Аннотация. В этой работе развивается методика цифрового маркирования аудиосигналов, ориентированная на передачу данных через воздушный аудиоканал. Внедряемый цифровой маркер занимает весь слышимый частотный диапазон. Цифровой маркер кодирует один бит информации. Решение о значении переданного бита выносится на основании знака центрального значения взаимно-корреляционной функции. Предлагаются две методики построения цифрового маркера. Обе методики специально ориентированы на частотные свойства обычных аудиосигналов. Невысокая вычислительная сложность предлагаемого метода маркирования позволяет использовать его для беспроводного обмена информацией между обычными смартфонами. Методика позволяет выполнять цифровое маркирования как речевых, так и музыкальных аудиосигналов без появления каких-либо заметно слышимых артефактов. Информация внедряется в виде маркера в частотную область аудиосигнала путем амплитудной модуляции его частотных составляющих. Эта работа снабжена результатами имитационного моделирования и натурных экспериментов, подтверждающих применимость методики для скрытой передачи данных через воздушный аудиоканал.Ключевые слова: цифровой маркер, аудиосигнал, скрытая передача данных, воздушный аудиоканал, акустическая связь, стегоаудиосигнал.

Ensuring the robustness of digital audio watermarking under the influence of interference, various transformations and possible attacks is an urgent problem. One of the most used and fairly stable marking methods is the patchwork method. Its robustness is ensured by the use of expanding bipolar numerical sequences in the formation and embedding of a watermark in a digital audio and correlation detection in the detection and extraction of a watermark. An analysis of the patchwork method showed that the absolute values of the ratio of the maximum of the autocorrelation function (ACF) to its minimum for expanding bipolar sequences and extended marker sequences used in traditional digital watermarking approach 2 with high accuracy. This made it possible to formulate criteria for searching for special expanding bipolar sequences, which have improved correlation properties and greater robustness. The article developed a mathematical apparatus for searching and constructing limit-expanding bipolar sequences used in solving the problem of robust digital audio watermarking using the patchwork method. Limit bipolar sequences are defined as sequences whose autocorrelation functions have the maximum possible ratios of maximum to minimum in absolute value. Theorems and corollaries from them are formulated and proved: on the existence of an upper bound on the minimum values of autocorrelation functions of limit bipolar sequences and on the values of the first and second petals of the ACF. On this basis, a rigorous mathematical definition of limit bipolar sequences is given. A method for searching for the complete set of limit bipolar sequences based on rational search and a method for constructing limit bipolar sequences of arbitrary length using generating functions are developed. The results of the computer simulation of the assessment of the values of the absolute value of the ratio of the maximum to the minimum of the autocorrelation and cross-correlation functions of the studied bipolar sequences for blind reception are presented. It is shown that the proposed limit bipolar sequences are characterized by better correlation properties in comparison with the traditionally used bipolar sequences and are more robust.

М.В. ГОФМАН МЕТОДИКА СКРЫТОЙ ПЕРЕДАЧИ ДАННЫХ ПРИ СВЯЗИ ЧЕРЕЗ ВОЗДУШНЫЙ АУДИОКАНАЛГофман М.В. Методика скрытой передачи данных при связи через воздушный аудиоканал. Аннотация. В этой статье предлагается методика скрытой передачи информации в слышимой области частотного спектра воздушной среды, а именно -построения, внедрения, выделения и восстановления скрываемого сигнала, когда передача осуществляется через воздушный аудиоканал. Скрываемый сигнал состоит из двух частей. Одна часть используется для синхронизации, а другая часть -информационная. В основе синхронизационной части лежит последовательность Касами, тогда как в основе информационной -кодовое слово кода БЧХ. Обе части скрываемого сигнала получаются путем специального кодирования своих двоичных элементов. При выполнении этого кодирования используются последовательности Голда и RZ коды. В качестве скрывающего или несущего сигнала используется аудиосигнал, который может представлять собой как речь, так и музыку. Построение стегоаудиосигнала выполняется путем внедрения скрываемого сигнала в частотную область скрывающего сигнала. Внедрение представляет собой амплитудную модуляцию отдельных спектральных составляющих скрывающего сигнала. В статье аналитически рассматривается вопрос возможности восстановления скрываемого сигнала, после передачи стегоаудиосигнала через воздушный аудиоканал. Статья снабжена результатами имитационного моделирования и натурных экспериментов передачи стегоаудиосигнала через воздушный аудиоканал.Ключевые слова: аудиосигнал, стеганография, воздушный аудиоканал, воздушный зазор, последовательность Касами, последовательность Голда, БЧХ код, RZ код.1. Введение. Компьютеры, которым требуется обеспечить повышенную безопасность, обычно изолируют. Множество видов изоляции объединяют под таким понятием, как «воздушный зазор» (air-gap). Скрытая передача информации через воздушный зазор всегда привлекает к себе внимание исследователей. Классификацию методов сокрытия информации можно найти в статье [1].Если компьютер, находящийся за воздушным зазором, оснащен динамиком и микрофоном, то их в принципе возможно использовать в качестве средств для скрытой передачи информации. Так, рядом расположенные мобильные телефоны и ноутбуки можно объединить в беспроводную скрытую сеть утечки информации (mesh networks) [2]; чтобы окружающие люди не слышали саму передачу, пока что для таких сетей требуется использовать динамики и микрофоны, способные работать на частотах, близких к ультразвуку, что, конечно, ограничивает круг устройств весьма дорогостоящими. Вообще задача использования аудиосигналов в качестве «контейнеров» для скрытой передачи дополнительной информации, обычно называемой цифровым водяным знаком, привлекает к себе большое внимание [3, 4, 5, 6, 7]. Есть методики передачи стегоаудиосигналов через радиоканалы и проводные каналы [8]. Однако передача стегоаудиосигналов через воздушный аудиоканал или, иными словами, через слышимый частотный спектр воздушной среды требует разработки и использования таких методик построения сигналов и их внедрения в несу...

No abstract

No abstract