1 S ÉCURISATION DE D OCUMENTS É LECTRONIQUES PAR T ATOUAGE TOUTANT Jean – Luc Équipe ARITH –...

1

SSÉCURISATIONÉCURISATION DEDE DDOCUMENTSOCUMENTS

ÉÉLECTRONIQUESLECTRONIQUES PARPAR T TATOUAGEATOUAGE

TOUTANT Jean – LucÉquipe ARITH – Projet Image

www.lirmm.fr/~berthe/arith/ www.lirmm.fr/~image/

SeminDoc 2005

2

Plan

■L'art de cacher une information sensible au sein d'une autre information anodine,

■Utilisée depuis l’antiquité,

■Regain d’intérêt avec les nouveaux supports numériques (images, sons et vidéos) : utilisation des limites des capteurs humains.

Stéganographie

3

Plan

■Recherche de confidentialité,

■Message indéchiffrable contre message dissimulé,

■Principe de Kerckhoffs:●algorithme public,●paramètre modifiable privé (clé).

Stéganographie vs Cryptographie

4

PlanExemple

Image couverture

5

PlanExemple

Image couverture Image tatouée

6

PlanExemple

Image couverture Image tatouée

tatouage

7

Plan

■Invisibilité : qualité de la dissimulation de l’information secrète (indicateurs subjectifs et objectifs),

■Capacité : quantité d’information dissimulable,

■Robustesse : qualité de l’intégation dans l’image.

Caractéristiques

8

Plan

■Confidentialité : usage premier de la stéganographie,●capacité et invisibilité,

■Authentification et intégrité : s’assurer de la provenance d’une information,●non robustesse,

■Sécurisation : intégration de droits d’auteurs●robustesse (et invisibilité),

■Information : intégration d’information sur l’image ou son contenu,●robustesse et invisibilité

Utilisations

9

■Codage des intensités lumineuses de pixels sur 8 bits.

Contexte du stageReprésentation matricielle d’une image

0 4 8 12 16 20 24 28

32 36 40 44 48 52 56 60

64 68 72 76 80 84 88 92

96 100 104 108 112 116 120 124

128 132 136 140 144 148 152 156

160 164 168 172 176 180 184 188

192 196 200 204 208 212 216 220

224 228 232 236 240 244 248 252

10

Contexte du stage■L’oeil humain ne discerne pas des variations

d’intensité faible.

■Une variation est plus visible dans une région homogène que dans une région hétérogène.

Limites du système visuel humain

+2 +6 +12original

11

■Tatouage par substitution sur le LSB de chaque pixel,

PlanTatouage spacial

0 1 1 1 0 1 1 1

Message secret : …0100…

119 0 1 1 1 0 1 1 0

118

119 119

95 9428 28

12

■Capacité importante : 1/8 de l’image support (voir 1/4),

■Invisibilité totale,

■Aucune robustesse.

■Nécessite un format d’image brut…●Standard actuel : le JPEG qui fonctionne dans le

domaine fréquentiel.

PlanTatouage spacial

13

Plan

■Signal bi-dimensionnel décomposable en une somme de fréquences…

Image sous la forme d’un signal

14

Plan

■Décorrelation de l’image par découpage en blocs de 8x8 pixels,

■Fréquences obtenues par des transformées de type Fourier (DCT pour le JPEG),

■Influence des fréquences :■Basses fréquences, allure générale,■Hautes fréquences, détails.

Image sous la forme d’un signal

15

■Tatouage par substitution du LSB de certains coefficients,

■Capacité plus faible,

■Résistance à la compression JPEG,

■Influence globale sur le bloc, robustesse accrue,

■Possibilité d’un tatouage contextuel :●Bloc hétérogène, beaucoup de fréquences non

nuls,●Bloc homogène, peu de fréquences définies.

PlanTatouage fréquentiel

16

■Steganalyse : ●attaques pour la détection : difficile,●attaques pour l’extraction : très difficile,●attaques pour la destruction : facile.

■Bonne robustesse à :●compression (JPEG),●traitement du signal (ajout de bruit,…),

■Faible robustesse aux transformations géométriques ou au découpage,

■Fiabilité limitée des applications de sécurisation.

PlanLimitations

17

■Résistance à des transformations bienveillantes ●Découpage,●Rotation,●Changement d’échelle,

■Apport de la géométrie discrète.

PlanPerspectives

18

Plan

• Référentiel basé sur le contenu et non plus sur l’image,

Robustesse au découpage

19

Plan

• Référentiel basé sur le contenu et non plus sur l’image,

• Localisation du tatouage dans des régions d’intérêt, segmentation nécessaire,

Robustesse au découpage

20

Plan

• Référentiel basé sur le contenu et non plus sur l’image,

• Tatouage localisé dans des régions d’intérêt, segmentation nécessaire,

• Résoudre le problème de la désynchronisation

d’avec le JPEG,

Robustesse au découpage