Реализация встраивания цифрового водяного знака в звуковые файлы методом эхо-сигналов
Дипломная работа - Компьютеры, программирование
Другие дипломы по предмету Компьютеры, программирование
онтейнер на равные части, для того, чтобы обеспечить пропускаемую способность 16 бит в секунду;
Взять первую часть контейнера;
Посчитать АКФ Кепстра для текущего фрагмента контейнера;
Сравнить значения АКФ Кепстра соответствующие времени равному значению смещения эхо-сигналов. Если значение на уровне смещения равного 1 больше, чем 0, то встраивался бит 1;
Сравнить полученный бит с соответствующим битом проверяемого сообщения;
Повторить шаги 5 - 7 для всех бит проверяемого сообщения.
Далее, если все биты совпали (возможен вариант проверять процент совпадения, т.к. метод эхо-сигналов обладает не 100% вероятностью правильного извлечения бит), делаем вывод о том, что аудио файл защищен. Алгоритм так же представлен на рисунке 3.2.
Рисунок 3.2 - Алгоритм извлечения встраиваемого сообщения и проверка ЦВЗ
.2 Описание интерфейса разработанной программной реализации
метода стеганографической защиты информации
Для реализации метода стеганографической защиты информации аудио файлов с использованием эхо-сигналов был выбран язык программирования С++. Среда программирования - Microsoft Visual Studio 2008. Для упрощения создания интерфейса было решено использовать библиотеку разработки MFC, предоставленную корпорацией Microsoft для разработки под ОС Windows. Интерфейс программы изображен на рисунках 3.3 - 3.4.
Рисунок 3.3 - Интерфейс программы Sound Watermark.
Рисунок 3.4 - Окно О программе
Для того чтобы встроить ЦВЗ в аудио файл необходимо:
Выбрать аудиофайл для встраивания путем ввода пути вручную, выбора файла через окно выбора файла, которое появится при нажатии на кнопку Browse;
Выбрать файл ЦВЗ (на данный момент поддерживаются только текстовые файлы txt);
Нажать на кнопку Add watermark.
При успешном встраивании пользователь увидит сообщение, изображенное на рисунке 3.5.
Рисунок 3.5 - ЦВЗ успешно внедрен в аудио файл
Для того чтобы проверить звуковой файл на наличие ЦВЗ необходимо:
Выбрать аудиофайл для проверки;
Выбрать файл ЦВЗ;
Нажать на кнопку Verify watermark.
При успешном извлечении пользователь увидит сообщение, изображенное на рисунке 3.6
Рисунок 3.6 - Успешно извлеченный ЦВЗ соответствует эталонному
Для упрощения использования программы были добавлены такие возможности:
ограничение на использование входных файлов. Невозможно использовать файлы отличные от формата WAV (PCM16 или PCM32). При использовании отличных от этого формата файлов пользователь увидит окно с ошибкой (Рис 3.7). Так же при нажатии на кнопку browse для выбора звукового файла, выбор будет ограничен только файлами типа wav (рис. 3.8);
Рисунок 3.7 - Ошибка о неверном формате файла контейнера.
Рисунок 3.8 - Окно выбора аудио файла с ограничением на тип файла.
возможность просто перетащить файл в поле ввода пути (Drag&Drop);
при попытке встроить или проверить водяной знак без выбора файлов появится ошибка (рис. 3.9).
Рисунок 3.9 - Ошибка о пустых полях ввода пути к файлам
.3 Практические рекомендации по использованию и улучшению
программной реализации
В целом программа имеет завершенный вид, однако есть множество путей для ее развития.
Существует возможность значительно расширить границы применение этой программы путем реализации алгоритма встраивания ЦВЗ для более распространенного формата MP3. Существует множество open source библиотек, которые позволяют получить из MP3 файла по сути то же, что возможно получить из WAV файла и без библиотек - значения амплитуд. Получив которые, не составит никакого труда реализовать алгоритм встраивания ЦВЗ в звуковые файлы MP3 формата.
Так же необходимо переработать механизм встраивания для добавления возможности использования любых файлов, а не только текстовых файлов.
Дополнительно к доработке программной реализации можно доработать алгоритм встраивания для того, чтобы улучшить вероятность правильного извлечения битов встроенного сообщения. Достичь этого можно путем реализации алгоритма изменения пропускной способности файла в зависимости от качества используемого контейнера.
На сегодняшний день, наличие такого программного комплекса позволит улучшить положение дел на фронте борьбы с пиратством среди аудио файлов.
Программа реализована и готова к использованию. Возможность ее доработки и выпуска дополнительных версий дает хорошую почву для коммерческого использования.
4. БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНИ И ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ЧЕЛОВЕКА
.1 Анализ условий труда
Рассматривается отдел по разработке программного обеспечения, в котором размещается команда из 10 программистов, один из которых также является их руководителем и ответственным. На каждом рабочем месте установлена IBM/PC-совместимая ПЭВМ (на базе AMD Athlon XP 1600). Все оборудование подключено в электрическую сеть трехфазную четырехпроводную напряжением 380/220В с глухозаземленной нейтралью переменного тока частотой 50Гц. Имеется один телефон. Помещение имеет размеры 12х8х3,5м, размещается на втором этаже пятиэтажного кирпичного здания. Площадь помещения 96м2, его объём 336м3. На каждого сотрудника приходится 9,6м2 площади помещения и 33,6м3 объёма, что соответствует санитарно-техническим нормам и требованиям НПАОП 0.00-1.28-10, так как более чем необходимые 6 м2 и 20 м3 соответственно.
Выделим и подробно рассмотрим систему Человек-Машина-Среда (рисунок 4.1) для