[論文レビュー] Novel Framework for Hidden Data in the Image Page within Executable File Using Computation between Advanced Encryption Standard and Distortion Techniques

A. W. Naji, Shihab A. Hameed+5 more|ArXiv.org|Aug 3, 2009

Advanced Steganography and Watermarking Techniques参考文献 4被引用数 28

ひとこと要約

本論文は、暗号化されたデータを実行可能ファイル（EXE）の画像ページに埋め込む新しいステガノグラフィー枠組みを提案する。この枠組みは、アドバンスド・エナクラプション・ステンダード（AES）と歪み技術（DT）を組み合わせたハイブリッド手法を採用しており、カバー・ファイルのサイズを変更せずに安全なデータの隠しと回収を可能にする。4段階の埋め込みプロセスと3段階の抽出プロセスにより、デジタルフォレンジックスおよび安全なデータ送信における耐性のある解決策を提供する。

ABSTRACT

The hurried development of multimedia and internet allows for wide distribution of digital media data. It becomes much easier to edit, modify and duplicate digital information. In additional, digital document is also easy to copy and distribute, therefore it may face many threats. It became necessary to find an appropriate protection due to the significance, accuracy and sensitivity of the information. Furthermore, there is no formal method to be followed to discover a hidden data. In this paper, a new information hiding framework is presented.The proposed framework aim is implementation of framework computation between advance encryption standard (AES) and distortion technique (DT) which embeds information in image page within executable file (EXE file) to find a secure solution to cover file without change the size of cover file. The framework includes two main functions; first is the hiding of the information in the image page of EXE file, through the execution of four process (specify the cover file, specify the information file, encryption of the information, and hiding the information) and the second function is the extraction of the hiding information through three process (specify the stego file, extract the information, and decryption of the information).

研究の動機と目的

• インターネットとマルチメディアの急速な発展に伴い、デジタルメディアが不正アクセス、改ざん、不正複製の脅威にさらされるようになっていることに対処する。
• 現在標準化されたアプローチが不足しているため、デジタル・ファイル内の隠しデータの検出および抽出を形式的かつ信頼性高く行う方法を開発する。
• ファイルサイズを変更せずに、EXEファイルの画像セクションに機密情報を安全に埋め込むステガノグラフィー枠組みを設計する。
• AES暗号化と歪み技術を統合することで、データの機密性と完全性を確保し、耐性のある情報隠しを実現する。
• 最小限の検出可能性と高いセキュリティを実現する、埋め込みと抽出の両機能を備えた二重機能システムを提供する。

提案手法

• フレームワークは、データ埋め込みのための画像ページを含む対象のEXEファイルをカバー媒体として指定することから始める。
• 機密情報はまず、機密性を確保するため、アドバンスド・エナクラプション・ステンダード（AES）を用いて暗号化される。
• 暗号化されたデータは、検出を避けるために画素値をわずかに変更する歪み技術（DT）を用いて、EXEファイルの画像ページに埋め込まれる。
• 埋め込みプロセスは、元のファイルサイズを維持するように設計されており、メタデータやサイズに起因する異常を生じさせない。
• 抽出の際には、ステゴファイルが指定され、逆歪み技術を用いて画像セクションから隠しデータが回収される。
• 回収されたデータはAESを用いて復号され、元の機密メッセージが回復される。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 実行可能ファイルのサイズや構造を変更せずに、機密データを安全に埋め込む方法は何か？
• RQ2 暗号化とステガノグラフィーを効果的に組み合わせることで、ステガノグラフィー・システムにおけるデータセキュリティを強化する最良の方法は何か？
• RQ3 歪み技術をEXEファイルの画像セクションに効果的に適用することで、検出されない形で暗号化されたデータを隠すことは可能か？
• RQ4 単一のファイル形式内で、信頼性高く隠し情報を埋め込みおよび抽出できる二重機能システムを設計するにはどうすればよいか？
• RQ5 実行可能ファイルにおいて、AES暗号化と歪みベースのステガノグラフィーを組み合わせた場合、達成可能なセキュリティと検出不能性の水準はどの程度か？

主な発見

• 提案されたフレームワークは、ファイルサイズを変更せずにEXEファイルの画像ページに暗号化されたデータを効果的に埋め込み、カバー媒体の整合性を維持している。
• AES暗号化と歪み技術の統合により、強力なデータ機密性と cryptanalysis に対する耐性が確保されている。
• 構造化された3段階の抽出プロセスを経て、安全な埋め込みと信頼性の高い抽出を含む、情報隠しの完全なライフサイクルをサポートしている。
• 一般的なファイル形式（EXE）に情報を隠すという点で、本フレームワークは実用的で、ステガノグラフィー研究においてしばしば無視されがちな分野をカバーしている。
• 実装は6ページのIEEE準拠フォーマットで行われ、形式的かつ再現可能な隠しデータ埋め込みアプローチを示しており、デジタルフォレンジックスおよび安全な通信アプリケーションへの応用可能性を示している。
• フレームワークは実装を経て検証されており、実用的導入の可能性を示している。