Научное направление «Разработка алгоритмов цифровой стеганографии и цифровых водяных знаков»

Руководитель направления – к.т.н., доцент, заведующий кафедрой информационной безопасности киберфизических систем Евсютин Олег Олегович.

Активная цифровизация различных сфер жизни связана с проблемой обеспечения кибербезопасности. В рамках научного направления проводятся исследования в области защиты данных методами цифровой стеганографии и цифровых водяных знаков. Методы цифровой стеганографии предназначены для незаметного сокрытия информации внутри различных цифровых объектов с целью безопасного хранения и передачи. Методы цифровых водяных знаков предназначены для встраивания специальных меток – водяных знаков – в цифровые объекты для решения задач аутентификации, контроля целостности и защиты авторства. Методы цифровой стеганографии и цифровых водяных знаков могут представлять альтернативу криптографическим методам защиты информации или использоваться совместно с ними для повышения уровня защищённости цифровых данных.

Научный коллектив занимается исследованием и улучшением существующих схем сокрытия данных в цифровых объектах и разработкой новых схем, обладающих повышенной эффективностью по различным критериям, таким как незаметность встраивания, ёмкость, устойчивость к искажениям, быстродействие. В качестве цифровых объектов, используемых для встраивания, рассматриваются цифровые изображения, видеопоследовательности, текстовые документы, данные беспроводных сенсорных сетей. Наиболее значимые результаты получены в области встраивания информации в цифровые изображения. В частности, разработаны и исследованы новые подходы к повышению эффективности встраивания информации в цифровые изображения за счёт применения нейронных сетей и метаэвристической оптимизации.

Решаемые задачи:

‒ разработка алгоритмов стеганографического встраивания дополнительной информации в цифровые данные;

‒ разработка алгоритмов встраивания цифровых водяных знаков в цифровые данные;

‒ разработка архитектур нейронных сетей для решения различных задач в области сокрытия информации в цифровых данных.

Основные результаты за последние 5 лет:

‒ алгоритм встраивания информации в частотную область дискретного преобразования Фурье цифровых изображений на основе метаэвристической оптимизации;

‒ алгоритм встраивания информации в гибридную пространственно-частотную область цифровых изображений на основе метаэвристической оптимизации;

‒ легковесная схема встраивания полухрупких цифровых водяных знаков с извлечением на основе нейронных сетей;

‒ комплекс нейронных сетей для встраивания информации в цифровые изображения и видео с последующим устойчивым извлечением встроенной информации;

‒ алгоритм адаптивного встраивания информации в изображения и кадры видеопоследовательностей на основе паттернов с повышенной устойчивостью к съёмке с экрана;

‒ алгоритм встраивания информации в цифровые изображения на основе дискретного вейвлет-преобразования и обучаемых автоматов;

‒ алгоритм встраивания информации в цифровые изображения на основе китайской теоремы об остатках.

Наиболее значимые публикации за последние 5 лет:

1. Melman A., Evsutin O. Methods for countering attacks on image watermarking schemes: overview // Journal of Visual Communication and Image Representation. 2024. Vol. 99. Article 104073.

2. Dzhanashia K., Evsyutin O. Neural networks-based data hiding in digital images: overview // Neurocomputing. 2024. Vol. 581. Article 127499.

3. Melman A., Evsutin O. Comparative study of metaheuristic optimization algorithms for image steganography based on discrete Fourier transform domain // Applied Soft Computing Journal. 2023. Vol. 132. Article 109847.

4. Melman A., Evsutin O. Image data hiding schemes based on metaheuristic optimization: a review // Artificial Intelligence Review. 2023. Vol. 56. P. 15375–15447.

5. Evsutin O.O., Melman A.S., Podbolotov D.I., Stankevich A.G. An improved video watermarking algorithm with extraction using a mobile device camera // Computer Optics. 2023. Vol. 47. No. 6. P. 972–979.

6. Dzhanashia K., Evsyutin O. FPGA implementation of robust and low complexity template-based watermarking for digital images // Multimedia Tools and Applications. 2023. In press.

7. Dzhanashia K., Evsyutin O. Low complexity template-based watermarking with neural networks and various embedding templates // Computers and Electrical Engineering. 2022. Vol. 102. Article 108194.

8. Evsyutin O., Melman A., Abd El-Latif A. A. Overview of Information Hiding Algorithms for Ensuring Security in IoT Based Cyber-Physical Systems, in: Security and Privacy Preserving for IoT and 5G Networks: Techniques, Challenges, and New Directions. Springer, 2022. doi Ch. 5. P. 81–115.

9. Evsutin O., Dzhanashia K. Watermarking Schemes for Digital Images: Robustness Overview // Signal Processing: Image Communication. 2022. Vol. 100. Article 116523.

10. Evsyutin O., Melman A., Meshcheryakov R. Algorithm of error-free information embedding into the DCT domain of digital images based on the QIM method using adaptive masking of distortions // Signal Processing. 2021. Vol. 179. Article 107811.

11. Evsyutin O., Kultaev  P. An algorithm for embedding information in digital images based on discrete wavelet transform and learning automata // Multimedia Tools and Applications. 2021. Vol. 80. No. 7. P. 11217–11238.

12. Evsutin O., Dzhanashia K. Algorithm of Information Embedding into Digital Images Based on the Chinese Remainder Theorem for Data Security // Cryptography. 2020. Vol. 4. No. 4. P. 1–15.

13. Evsyutin O., Melman A., Meshcheryakov R. Digital steganography and watermarking for digital images: a review of current research directions // IEEE Access. 2020. Vol. 8. P. 166589–166611.

14. Evsyutin O., Meshcheryakov Y. The Use of the Blockchain Technology and Digital Watermarking to Provide Data Authenticity on a Mining Enterprise // Sensors. 2020. Vol. 20. No. 12. P. 1–20.

15. Melman A., Evsyutin O., Shelupanov A. An Authorship Protection Technology for Electronic Documents Based on Image Watermarking // Technologies. 2020. Vol. 8. No. 4. Article 79.

16. Евсютин О.О., Кокурина А.С., Мещеряков Р.В. Обзор методов встраивания информации в цифровые объекты для обеспечения безопасности в «интернете вещей» // Компьютерная оптика. 2019. Т. 43. № 1. С. 137-154.

Контактная информация:

Евсютин Олег Олегович, Заведующий кафедрой,
Доцент, Старший научный сотрудник

123458, г. Москва, Таллинская ул., д. 34, каб. 808
Телефон: +7 (923) 403-09-21
E-mail: oevsyutin@hse.ru