DWT ve DCT steganografide performans analizi

Abstract

Günümüzde veri güvenliği teknolojik gelişimler ve internetin geniş kullanımıyla birliktedaha önemli bir hal almıştır. Şahıslar gerek gizlilik ilkelerinin sorumlu kurum vekuruluşlarca ulusal güvenlik amaçlı ihlal edilmesi, gerekse art niyetli ve yasa dışıişlemlerinin açığa çıkmasından korktukları için bir birileri ile gizli haberleşmeyi tercihetmektedirler. Gizli haberleşme, mesajın içeriğinin anlaşılmasını engellemeye çalışan`Kriptoloji` ve mesajın varlığının bilinmesini ve görünmesini engellemeye çalışan`Steganografi` kullanılarak yapılmaktadır. Sadece mesajın içeriğini okunmaz halegetiren kriptoloji bilimi, meraklı çevrelerce dikkati cezbetmektedir. İçeriğinden bağımsızolarak herhangi bir mesajın okunuşunun ve anlaşılmasının zorlaştırılması, dikkatçekmesinin artmasına sebep vermekte ve sonuç olarak meraklı çevrelerce şifresisteminin çözülümü hızlanmaktadır. Steganografi bilimi tüm bu dezavantajlardanbağımsız olarak, mesajın varlığının gizlenmesi ile uğraşmaktadır. Göremediğiniz veyavarlığından dahi haberdar olmadığınız bir nesne veyahutta bilginin içeriğine ulaşmaisteğiniz, çabanızda olamaz. Günümüz tarihinden önceki dönemlerde, atalarımız kurmuşoldukları devletlerde, haberleşmeyi yukarıda bahsettiğim avantajından dolayısteganografi ile gerçekleştirmişlerdir. Bu konu ile ilgili çokça yöntemler ve sistemlergeliştirmiş ve ciddi ilerlemeler kaydetmişlerdir. Ancak çağımız teknolojisine uyarlanansteganografide ülke bireylerinin çoğu bu bilimden uzak kalmışlardır. Yukarıdabahsedilen tüm bu avantaj ve tarihsel geçmişi bir motivasyon kabul ederek, bu tezçalışmasındaki ana amaç, steganografi sistemlerini iyi bir seviyede öğrenip, testedebilmektir. Tezin spesifik amaçları ise; veri saklama yöntemleri konusunda deneyimkazanmak, gerek görsel, gerek yazılı metin verilerinin saklanması işlemi konusunda enuygun yöntemleri belirleyebilmektir. Bu hedeflere yönelik olarak tez çalışmasında dafrekans tabanlı steganografi yöntemlerinden olan DWT, Discrete Wavelet Transform(Ayrık Dalgacık Dönüşümü), ve DCT, Discrete Cosinus Transform (Ayrık KosinüsDönüşümü), yöntemleri kullanılmıştır. Bu yöntemlerin bir birilerine karşı olan işlemselüstünlüklerinin kıyaslanabilmesi için, DCT yöntemi kullanılarak bir resim verisiarkasına LSB yöntemiyle metinsel veri, DWT yöntemi kullanılarak MATLAB platformundaresim verisi arkasına boyutsal olarak daha ufak başka bir resim verisi eklenmiştir. Sonuçolarak bu iki yöntem, PSNR, Peak Signal to Noise Ratio (Yüksek Sinyalin GürültüyeOranı), verisine göre kıyaslanmıştır. Oluşturulan bu test senaryosunda, hangi yönteminbir diğerine daha üstün olduğu sayısal verilerle saptanmaya çalışılmıştır.

Nowadays, data security has become more important than ever because of technologicaldevelopments and widely usage of internet. People prefer to use secret communicationdue to breaking their social life privacy by responsible institutions or they concern abouttheir illegal activities. Secret communication has done by the Cryptology, whichconverts the content of message to unreadable situation, or has done by Steganography,which hides the existence of the message itself. Cryptology takes attention of curiousparties of community by making the messages itself unreadable.On the other hand,making the messages itself unreadable situation, accelerates cracking of cyrpto systemssecurity by technology community. But on the other side, steganography only hides ofthe existence of message itself. This can not be cause of curiosity of cracking anysecurity systems to reach it's content. Because, you can not have any ambitious aboutsolving a complex security algorithms or trying to crack any security system which cannot be seen. The time before our technological era, our encestors of Turkish Republiccitizents and at the our encestors old and past goverments, they used old fashioned –according to our age- steganographical communication ways, effectively. According tohistory tellers they developed their own ways and conduct this science and art branch.But nowadays, we are unfamiliar with steganography itself and it's terminologies. Wehave to reach the same level which our encestors accomplished in steganography. Withthe help of the steganography main advantage and taking motivation from this historicalbackground of our community, my master thesis main purpose, to efficiently learnsteganography and gain experience about it. To accomplish this purpose, I am going togo to learn and use frequency based steganography algorithms which are DCT, DiscreteCosinus Transform and DWT, Discrete Wavelet Transform. And also to learn them ineffective way, I created a scenario about secret data communication. I've hidden a textmessage in a carrier object with DCT and I've hidden a small picture in a carrier objectwith DWT. According to this scenario, I've matched these well known frequency basedsteganography techniques based on their PSNR, Peak Signal to Noise Ratio values. Theresult going to go to show us which way is the most successfull way of our scenario.With this work, I have experienced about DWT, DCT and LSB, Least Significant Bitwhich is widely used and known technique to embed secret messages in pictures andused in our work with DCT algorithm. I hope this master thesis paper work will behelpfull for all readers to carry this science to the next level.