Informatics. Economics. Management

Mathematical model of secure communication channel for marine research by steganography method

I. N. Kartsan

https://orcid.org/0000-0003-1833-4036

DOI: https://doi.org/10.47813/2782-5280-2024-3-2-0415-0424

Keywords: information protection, information technologies, algorithm, acoustic signal, steganography.

---

Abstract

Increasing attention is being paid to the ways in which information can be transmitted between marine research instruments and data collection and processing facilities, for further analysis and conceptualization of the development of the world's oceans. All transmitted information is susceptible to acquisition by third parties and therefore one of the challenges is to protect the transmitted information. The organized channel of information transmission between the offshore platform and the shore at the Black Sea hydrophysical sub-satellite test site is not an exception. The presented mathematical model of steganography method allows to solve the problem of authentication by introducing additional information into the original signal, so that the fact of introduction will not be recognized empirically. One of the first and most well-known method of covertly introducing additional information, is a method based on the technology of spectrum expansion and its multiple modifications, based on the introduction of additional coefficients in the mathematical formula, designed to improve the method. However, when encoding additional information into the original audio signal, the coefficients, affect the covertness and change the stability, which can lead to the destruction of the stego system. Therefore, the improvement of steganography methods, on the one hand, is aimed at improving the stealth and, on the other hand, at improving the robustness.

---

Author Biography

I. N. Kartsan

Igor Kartsan, Dr. Sc., Docent, Leading Researcher, Marine Hydrophysical Institute, Russian Academy of Sciences, Sevastopol, Russia

---

References

Абазина Е.С., Ерунов А.А. Цифровая стеганография: состояние и перспективы. Системы управления, связи и безопасности. 2016; 2. URL: https://masters.donntu.ru/2020/fknt/kukhta/library/ar6.pdf (дата обращения: 25.05.2024).

Белкина Т.А. Аналитический обзор применения сетевой стеганографии для решения задач информационной безопасности. Молодой ученый. 2018; 11(197): 36-44.

Иванников А.Д., Кулагин В.П., Тихонов А.Н., Цветков В.Я. Цифровая стеганография: шифрование, защита. Информационные технологии. 2004; 8: 1-32.

Нуриев С.А., Карцан И.Н. Совершенствование цифровых каналов связи. Защита информации. Инсайд. 2023; 5(113): 5-9.

Толстошев А.П., Лунев Е.Г., Мотыжев С.В., Дыкман В.З. Модуль оценивания солености морской воды на основе измерений скорости звука. Морской гидрофизический журнал 2021; 37(1): 132–142. https://doi.org/10.22449/0233-7584-2021-1-132-142

Мордвинова А.Ю., Нуриев С.А. Исследование уязвимостей и угроз безопасности стандарта IEEE 802.11. Современные инновации, системы и технологии. 2023; 3(3): 0117-0131. https://doi.org/10.47813/2782-2818-2023-3-3-0117-0131

Нуриев С.А., Карцан И.Н. Защищенность речевой информации в научных организациях от утечки по техническим каналам. Современные инновации, системы и технологии. 2023; 3(4): 0349-0362. https://doi.org/10.47813/2782-2818-2023-3-4-0349-0362

Нуриев С.А. СУБД в архитектуре ГИС нового поколения. В сборнике: Вопросы контроля хозяйственной деятельности и финансового аудита, национальной безопасности, системного анализа и управления. материалы VII Всероссийской научно-практической конференции. Москва; 2022: 525-529.

Петренко А.С., Петренко С.А., Костюков А.Д., Ожиганова М.И. Модель квантовых угроз безопасности для современных блокчейн-платформ. Защита информации. Инсайд. 2022; 3(105): 10-20.

Петренко А.С., Петренко С.А., Антонова-Дружинина А.О., Ожиганова М.И. Метод параметрического выбора криптопримитивов для квантово-устойчивой блокчейн-платформы. Часть I. Защита информации. Инсайд. 2022; 4(106): 24-33.

