업을 한 결과 S2가 1일 때 커버 매체와 스테고 매체의 유사 중복률은 48.6%이며, 2일 때 17.5%, 3일 때 11.1% 내외임을 보였으며, Chan과 Cheng이 제시한 PSNR의 최저 기준[11]과 비교할 경우 유사성 측면에서도 PSNR 값이 50.76으로 PSNR의 최저 기준을 모두 만족하였다. 또한 상관계수가 0.
76으로 PSNR의 최저 기준을 모두 만족하였다. 또한 상관계수가 0.995로 비밀 메시지가 삽입된 전과 후 매체에 대해 픽셀 값의 상관성이 매우 높게 나타났음을 확인하였다. 삽입용량 측면에서 LSB의 크기(S2)를 크게 하는 것이 유리하지만 이미지 품질을 고려할 때 2이하로 하는 것이 좋음을 확인하였다.
R, G, B 영역 각각의 최하위 비트에서 1비트 혹은 2비트에 비밀 메시지를 삽입하는 것은 PSNR과 상관성 측면에서 매우 효율적임을 확인하였다. 또한 스테고 매체의 이미지 품질이 PSNR의 최저 수준을 모두 만족함을 확인하였다. Triple-A 알고리즘을 기반으로 비밀(한글) 메시지를 커버 매체에 삽입할 경우 저항성, 삽입용량, 비인지성을 모두 만족하는 결과를 확인하였다.
995로 비밀 메시지가 삽입된 전과 후 매체에 대해 픽셀 값의 상관성이 매우 높게 나타났음을 확인하였다. 삽입용량 측면에서 LSB의 크기(S2)를 크게 하는 것이 유리하지만 이미지 품질을 고려할 때 2이하로 하는 것이 좋음을 확인하였다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	디지털 정보를 송수신할 때 암호화 기법과 정보은닉 기법을 혼합하여 사용하는 이유는 무엇인가?	지능정보사회에서 정보의 편리성과 보안성을 기반으로, 디지털 정보가 네트워크를 통해 소통되고 있으며, 사용범위는 확장되고, 고도화되고 있다. 디지털 정보를 송수신할 때 저항성을 높이고 신뢰적인 보안성 확보를 위해 암호화 기법과 정보은닉 기법을 혼합하여 사용하고 있다. 인터넷 공간에서 송수신되는 많은 매체를 이용하여 정보를 은닉할 수 있으며, 스테가노그래피에 일반적으로 사용되는 주요 방법 중 하나는 이미지 픽셀에 메시지를 숨기는 과정을 포함한다.
	스테가노그래피란 무엇인가?	스테가노그래피는 송신자와 신뢰하는 수신자를 제외하고, 어떤 사람도 비밀 메시지의 존재 자체를 알지 못하도록 숨겨진 메시지를 이용하는 기법이다. 이 논문에서는 24 비트 컬러 이미지를 커버 매체로 적용한다.
	R(빨강), G(녹색), B(파랑) 사이의 낮은 값의 채널을 선택하여 LSB에 정보를 저장하는 것이 효율적인 이유는 무엇인가?	낮은 색상 값은 픽셀 전체 색상에 작은 영향을 미치기 때문에 픽셀 강도가 낮을수록 더 많은 비트가 변경될 수 있다. 따라서 R(빨강), G(녹색), B(파랑) 사이의 낮은 값의 채널을 선택하여 LSB에 정보를 저장하는 것이 효율적이며, 픽셀의 시각적 품질을 저하시키지 않으며, 최대 4비트를 수용할 수 있음을 보였다[8-10].

참고문헌 (12)

S. S. Ji, "A Study of Hangul Text Steganography based on Genetic Algorithm", KIISC, Vol. 21, No. 3, pp. 7-12, 2016.
S. Alam1, S M Zakariya and N. Akhta, "Analysis of Modified Triple-A Steganography Technique using Fisher Yates Algorithm", International Conference on Hybrid Intelligent Systems, pp. 207-212, 2014.
N. Tiwari1 and M. Shandilya, "Secure RGB Image Steganography from Pixel Indicator to Triple Algorithm-An Incremental Growth", International Journal of Security and Its Applications, Vol. 4, No. 4, pp. 53-62, 2010.
Shahin Shabnam and K Hemachandran, "LSB based Steganography using Bit masking method on RGB planes", International Journal of Computer Science and Information Technologies, Vol. 7, No. 3, pp. 1169-1173, 2016.
K. L. Prasad and T. Ch. Malleswara Rao, "A Novel Secured RGB LSB Steganography with Enhanced Stego-Image Quality", Int. Journal of Engineering Research and Applications, Vol. 3, Issue 6, pp. 1299-1303, 2013.
Mamta Jain and Pallavi Kumari, "A Survey on Digital Image Steganography using RGB Color Channel", Suresh Gyan Vihar University International Journal of Environment, Science and Technology, Vol. 3, Issue 1, pp. 21-25, 2017.
G. R. Manjula and Ajit Danti, "A Novel Hash based Least Significant Bit(2-3-3) Image Steganography in Spatial Domain", International Journal of Security, Privacy and Trust Management, Vol. 4, No. 1, pp. 11-20, 2015.
Md. M. Rahman, P. K. Mondal, I. Mandal and H Sultana, "Secure RGB Image Steganography Based on Triple-A Algorithm and Pixel Intensity", IJSER, Vol. 7, Issue 3, pp. 864-869, 2016.
A. Gutub, A. Al-Qahtani and A. Tabakh, "Triple-A: Secure RGB Image Steganography Based on Randomization", ACS/IEEE International Conference on Computer Systems and Applications, pp. 400-403, 2009.
Marwa M. Emamm, Abdelmgeid A. Aly and Fatma A. Omara, "A Modified Image Steganography Method based on LSB Technique", International Journal of Computer Applications, Vol. 125, No. 5, pp. 12-17, 2015.
C. K. Chan and L. M. Cheng, "Hiding Data in Images by Simple LSB Substitution", Pattern Recognition, Vol. 37, No. 3, pp. 469-474, 2004.

상세보기
G. Swain and S. K. Lenka, "Classification of Image Steganography Techniques in Spatial Domain: A Study", International Journal of Computer Science& Engineering Technology, Vol. 5, No. 3, pp. 219-232, 2014.

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

내보내기 구분	파일저장 인쇄 메일전송
구성항목	기본정보 상세정보 관리번호, 논문명, 저널/프로시딩명, 저자 , 발행년, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, 발행기관 관리번호, 논문명, 대등논문명, 저자 , 저널/프로시딩명, 발행기관, 발행년, 발행언어, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, ISBN, ISSN, 주제분야, 키워드, 초록(한글), 초록(영문), 저자(소속기관)
저장형식	Text(ASCII format) Excel format RefWorks Direct Export RIS format (for Reference Manager, ProCite, EndNote), Scholar's Aids, Mendeley
메일정보	받는사람 (필수) @ 보내는사람 (선택) @ 제목 내용 KISTI 검색결과 이메일 서비스
안내	총 건의 자료가 검색되었습니다. 다운받으실 자료의 인덱스를 입력하세요. (1-10,000) 검색결과의 순서대로 최대 10,000건 까지 다운로드가 가능합니다. 데이타가 많을 경우 속도가 느려질 수 있습니다.(최대 2~3분 소요) 다운로드 파일은 UTF-8 형태로 저장됩니다. 파일의 내용이 제대로 보이지 않을실 때는 웹브라우저 상단의 보기 -> 인코딩 -> 자동선택 여부를 확인하십시오. ~ Text(ASCII format) Excel format

연합인증