Контроль целостности изображений на основе цифровых водяных знаков, перцептивного хеширования и цифровой подписи

Контроль целостности изображений на основе цифровых водяных знаков, перцептивного хеширования и цифровой подписи

Якушев А.Ю. (ИСП РАН, Москва, Россия)
Акименков А.А. (ИСП РАН, Москва, Россия)
Обыденков Д.О. (ИСП РАН, Москва, Россия)
Абуд Х.Н. (ИИИ МГУ, Москва, Россия)
Токарев С.Е. (ИСП РАН, Москва, Россия)
Маркин Ю.В. (ИСП РАН, Москва, Россия)

Аннотация

Визуальный контент, распространяемый через медиаплатформы, подвержен риску семантической подделки, в том числе с применением генеративных моделей искусственного интеллекта. Многие проактивные методы защиты на основе цифровых водяных знаков (ЦВЗ) уязвимы к атакам подделки маркировки из-за отсутствия криптографической связи между маркировкой, содержимым изображения и владельцем закрытого ключа. Предложен метод CPW для контроля целостности изображений, который интегрирует цифровую подпись в процесс внедрения ЦВЗ и связывает содержимое изображения, внедренный аутентификатор и заданный открытый ключ. Ключевой проблемой является необходимость побитово точного извлечения длинных сообщений в условиях допустимых преобразований изображения. Для этого разработана перцептивная хеш-функция EPHash, обеспечивающая устойчивое компактное представление изображения, а цифровая подпись защищается кодом коррекции ошибок и внедряется в изображение целиком либо независимыми фрагментами. Экспериментальная оценка показала, что по сравнению с MetaSeal CPW обеспечивает более высокую незаметность маркировки, а его устойчивость к допустимым преобразованиям зависит от алгоритма внедрения ЦВЗ. Криптографическая привязка подписи к значению EPHash делает вычислительно неосуществимым формирование корректного аутентификатора для другого хеш-значения без доступа к закрытому ключу.

Ключевые слова

цифровые водяные знаки; криптография; электронная цифровая подпись; проактивная защита от подделок; перцептивное хеширование; контроль целостности изображений.

Издание

Труды Института системного программирования РАН, том 38, вып. 5, 2026, стр. 133-154.

ISSN 2220-6426 (Online), ISSN 2079-8156 (Print).

DOI: 10.15514/ISPRAS-2026-38(5)-9

Для цитирования

Якушев А.Ю., Акименков А.А., Обыденков Д.О., Абуд Х.Н., Токарев С.Е., Маркин Ю.В. Контроль целостности изображений на основе цифровых водяных знаков, перцептивного хеширования и цифровой подписи. Труды Института системного программирования РАН, том 38, вып. 5, 2026, стр. 133-154. DOI: 10.15514/ISPRAS-2026-38(5)-9.

Полный текст статьи в формате pdf Вернуться к содержанию тома