py-stego-phase

Метод фазового кодирования в аудио стеганографии.

Оглавление

• Метод фазового кодирования
• Пример работы программы
• Литература
• Лицензия

Метод фазового кодирования

Процедура фазового кодирования:

1. Звуковая последовательность разбивается на серию N коротких сегментов.

2. К n-ому сегменту сигнала применяется K-точечное ДПФ, где K = I/N, I – длина дискретных значений сигнала, и создаются массивы фаз и амплитуд.

3. Запоминается разность фаз между каждыми соседними сегментами.

4. Двоичная последовательность данных представляется как π/2 или -π/2, отображая соответственно, 1 или 0.

5. С учетом разности фаз воссоздается массив фаз.

6. Восстановление звукового сигнала осуществляется путем применения операции обратного ДПФ к исходной матрице амплитуд и модифицированной матрице фаз.

Для снижения уровня искажения в реализованном методе применялись следующие приёмы:

• При формировании новых фаз внесение скрываемых данных начинается с высокочастотных составляющих.

• Крайние сегменты остаются неизменными

Пример работы программы

Имеем сигнал с частотой дискретизации 44100 Гц, 16 битами в выборке и 1 каналом. Длительность сигнала составляет 9 сек.

Спектральная и временная диаграммы оригинального сигнала:

Скроем следующее сообщение:

There is nothing more than math!

$ python stego_phase.py -i "wav/beat.wav" -m "msg/msg.txt" -o "wav/stego.wav"    
reading wave container... 
preparing container...	
performing fft transform...
msg integration...
saving stego container...
Done.
Remember segment width to recover message: 1024

Спектральная и временная диаграммы сигнала с скрытым сообщением:

Модифицированный аудио контейнер не отличим от исходного. Модификация фазы осуществлялась для сохранения сообщения длинной 248 бит при неизменной длине сегмента в 1024 бита. При увеличении длины сообщения при той же длине сегмента, будет ощущаться небольшое потрескивание, что характеризует недопустимое изменение фазы. Для восстановления сообщения воспользуемся командой:

$ python stego_phase.py -i "wav/stego.wav" -m "msg/msg_recovered.txt" --karg 1024
reading wave container...
preparing container...
performing fft transform...
recovering message...
Done.

Для более точного анализа можно воспользоваться программой для расчёта разностных и корреляционных показателей искажения.

---

Графики были получены в программе iZotope Rx

Литература

1. Г.Ф. Конахович, А.Ю. Пузыренко, «Компьютерная стеганография Теория и практика», «МК- Пресс», Киев, 2006.

Лицензия

Исходный код «py-stego-phase» выложен на условиях GNU GPLv3