Tekrarlı sıkıştırmada frekans katsayılarının varyansı temelli dayanıklı veri gizleme yöntemi
Robust data hiding method based on the variance of frequency coefficients in repetitive compression
Yazar: ABDIWAHAB MOHAMED ABDIRASHID
Danışman: DOÇ. DR. SERDAR SOLAK
Kocaeli Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Bilişim Sistemleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrol = Computer Engineering and Computer Science and Control

Özet:
Bilgi ve iletişim teknolojilerinin hızlı ilerlemesiyle, bilgi güvenliği kavramı günümüzde büyük önem arz etmektedir. Özellikle internet ortamında uçtan uca iletişim sağlarken bilgilerin güvenliğini sağlamak için, gizlilik, bütünlük ve erişilebilirlik kavramlarının etkili bir şekilde gerçekleştirilmesi gerekir. Bilgi gizliliğini sağlamak için Kriptoloji ve Steganografi teknikleri kullanılmaktadır. Kriptoloji bilgiyi matematiksel teknikler kullanarak anlaşılmayacak şekilde ifade etme işlemidir. Steganografi ise, metin, ses, görüntü veya video dosyaları içerisine gizli bilgiyi şüphe uyandırmadan saklama işlemidir. Yüksek veri gizleme kapasitesi ve yaygın kullanımı sebebiyle veri gizleme çalışmalarında görüntüler daha fazla tercih edilmektedir. Özellikle sosyal medya platformlarında paylaşılan görüntüler, gizli verileri göndermek için iyi bir taşıyıcı olabilir. Ancak, sosyal medya platformları görüntüleri uçtan uca aktarırken sıkıştırma uygulayarak göndermektedir. Tez çalışması kapsamında, Kriptoloji ve Steganografi tekniklerini beraber kullanan sıkıştırma ataklarına karşı dayanıklı yeni bir veri gizleme yöntemi önerilmektedir. Yöntem ilk olarak gizlenecek veriyi Gelişmiş Şifreleme Standardı Şifreli Blok Zincir (Advanced Encryption Standard Cipher Block Chaning- AES CBC) tekniği ile şifrelemektedir. Sonrasında, tekrarlı sıkıştırma uygulanmış JPEG görüntülere Ayrık Kosinüs Dönüşümü (Discrete Cosine Transform - DCT) yapılarak elde edilen katsayılar üzerinde veri gizleme yapılmaktadır. Tekrarlı sıkıştırma işlemleri sonucunda az değişen veya hiç sıkıştırmadan etkilenmeyip değişmeyen katsayılara veriler gizlenmektedir. Bu sayede gizlenmiş olan veri yüksek doğrulukta geri elde edilmektedir. Yapılan deneysel çalışmalarda, önerilen yöntem BOSSBase veri setinde bulunan görüntüler üzerinde denenmiş olup, literatürde yer alan yöntemlerden daha iyi sonuçlar verdiği gözlemlenmiştir.

Abstract:
The rapid progress of information and communication technologies has made information security more important than ever. Safeguarding data integrity and ensuring secure communication have become critical challenges in the digital era. To address these challenges, the fields of cryptography and steganography have emerged as essential disciplines. Cryptography involves the use of mathematical techniques to transform information into an unreadable format while ensuring its confidentiality. Steganography, on the other hand, focuses on hiding sensitive data within various types of files, making it imperceptible to unauthorized individuals. By combining these two disciplines, implementing a powerful approach to secure information transmission is possible to obtain. In the context of data hiding, images are preferred due to their high data capacity and widespread usage. Sharing accurate and lossless images with higher quality through digital mediums is challenging, particularly, images shared on social media platforms can serve as good carriers for sending hidden data. However, social media platforms apply compression when transferring images end-to-end. Within the scope of this thesis, the proposed method introduces a novel approach by combining cryptographic and steganographic techniques, providing a robust solution to protect hidden data even when subjected to compression. The method first encrypts the secret data to be hidden using the Advanced Encryption Standard Cipher Block Chaining (AES CBC) technique. Then, data hiding is performed on the coefficients obtained by applying Discrete Cosine Transform (DCT) to repeatedly compressed JPEG images, coefficients that are minimally affected by compression or remain unaffected are specifically selected for data hiding. Thus, the hidden data is retrieved with high accuracy. Experimental evaluations demonstrate that the proposed method outperforms existing techniques in terms of achieving robust and effective data-hiding techniques.