10.14489/vkit.2019.05.pp.028-037

DOI: 10.14489/vkit.2019.05.pp.028-037

Истратов А. Ю., Драчев Г. А.
НЕЙРОСЕТЕВОЙ СТЕГОАНАЛИЗ АУДИОДАННЫХ ФАЙЛОВ В МР3-ФОРМАТЕ
(с. 28-37)

Аннотация. Рассмотрен подход к обнаружению скрытой информации (стегоконтейнеров) в аудиоданных файлов формата МР3 на базе нейросетевого моделирования. В качестве инструментальной модели нейронной сети использован многослойный персептрон. Проанализированы структурные компоненты МР3-файла и выделены полезные данные. Предложена процедура представления аудиоданных любого файла формата МР3 в виде единообразного набора признаков сравнительно небольшого размера. Размерность набора признаков (набора данных) можно выбирать из диапазона [100…520]. Сформирована база примеров (наборы данных) из предварительно обработанных МР3-файлов как содержащих стегоконтейнер, так и без него. Экспериментально определена структура нейронной сети для стегоанализа МР3-файлов, проведено ее обучение и тестирование. Результаты тестирования нейросетевой системы показали высокую эффективность.

Ключевые слова: стеганография; стегоконтейнер; стегоанализ; МР3-файл; нейронная сеть; база примеров.

Istratov A. Yu., Drachev G. A.
NEURAL NETWORKS STEGANALYSIS OF AUDIO DATA FILES IN MP3 FORMAT
(pp. 28-37)

Abstract. An approach to the detection of hidden information (stegocontainers) in the audio data of MP3 files based on neural network modeling is considered. A multilayer perceptron is used as the instrumental model of the neural network. The structural components of the MP3 file are analyzed: fields containing related information (song titles, album, information about the author, lyrics, etc.), and frames, and fragmented sets of encoded audio data. Useful data are highlighted. A procedure is proposed for presenting audio data of any MP3 file as a uniform set of features of a relatively small size. The dimension of the feature set (data set) can be selected from the range [100-520], in accordance with the minimum and maximum frame size, depending on the compression quality of a single audio file when encoded in MP3 format. Modern software packages for encrypting and decrypting stegocontainers into MP3 files are being investigated. Based on selected software implementations, a database of examples (data sets) is formed from pre-processed MP3 files both containing the stegocontainer and without the stegocontainer. The structure of the neural network for steganalysis of MP3 files is determined experimentally, it is trained and tested. The test results of the neural network system allow us to state its high efficiency.

Keywords: Steganography; Stegocontainer; Steganalysis; MP3 file; Neural network; Base of examples.

+ - Информация об авторах (About the Authors) Click to collapse

Рус

А. Ю. Истратов (Национальный исследовательский университет «Высшая школа экономики», Москва, Россия) E-mail: Этот e-mail адрес защищен от спам-ботов, для его просмотра у Вас должен быть включен Javascript
Г. А. Драчев (ООО «ЦСС-Сервис», Москва, Россия)

Eng

A. Yu. Istratov (National Research University «Higher School of Economics», Moscow, Russia) E-mail: Этот e-mail адрес защищен от спам-ботов, для его просмотра у Вас должен быть включен Javascript
G. A. Drachev (Ltd. “SSEC-Service”, Moscow, Russia)

+ - Библиографический список (References) Click to collapse

Рус

1. Грибунин В. Г., Оков И. Н., Туринцев И. В. Цифровая стеганография. М.: Солон-Пресс, 2016. 262 с.
2. Rizwan U., Faheem Ahmed H. Innovative Steganographic Techniques. LAMBERT Academic Publishing, 2016. 140 p.
3. Стеганография, цифровые водяные знаки и стеганоанализ / А. В. Аграновский и др. М.: Вузовская книга, 2009. 220 с.
4. Fridrich J. Steganography in Digital Media: Principles, Algorithms, and Applications. Cambridge University Press, 2010. 427 p.
5. Siddharth S., Tanveer J. S. A Stcurity Enhanced Robust Steganography Algorithm for Data Hiding // International Journal of Computer Science Issues. 2012. V. 9, Is. 3, No 1. P. 131 – 139.
6. Чваркова И. Л. Стеганографические методы скрытия информации в аудиоданных // Электроника. 2003. № 11. С. 54 – 56.
7. Метод встраивания данных в аудиопоток на основе преобразования фазовых составляющих / Д. П. Рублев и др. // Информационное противодействие угрозам терроризма. 2005. № 4. С. 169 – 174.
8. Сэломон Д. Сжатие данных, изображений и звука. М.: Техносфера, 2006. 368 с.
9. Вологдин Э. И. Компрессирование аудио- сигналов в формате МР3: Конспект лекций. СПб. : Санкт-Петербургский государственный университет телекоммуникаций им. проф. М. А. Бонч-Бруевича, 2012, 15 с.
10. Кокорин П. П. О методах стегоанализа в аудиофайлах // Тр. СПИИРАН. СПб.: Наука, 2007. Вып. 4. С. 239 – 246.
11. Очимов С. Ю. Стегоанализ аудиофайлов, базирующийся на алгоритмах сжатия // Вестник СибГУТИ. 2010. № 1. С. 33 – 37.
12. Stego Wall: Blind Statistical Detection of Hidden Data / S. Voloshynovskiy et. al. // Proc. SPIE. V. 4675. Р. 57-68.
13. Волосатова Т. М., Чичварин Н. В. Методика стеганоанализа аудиофайлов // Современные тенденции развития науки и технологий: матер. XVII Междунар. науч.-практ. конф. Белгород, 2016. С. 9 – 16.
14. Fausett L. Fundamentals of Neural Networks. Architectures, Algorithms, and Applications. Pearson, 1998. 442 p.
15. Scot Hacker. MP3. The Definite Guide. O’Relly Media, 2000. 400 p.
16. Применение нейросетевого подхода к измерениям потоков космического излучения / А. Ю. Истратов и др. // Измерительная техника, 2016. № 3. С. 49 – 54.

