자기참조 가상 패리티 비트를 이용한 XOR기반의 고화질 정보은닉 기술

Abstract

최근 들어 정보은닉기술에 대한 필요성이 많이 증가되고 있으며 국제치안, 군사 그리고 의료영상 등의 분야에서 그 예를 많이 볼 수 있다. 본 논문에서는 한 픽셀의 다수 MSB(MSBs: Most Significant Bits)의 Parity Bit를 이용하여 gray영상에 대해 정보를 은닉하는 방법을 제안한다. 스테가노그라피(Steganography) 분야에서 많은 연구들이 LSB 대체(Substitution), XOR연산을 채용하여 연구되어왔으며 궁극적인 목적은 낮은 복잡도와 높은 은닉용량, 동시에 화질의 저하를 최소화하는 것이다. 하지만 LSB 대체 방법은 높은 은닉용량을 가짐에도 불구하고 너무나 간단한 작업으로 인해 안전하지 못하다. 또한 XOR연산을 이용한 방법들은 픽셀 수 대비 약 75%의 은닉률을 달성하였다. 제안된 방법에서 각 픽셀의 LSB(Least Significant Bit)는 비밀메시지 1비트와 해당 픽셀의 7 MSBs의 Parity Bit와 XOR 연산된다. 제안한 방법은 대칭키 프로토콜의 개념을 스테가노그라피에 적용한 것이며 대칭키를 자기참조에 의해 생성하도록 하였다. 제시한 방법은 기존의 XOR방법들에 비해 은닉률이 25% 높으며 원본 대비 픽셀의 LSB 반전률이 약 6%정도 개선되는 효과를 보였다. Recently, Information Hiding Technology are becoming increasingly demanding in the field of international security, military and medical image This paper proposes data hiding technique utilizing parity checker for gray level image. many researches have been adopted LSB substitution and XOR operation in the field of steganography for the low complexity, high embedding capacity and high image quality. But, LSB substitution methods are not secure through it's naive mechanism even though it achieves high embedding capacity. Proposed method replaces LSB of each pixel with XOR(between the parity check bit of other 7 MSBs and 1 Secret bit) within one pixel. As a result, stego-image(that is, steganogram) doesn't result in high image degradation. Eavesdropper couldn't easily detect the message embedding. This approach is applying the concept of symmetric-key encryption protocol onto steganography. Furthermore, 1bit of symmetric-key is generated by the self-reference of each pixel. Proposed method provide more 25% embedding rate against existing XOR operation-based methods and show the effect of the reversal rate of LSB about 2% improvement.