Лекция 11. Изощренные атаки на ЦВЗ

Август 10, 2022

Главная
Информатика
Лекция 11. Изощренные атаки на ЦВЗ

Содержание

2. Рассмотрим поочередно эти атаки. 1. Фильтрация. (Предполагает значительное уменьшение амплитуды сигналов ШПС при сохранении хорошего качества
3. Расчет вероятностей или . (3) где - частотный отклик фильтра атаки. Частный случай фильтра атаки, как
4. Результаты моделирования атаки фильтрацией и аддитивным шумом: Таблица 1. Минимальное значение длинны ЦВЗ , которая обеспечивает
5. Замечание 1. Моделирование показало, что качество ПС остается удовлетворительным при . Замечание 2. Использование ЦВЗ в
6. 2. Оценивание ШПС-ЦВЗ с последующим их вычитанием. Вложение ЦВЗ. (5) где – принимает одни и те
7. Расчет вероятностей ошибок. (для слепого декодера) (10) (для информированного декодера) (11) где (12) – вероятность ошибочной
8. Если на « » смежных отсчетах, то (14) Если на интервале « » смежных отсчетов независимо,
9. Оптимизация параметра , который максимизируется , при заданных параметрах Для решения этой задачи и сравнения с
10. Оценка элементов ЦВЗ. Корреляционный декодер: (21) где (22) Улучшенный корреляционный декодер: Замечание. Дальнейшим улучшением является использованием
11. 3. Преобразования Д/А, А/Д. Естественные примеры: Робастность обеспечивается при вложении ЦВЗ после преобразований DCT, DWT и
13. Скачать презентацию

Слайд 2

Рассмотрим поочередно эти атаки. 1. Фильтрация. (Предполагает значительное уменьшение амплитуды сигналов ШПС

при сохранении хорошего качества ПС.) Модель атаки против 0-битовой ЦВЗ. где - аддитивный шум - импульсная реакция фильтра атак - символ операции свертки Декодер наличие ЦВЗ (1) отсутствие ЦВЗ (2) - некоторый порог (Информированный декодер при известном фильтре атаки.)

Слайд 3

Расчет вероятностей или . (3) где - частотный отклик фильтра атаки. Частный

случай фильтра атаки, как идеального НЧ-фильтра: (4) где Оценка эффективности атак с НЧ-фильтром [25]: В этом случае для получения той же надежности, что и при атаке без фильтра требуется увеличить величину базы ШПС в раз. Замечание 1. Использование НЧ-фильтра допустимо с таким , при котором не искажается ПС (это проверяется моделированием). Замечание 2. Эффективность атаки фильтрацией может быть значительно уменьшена, если ЦВЗ выбирается не как «белый» (i.i.d.), а как «окрашенный» ( не равномерна). В свою очередь для окрашенной» ЦВЗ можно повысить эффективность атаки фильтрацией, выбирая аддитивным шум атаки так же в виде «окрашенного» шума.

Слайд 4

Результаты моделирования атаки фильтрацией и аддитивным шумом: Таблица 1. Минимальное значение

длинны ЦВЗ , которая обеспечивает при заданных параметрах и различных типах атак. Здесь , ; - отношение где выбраны следующие случаи: сигнал/шум после вложения и после атаки О – без фильтрации А – фильтрация ЦВЗ в виде БШ и аддитивного БШ В – фильтрация ЦВЗ в виде ОШ и аддитивного БШ С – фильтрация ЦВЗ в виде ОШ и аддитивного ОШ – параметр двумерного фильтра

Слайд 5

Замечание 1. Моделирование показало, что качество ПС остается удовлетворительным при . Замечание

2. Использование ЦВЗ в виде ОШ для защиты от атаки фильтрацией фактически эквивалентно вложению ЦВЗ в промежуточной области частот (см. лекцию 9), а добавления при атаке ОШ вместо БШ фактически эквивалентно исключению для помехи частот, где не вкладывается ЦВЗ. Замечание 3. Вместо ПСП в виде ОШ можно использовать для защиты от атаки фильтрацией так называемую «черепицеподобную» (tile-based TBW) ЦВЗ, когда на смежных выборках. Тогда « » можно выбрать так, что атака фильтрацией не дает успеха, однако, при этом скорость вложения уменьшается в раз.

Слайд 6

2. Оценивание ШПС-ЦВЗ с последующим их вычитанием. Вложение ЦВЗ. (5) где – принимает

одни и те же значения на « » отсчетах Атака оцениванием ЦВЗ. (6) где – некоторый коэффициент (в общем случае ) – некоторая оценка . Корреляционный детектор. (7) а) «Слепой» декодер: (8) б) Информированный декодер: Замечание. Использование ПСП постоянной на « » отсчетах позволяет улучшат защиту от атаки фильтрацией и некоторых «геометрических» атак. Такая ПСП называется, обычно, повторяющимся блочным кодом длинной (block repetition code of length ).

Слайд 7

Расчет вероятностей ошибок. (для слепого декодера) (10) (для информированного декодера) (11)

где (12) – вероятность ошибочной оценки на « » смежных отсчетах, т.е. Отношение сигнал/шум после атаки: (13)

Слайд 8

Если на « » смежных отсчетах, то (14) Если на интервале

« » смежных отсчетов независимо, то (15) В общем случае (16) (Всегда предполагается, что независимо между блоками отсчетов длиной ). Сравнение атаки оценивания с атакой аддитивным шумом. (17) (18) Оптимизация аддитивного шума для TBW: для смежных отсчетов. Тогда (19) Отношение сигнал/шум после атаки: (20)

Слайд 9

Оптимизация параметра , который максимизируется , при заданных параметрах Для решения

этой задачи и сравнения с атакой аддитивным шумом используется численный методы расчета по формулам (10), (11), (13), (19), (20). Пример. Пусть Результаты оптимизации для различных и показаны в таблице ниже Вывод. Даже при большой вероятности ошибок в оценивании ЦВЗ ( ) атака оцениванием значительно более эффективна, чем атака аддитивным шумом.

Слайд 10

Оценка элементов ЦВЗ. Корреляционный декодер: (21) где (22) Улучшенный корреляционный декодер: Замечание. Дальнейшим улучшением является

использованием фильтра Винера [26]. Декодер «скачков»: (23) где Теоретические формулы для расчета оказываются сложными и поэтому используется моделирование для различных ПС. Вывод по результатам моделирование. Декодер «скачков» дает наилучшие результаты по сравнению с другими декодерами. Пример.

Слайд 11

3. Преобразования Д/А, А/Д. Естественные примеры: Робастность обеспечивается при вложении ЦВЗ после

преобразований DCT, DWT и использовании ЦВЗ-ШПС или ЦВЗ-ППРЧ.