Analyse de la sécurité des stéganalyzers

Security analysis of steganalyzers

• Auteur / Autrice : Yousra Ahmed Fadil
• Direction : Christophe Guyeux, Jean-François Couchot
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Informatique
• Date : Soutenance le 09/05/2017
• Etablissement(s) : Bourgogne Franche-Comté
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences pour l'ingénieur et microtechniques (Besançon ; 1991-....)
• Partenaire(s) de recherche : Equipe de recherche : FEMTO-ST : Franche-Comté Electronique Mécanique Thermique et Optique - Sciences et Technologies (Besançon)
• Partenaire(s) de recherche : établissement de préparation : Université de Franche-Comté (1971-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Franche-Comté Électronique Mécanique- Thermique et Optique - Sciences et Technologies / FEMTO-ST
• Jury : Président / Présidente : Sylvain Contassot-Vivier
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Christophe Guyeux, Jean-François Couchot, Sylvain Contassot-Vivier, Guillaume Bonfante, Pierre Spitéri, Raphaël Couturier
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Guillaume Bonfante, Pierre Spitéri

Mots clés

Mots clés contrôlés

Protection de l'information (informatique)

Cryptographie

Mots clés libres

Stéganographie

Stéganalyse

Sécurité de l'information

Steganography

Steganalysis

Information security

Résumé

De nos jours, le développement de la stéganalyse et de la stéganographie est incontournable, et peut être utilisé à des fins légales comme illégales, comme dans toute autre application. Le travail présenté dans cette thèse, se concentrant sur ces questions, est divisée en trois parties. La première partie concerne les paramètres permettant d’accroître le niveau de sécurité de la stéganographie afin de faire face aux techniques de stéganalyse. La contribution apportée dans cette première partie concerne l’étude de l’effet de la charge utile, l’extraction des caractéristiques, ainsi que le groupe d’images utilisées dans la phase d’apprentissage et la phase de test. Les résultats des simulations montrent que les techniques de stéganalyse de l’ état de l’art échouent dans la détection des messages secrets intégrés dans les images quand les paramètres changent entre l’apprentissage et le test. Dans la deuxième partie, nous étudions l’impact de la combinaison de plusieurs méthodes stéganographiques sur la détection des messages secrets. Ce travail prend en considération qu’il n’existe pas une procédure idéale, mais que le stéganographieur pourra utiliser n’importe quel schéma ainsi que n’importe quel taux d’embarquement. Dans la troisième et dernière partie, on propose une méthode qui calcule une carte de distorsion précise, en fonction de la dérivée seconde de l’image. La dérivée seconde est utilisée afin de calculer les courbes de niveau, ensuite le message va être caché dans l’image en écartant les courbes de niveaux inférieurs à un certain seuil. Les résultats expérimentaux démontrent que le niveau de sécurité est acceptable comparé aux méthodes stéganographiques de l’état de l’art.

In the recent time, the field of image steganalysis and steganography became more important due to the development in the Internet domain. It is important to keep in mind that the whole process of steganography and steganalysis can be used for legal or illegal operations like any other applications. The work in this thesis can be divided inthree parts. The first one concentrates on parameters that increase the security of steganography methods against steganalysis techniques. In this contribution the effect of the payload, feature extractions, and group of images that are used in the learning stage and testing stage for the steganalysis system are studied. From simulation, we note that the state of the art steganalyzer fails to detect the presence of a secret message when some parameters are changed. In the second part, we study how the presence of many steganography methods may influence the detection of a secret message. The work takes into consideration that there is no ideal situation to embed a secret message when the steganographier can use any scheme with any payloads. In the third part, we propose a method to compute an accurate distortion map depending on a second order derivative of the image. The second order derivative is used to compute the level curve and to embed the message on pixels outside clean level curves. The results of embedding a secret message with our method demonstrate that the result is acceptable according to state of the art steganography.