Попов А.Ю., Ремез М.В., Жилина Е.В., Ожиганова М.И. Парсинг электронных ресурсов. библиотека selenium или fake user agent? Информатизация в цифровой экономике. 2022; 4(3): 197-210. https://doi.org/10.18334/ide.3.4.115219

Ожиганова М.И., Шейко А.О., Исакова Е.М., Миронова А.О. Методы и средства проведения анализа угроз локальной вычислительной сети предприятия. В сборнике: Цифровая трансформация науки и образования. Сборник научных трудов II Международной научно-практической конференции. 2021: 264-270.

Петренко А.С., Петренко С.А., Ожиганова М.И. Оценка возможностей квантовых алгоритмов криптоанализа. Защита информации. Инсайд. 2021; 6(102): 70-82.

Ожиганова М.И., Куртаметов Э.С. Применение машинного обучения в защите веб-приложений. НБИ технологии. 2020; 2(14): 16-20. https://doi.org/10.15688/NBIT.jvolsu.2020.2.3

Калита А.О., Ожиганова М.И., Тищенко Е.Н. Основы организации адаптивных систем защиты информации. НБИ технологии. 2019; 1(13): 11-15.

Ожиганова М.И., Калита А.О., Тищенко Е.Н. Построение адаптивных систем защиты информации. НБИ технологии. 2019; 4(13): 12-21.

Аверьянов В.С., Карцан И.Н. Методы оценки защищенности автоматизированных систем на базе квантовых технологий согласно CVSSV2.0/V3.1, Защита информации. Инсайд. 2023; 1(109): 18-23.

Карцан И.Н., Жуков А.О. Механизм защиты промышленной сети, Информационные и телекоммуникационные технологии, 2021; 52: 19-26.

REFERENCES

Abazina E.S., Erunov A.A. Cifrovaya steganografiya: sostoyanie i perspektivy. Sistemy upravleniya, svyazi i bezopasnosti. 2016; 2. (in Russian) URL: https://masters.donntu.ru/2020/fknt/kukhta/library/ar6.pdf (data obrashcheniya: 25.05.2024).

Belkina T.A. Analiticheskij obzor primeneniya setevoj steganografii dlya resheniya zadach informacionnoj bezopasnosti. Molodoj uchenyj. 2018; 11(197): 36-44. (in Russian)

Ivannikov A.D., Kulagin V.P., Tihonov A.N., Cvetkov V.YA. Cifrovaya steganografiya: shifrovanie, zashchita. Informacionnye tekhnologii. 2004; 8: 1-32. (in Russian)

Nuriev S.A., Karcan I.N. Sovershenstvovanie cifrovyh kanalov svyazi. Zashchita informacii. Insajd. 2023; 5(113): 5-9. (in Russian)

Tolstoshev A.P., Lunev E.G., Motyzhev S.V., Dykman V.Z. Modul' ocenivaniya solenosti morskoj vody na osnove izmerenij skorosti zvuka. Morskoj gidrofizicheskij zhurnal 2021; 37(1): 132–142. (in Russian) https://doi.org/10.22449/0233-7584-2021-1-132-142 DOI: https://doi.org/10.22449/0233-7584-2021-1-132-142

Mordvinova A.YU., Nuriev S.A. Issledovanie uyazvimostej i ugroz bezopasnosti standarta IEEE 802.11. Sovremennye innovacii, sistemy i tekhnologii. 2023; 3(3): 0117-0131. https://doi.org/10.47813/2782-2818-2023-3-3-0117-0131 (in Russian) DOI: https://doi.org/10.47813/2782-2818-2023-3-3-0117-0131

