[論文レビュー] Design And Implementation Of Multilevel Access Control In Medical Image Transmission Using Symmetric Polynomial Based Audio Steganography

J. Nafeesa Begum, Krishnan Kumar+1 more|arXiv (Cornell University)|Apr 10, 2010

Advanced Steganography and Watermarking Techniques参考文献 13被引用数 6

ひとこと要約

本稿では、対称多項式に基づく音声ステガノグラフィーを用いた、安全な医療画像送信のためのマルチレベルアクセス制御システムを提案する。この手法は、鍵に依存するステガノグラフィック手法を用い、1フレームあたり2ビットの位置に医療画像を埋め込むことで、階層的鍵の導出と動的アクセス制御を実現し、計算コストを低く抑えながら高いセキュリティを確保する。

ABSTRACT

...The steganography scheme makes it possible to hide the medical image in different bit locations of host media without inviting suspicion. The Secret file is embedded in a cover media with a key. At the receiving end the key can be derived by all the classes which are higher in the hierarchy using symmetric polynomial and the medical image file can be retrieved. The system is implemented and found to be secure, fast and scalable. Simulation results show that the system is dynamic in nature and allows any type of hierarchy. The proposed approach performs better even during frequent member joins and leaves. The computation cost is reduced as the same algorithm is used for key computation and descendant key derivation. Steganographic technique used in this paper does not use the conventional LSB's and uses two bit positions and the hidden data occurs only from a frame which is dictated by the key that is used. Hence the quality of stego data is improved.

研究の動機と目的

• 医療画像送信システムにおける安全でスケーラブルかつ動的アクセス制御のニーズに対処すること。
• 上位の階層レベルに所属する承認済みユーザーのみが、機密性の高い医療画像にアクセスできることを保証すること。
• 鍵管理および画像取得プロセスにおける計算オーバーヘッドを低減すること。
• 従来のLSB手法を避けて、鍵によって指定されたビット位置を用いることで、ステガノグラフィックの品質を向上させること。
• アクセス階層におけるユーザーの参加・退去を効率的に処理できること。

提案手法

• 階層的アクセス制御のための暗号鍵の生成および導出に、対称多項式補間を用いる。
• ステガノグラフィック埋め込みのためのカバー媒体として音声ファイルを用い、検出の難しさを確保する。
• 秘密鍵によって決定される2つの特定のビット位置にデータを埋め込み、ステゴ効果の質を向上させる。
• 鍵計算および従属鍵の導出に同じアルゴリズムを適用することで、計算オーバーヘッドを最小限に抑える。
• 柔軟なアクセス階層とメンバー変更をサポートする動的鍵導出メカニズムを採用する。
• 最小有意ビット（LSB）の操作を避けるステガノグラフィック技術を用いることで、歪みを低減し、データ整合性を向上させる。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 医療画像送信に適したスケーラブルかつ動的マルチレベルアクセス制御メカニズムは、どのように設計できるか？
• RQ2 対称多項式に基づく鍵生成は、階層的ユーザー役割間で安全かつ効率的なアクセス制御を保証できるか？
• RQ3 提案手法のステガノグラフィック手法は、従来のLSBベースのアプローチと比較して、どのようにデータ品質を向上させるか？
• RQ4 アクセス階層における頻繁なユーザー参加・退去が、性能にどのような影響を与えるか？
• RQ5 音声フレームにおける鍵によって指定されたビット位置を用いることで、ステガノグラフィックのセキュリティおよび目立たなさはどの程度向上するか？

主な発見

• 対称多項式に基づく鍵管理とLSBでないステガノグラフィーの採用により、本システムは高いセキュリティを示した。
• LSBの操作を回避し、1フレームあたり2つの鍵によって指定されたビット位置を用いることで、ステガノグラフィック手法はデータ品質を向上させた。
• 同じアルゴリズムを鍵計算および鍵導出に再利用することで、本システムは計算的に効率的であった。
• 動的ユーザー管理が可能であり、頻繁なメンバーの参加・退去に対しても良好に動作した。
• シミュレーション結果から、本システムのスケーラビリティおよびさまざまなアクセス階層構造への適応性が確認された。
• 本手法により、階層の上位レベルに所属するユーザーのみが、導出された鍵を用いて埋め込まれた医療画像を復元できることを保証した。