Eng

. Gribunin V. G., Okov I. N., Turintsev I. V. (2016). Digital steganography. Moscow: Solon-Press. [in Russian language]
2. Rizwan U., Faheem Ahmed H. (2016). Innovative Steganographic Techniques. LAMBERT Academic Publishing.
3. Agranovskiy A. V. et al. (2009). Steganography, digital watermarks, and steganography. Moscow: Vuzovskaya kniga. [in Russian language]
4. Fridrich J. (2010). Steganography in Digital Media: Principles, Algorithms, and Applications. Cam-bridge University Press.
5. Siddharth S., Tanveer J. S. (2012). A Security Enhanced Robust Steganography Algorithm for Data Hiding. International Journal of Computer Science Issues, Vol. 9, 3(1), pp. 131-139.
6. Chvarkova I. L. (2003). Steganographic methods to hide information in audio data. Elektronika, (11), pp. 54-56. [in Russian language]
7. Rublev D. P. et al. (2005). The method of embedding data into the audio stream based on the transformation of phase components. Informatsionnoe protivodeystvie ugrozam terrorizma, (4), pp. 169-174. [in Russian language]
8. Selomon D. (2006). Compress data, images and sound. Moscow: Tekhnosfera. [in Russian language]
9. Vologdin E. I. (2012). Compressing audio signals in MP3 format: Lecture notes. Saint Petersburg: Sankt-Peterburgskiy gosudarstvenniy universitet telekommunikatsiy im. professora M. A. Bonch-Bruevicha. [in Russian language]
10. Kokorin P. P. (2007). About steganalysis methods in audio files. Trudy SPIIRAN, (4), pp. 239-246. Saint Petersburg: Nauka. [in Russian language]
11. Ochimov S. Yu. (2010). Stegoanalysis of audio files based on compression algorithms. Vestnik SibGUTI, (1), pp. 33-37. [in Russian language]
12. Voloshynovskiy S. et. al. Stego Wall: Blind statistical detection of hidden data. Proceedings SPIE, Vol. 4675, pp. 57-68.
13. Volosatova T. M., Chichvarin N. V. (2016). Technique of steganalysis of audio files. Modern trends in the development of science and technology: Proceedings of the XVII International Scientific and Practical Conference, pp. 9-16. Belgorod. [in Russian language]
14. Fausett L. (1998). Fundamentals of Neural Networks. Architectures, Algorithms, and Applications. Pearson.
15. Scot Hacker. (2000). MP3. The Definite Guide. O’Relly Media.
16. Istratov A. Yu. et al. (2016). Application of the neural network approach to measuring cosmic radiation fluxes. Izmeritel'naya tekhnika, (3), pp. 49-54. [in Russian language].

+ - Заказать электронную версию статьи (Purchase digital version of a single article) Click to collapse

Рус

Статью можно приобрести в электронном виде (PDF формат).

DOI: 10.14489/vkit.2019.05.pp.028-037

Скопируйте DOI статьи и перейдите по ссылке https://id-spektr.ru/product/pokupka-elektronnoy-stati-iz-zhurnala-vestnik-kompyuternyh-i-informatsionnyh-tehnologiy

В комментарии к заказу обязательно укажите DOI статьи.

Eng

This article is available in electronic format (PDF).

DOI: 10.14489/vkit.2019.05.pp.028-037

Copy the article DOI and follow the link https://id-spektr.ru/product/pokupka-elektronnoy-stati-iz-zhurnala-vestnik-kompyuternyh-i-informatsionnyh-tehnologiy

Please specify the article DOI in the order comments.