Nuriev S.A., Karcan I.N. Zashchishchennost' rechevoj informacii v nauchnyh organizaciyah ot utechki po tekhnicheskim kanalam. Sovremennye innovacii, sistemy i tekhnologii. 2023; 3(4): 0349-0362. https://doi.org/10.47813/2782-2818-2023-3-4-0349-0362 (in Russian) DOI: https://doi.org/10.47813/2782-2818-2023-3-4-0349-0362

Nuriev S.A. SUBD v arhitekture GIS novogo pokoleniya. V sbornike: Voprosy kontrolya hozyajstvennoj deyatel'nosti i finansovogo audita, nacional'noj bezopasnosti, sistemnogo analiza i upravleniya. materialy VII Vserossijskoj nauchno-prakticheskoj konferencii. Moskva; 2022: 525-529. (in Russian)

Petrenko A.S., Petrenko S.A., Kostyukov A.D., Ozhiganova M.I. Model' kvantovyh ugroz bezopasnosti dlya sovremennyh blokchejn-platform. Zashchita informacii. Insajd. 2022; 3(105): 10-20. (in Russian)

Petrenko A.S., Petrenko S.A., Antonova-Druzhinina A.O., Ozhiganova M.I. Metod parametricheskogo vybora kriptoprimitivov dlya kvantovo-ustojchivoj blokchejn-platformy. CHast' I. Zashchita informacii. Insajd. 2022; 4(106): 24-33. (in Russian)

Popov A.YU., Remez M.V., ZHilina E.V., Ozhiganova M.I. Parsing elektronnyh resursov. biblioteka selenium ili fake user agent? Informatizaciya v cifrovoj ekonomike. 2022; 4(3): 197-210. https://doi.org/10.18334/ide.3.4.115219 (in Russian) DOI: https://doi.org/10.18334/ide.3.4.115219

Ozhiganova M.I., SHejko A.O., Isakova E.M., Mironova A.O. Metody i sredstva provedeniya analiza ugroz lokal'noj vychislitel'noj seti predpriyatiya. V sbornike: Cifrovaya transformaciya nauki i obrazovaniya. Sbornik nauchnyh trudov II Mezhdunarodnoj nauchno-prakticheskoj konferencii. 2021: 264-270. (in Russian)

Petrenko A.S., Petrenko S.A., Ozhiganova M.I. Ocenka vozmozhnostej kvantovyh algoritmov kriptoanaliza. Zashchita informacii. Insajd. 2021; 6(102): 70-82. (in Russian)

Ozhiganova M.I., Kurtametov E.S. Primenenie mashinnogo obucheniya v zashchite veb-prilozhenij. NBI tekhnologii. 2020; 2(14): 16-20. https://doi.org/10.15688/NBIT.jvolsu.2020.2.3 (in Russian) DOI: https://doi.org/10.15688/NBIT.jvolsu.2020.2.3

Kalita A.O., Ozhiganova M.I., Tishchenko E.N. Osnovy organizacii adaptivnyh sistem zashchity informacii. NBI tekhnologii. 2019; 1(13): 11-15. https://doi.org/10.15688/NBIT.jvolsu.2019.1.2 (in Russian) DOI: https://doi.org/10.15688/NBIT.jvolsu.2019.1.2

Ozhiganova M.I., Kalita A.O., Tishchenko E.N. Postroenie adaptivnyh sistem zashchity informacii. NBI tekhnologii. 2019; 4(13): 12-21. https://doi.org/10.15688/NBIT.jvolsu.2019.4.2 (in Russian) DOI: https://doi.org/10.15688/NBIT.jvolsu.2019.4.2

Aver'yanov V.S., Karcan I.N. Metody ocenki zashchishchennosti avtomatizirovannyh sistem na baze kvantovyh tekhnologij soglasno CVSSV2.0/V3.1, Zashchita informacii. Insajd. 2023; 1(109): 18-23. (in Russian)

Karcan I.N., ZHukov A.O. Mekhanizm zashchity promyshlennoj seti, Informacionnye i telekommunikacionnye tekhnologii, 2021; 52: 19-26. (in Russian)