Attaque par ajout de bruit salt and pepper

Maintenant, nous allons décrire la manière dont est construit notre schéma de tatouage. Notre algorithme fait partie de la classe des schémas substitutifs dans le domaine spatial. L’insertion s’appuie sur l’exploitation des caractéristiques du système visuel humain. L’insertion se fait par modification des LSB de chaque pixel. En outre, les modifications apportées fait varier sa représentation. Mais comme on ne modifie que le bit le moins significatif et comme la variation se fait dans la même composante de couleur, le changement est pratiquement indiscernable par l’œil humain.

La technique générale est simple à décrire. L’algorithme consiste à insérer une image dans une autre. Le processus prend chaque pixel des deux images est le représenté par sa valeur binaire sur 8 bits. Ensuite, chaque LSB de chaque pixel de l’image hôte sera substitué par un bit provenant de la signature.

Pour la détection, il suffit de retrouver ces bits dispersés dans l’image hôte et puis de les reconstituer pour avoir la signature. Dans la suite de ce chapitre on essayera d’entrer dans les détails car le processus n’est pas si simple qu’il n’y parait.

Dans ce paragraphe nous allons détailler la construction du schéma d’insertion de la méthode proposée. Le processus parait très simple comme on l’a décrit dans l’introduction mais toute fois quelques règles s’imposent.

Un problème se pose : comment on reconnaitra lors de la détection si c’est un bit appartenant à l’image originale ou c’est un bit de la signature ?

On pensait alors à entrer pendant le processus d’insertion une sorte d’entête fixe. Cet entête doit impérativement contenir la largeur, la hauteur en pixel et la dimension de la matrice de la signature. Cet entête fixe est de 32 bits répartis comme suit :

• 15 bits maximum pour la hauteur.

• 15 bits maximum pour la largeur.

• 2 bits pour la dimension de la matrice.

Ces 15 bits peuvent représenter une image allant jusqu’à 32.767 pixels de hauteur et de largeur. Les 2 bits restants servent pour représenter la dimension de la matrice. La dimension de la matrice peut prendre la valeur de 1 ou 3 selon le choix de l’image. Si l’image qu’on veut insérer est à niveau de gris ou en noir et blanc, la dimension de la matrice prend la valeur 1. Pour l’image en couleur elle est de 3.

Voici donc l’algorithme d’insertion :

1. Décomposition de la vidéo en plusieurs images.

2. Calcule de la taille  de la signature en bits : =(ℎ∗ ∗ ∗8)+32

3. Capacité  de l’image hôte qui est donnée par la relation suivante : = (  ∗  ∗   )

4. Comparaison de  et

– Si  est plus grand que  le processus continue.

– Si  est plus petit que  le processus s’arrête.

5. Si le processus continu, on représente les 2 images par leur valeur binaire.

6. On insère l’entête fixe dans l’image hôte.

7. On insère la signature dans l’image hôte.

8. On reconstitue l’image

9. On réinsère l’image dans la séquence vidéo et ainsi de suite.

Pour simplifier l’illustration nous allons représenter l’image ƒ par une matrice unique de 4×4 pixels. Supposons que la signature qu’on veut insérer dans cette image de 4×4 pixels est représentée par S = 10011010

Comme on peut le voir, la signature a été insérée en replaçant le LSB de chaque pixel par un bit venant de la signature. De cette façon on obtient une nouvelle image ƒ*.

Pour la phase d’extraction, il suffit de le lire l’entête fixe puis reconstituer la signature. Pour cela il ne nous faudra qu’une séquence de la vidéo qu’on a choisie au hasard.

1. Choix du frame à tester.

2. Représentation des pixels du frame en binaire.

3. Lecture l’entête fixe

4. Récupération des bits

5. reconstitution de la signature.

3.6 Utilisation d’une clé

Pour avoir plus de sécurité il est préférable d’utiliser une clé spéciale. En en effet, le cryptage est très ouvert aux attaques pour les personnes familières à l’algorithme utilisé.

La solution à ce problème consiste à insérer les bits du tatouage de façon non linéaire. En pratique, cela consiste à permuter l’emplacement des bits lors de l’insertion du tatouage selon un système pseudo-aléatoire générer par la clé passé en entrée.

En reprenant l’illustration dans la section phase d’insertion, voici la représentation de l’utilisation de la clé.

Signature : S = 10011010

Après insertion

Dans cette section, nous vous présentons le résultat et l’évaluation de notre méthode. Cette évaluation se base surtout sur les contraintes du tatouage qui sont l’imperceptibilité, la capacité et la robustesse face aux éventuelles attaques.

La signature à insérer dans une séquence vidéo est considérée comme un bruit additif qui influe sur la qualité e du signal original. Le PSNR est une métrique qui donne une idée sur la qualité du signal, ou en d’autre terme le taux de dégradation. En effet, les résultats expérimentaux ont prouvé qu’une image modifiée de PSNR égal à 30db est considérée comme étant une image de bonne qualité. Le PSNR est donnée par la relation suivante :

=10∗ 10 (   ² )

(3.01)

63

Où, EQM est l’Erreur Quadratique Moyenne.

= ∑ ∑(  (  ,   ) − (  ,   ))²

∗(3.02)

  =1   =1

Comme le principe du tatouage exploite la faiblesse de notre vision, il est donc logique que la première évaluation consiste en la confrontation visuelle entre l’image originale et l’image tatouée.