Modifid multi-level steganography to enhance data security

Dissertant

al-Shari, Shadi

Thesis advisor

al-Imam, Namir Nazim

University

Philadelphia University

Faculty

Faculty of Information Technology

Department

Department of Computer Science

University Country

Jordan

Degree

Master

Degree Date

2018

Arabic Abstract

ان إخفاء البيانات باستخدام خوارزمية إخفاء المعلومات يعد أسلوبا مهما لمنع المستخدمين غير المخولين من الوصول إلى البيانات السرية في هذه الأطروحة، تم إنشاء خوارزمية الإخفاء المقترحة لإخفاء أكبر قدر ممكن من البيانات السرية في صورة ملونة و رمادية، و تسمى هذه الخوارزمية خوارزمية الاخفاء والاستخراج العميق ( ( DHEAلتعديل إخفاء المعلومات متعدد المستويات (( MLS تستند هذه الخوارزمية إلى البت الاقل دلاله المعدلMDLSB ) (لتوزيع البيانات في صورة الغلاف تحدد الخوارزمية المقترحة ( DHEA ) عددا من المستويات عشوائيا.

حيث يستخدم كل مستوى صورة رمادية باستثناء المستوى الأخير الذي يستخدم صورة ملونة.

علاوة على ذلك، تم تطبيق نهج التوزيع العشوائي السليم عبر طبقتين، تستخدم الطبقة الأولى اختيار البيكسل بشكل عشوائي لإخفاء البيانات السرية في كل مستوى بينما تطبق الطبقة الثانية في المستوى الأخير للانتقال بشكل عشوائي من مقطع إلى آخر.

بالإضافة إلى ذلك، ينفّذ النهج المقترح ضغطا فعالا لضغط الصور بدون ضياع باستخدام خوارزمية (( DEFLATE لإتاحة إخفاء البيانات إلى المستوى التالي .

تم تطبيق خوارزمية التشفير الديناميكية المستندة إلى معيار التشفير المتقدم ( ( AES على كل مستوى عن طريق تغيير مفاتيح التشفير من مستوى إلى آخر لزيادة الأمان و العمل ضد المهاجمين .

تم إدخال الحوسبة الناعمة من خلال استخدام منهج توضيحي فائق باستخدام خوارزمية مستعمرة النحل ( ( ABC لتحقيق تجانس البكسلات في الصورة، و هذا الأسلوب فعال للحد من الضوضاء الناتجة عن الكمية الكبيرة المخفية من البيانات و لزيادة جودة صورة الستيغو في المستوى الأخير.

توضح النتيجة التجريبية فعالية الخوارزمية المقترحة (( DHEA و هي عالية الأداء لإخفاء كمية كبيرة من البيانات تصل إلى ( 4 bpp )لكل بكسل مع أمان عالي من حيث الاستخراج الصلب لرسالة السرية و الحد من الضوضاء في صورة الستيجو.

علاوة على ذلك، فإن استخدام الاختباء العميق بمستويات غير محدودة يعمل على ارباك المهاجمين و ضغط التسلسل العميق من الصور في صورة واحدة.

English Abstract

Data-hiding using steganography algorithm becomes an important technique to prevent unauthorized users to have access to a secret data.

In this thesis, proposed steganography algorithm has been constructed to hide as much as possible from the load of secret data in a color and a gray images, this algorithm is named Deep Hiding Extraction Algorithm (DHEA) to modify Multi-Level Steganography (MLS).

This algorithm is based on Modified Least Significant Bit (MDLSB) to scatter data in a cover image.

The proposed DHEA algorithm defines a number of levels randomly; where each level using a gray image except the last level that uses a color image.

Furthermore, proper randomization approach with two layers have been implemented; the first layer uses random pixels selection for hiding a secret data at each level while the second layer implements at the last level to move randomly from segment to the other.

In addition, the proposed approach implements an effective lossless image compression using DEFLATE algorithm to make it possible to hide data into a next level.

Dynamic encryption algorithm based on Advanced Encryption Standard (AES) has been applied at each level by changing cipher keys from one level to the next to increase the security and working against attackers.

Soft computing with a metaheuristic approach using Artificial Bee Colony (ABC)algorithm is introduced to achieve smoothing on pixels in image, this approach is effective to reduce the noise caused by a hidden large amount of data and to increase the stego-image quality on the last level.

The experimental result demonstrates the effectiveness of the proposed algorithm DHEA and to show high-performing to hide a large amount of data up to 4-bpp (bits per pixel) with high security in terms of hard extraction of a secret message and noise reduction of the stego-image.

Moreover, using deep hiding with unlimited levels is promising to confuse attackers and to compress a deep sequence of images into one image.

Main Subjects

Information Technology and Computer Science

Topics

• Data protection
• Encryption
• Data

No. of Pages

78

Table of Contents

• APA
• MLA
• AMA

Language

English

Data Type

Arab Theses

Record ID

BIM-956231