X-Git-Url: https://bilbo.iut-bm.univ-fcomte.fr/and/gitweb/hdrcouchot.git/blobdiff_plain/e9f2cb916f164b15bce8fe96e4f5432d3df9b7b2..d81b15b2024adaf639e9d4a85934a5b5722c1bf1:/oxford.tex?ds=sidebyside diff --git a/oxford.tex b/oxford.tex index 53b2dc5..0be2951 100644 --- a/oxford.tex +++ b/oxford.tex @@ -1,11 +1,27 @@ -\JFC{Dire que c'est une synthèse du chapitre 22 de la thèse de Tof} +La propriété de régularité des fonctions chaotiques est à l'origine du marquage de documents numériques: de tout média, même tronqué, on peut réextraire la +marque. +Dans ce chapitre, le processus d'embarquement d'un message dans +un média est formalisé en section~\ref{sec:watermarking:formulation}. +La sécurité des approches de watermarking est étudiée selon deux approches: +l'approche probabiliste~\ref{sec:watermarking:security:probas} +et l'approche chaotique~\ref{sec:watermarking:security:chaos}. +Une proposition d'embarquement dans le domaine fréquentiel est abordée +en section~\ref{sec:watermarking:frequentiel}. -This section has focused on security with regards to probabilistic behaviors. -Next section studies it in the perspective of topological ones. +On remarque cependant que l'algorithme formalisé dans ces sections ne permet +d'embarquer \textit{in fine} qu'un bit qui est vrai si l'image est marquée +et faux dans le cas contraire. +Il ne permet pas d'extraire le contenu du message initial à partir de +l'image marquée. La section~\ref{sec:watermarking:extension} +propose une solution à ce problème. +Les trois premières sections de ce chapitre sont une reformulation +du chapitre 22 de~\cite{guyeux10}. Elles ont été publiées à~\cite{bcg11:ij}. +L'extension a quant à elle été publiée dans~\cite{bcfg+13:ip}. -\section{Processus de marquage} + +\section{Processus de marquage binaire}\label{sec:watermarking:formulation} Par la suite, le message numérique qu'on cherche à embarquer est noté $y$ et le support dans lequel se fait l'insertion est noté $x$. @@ -312,7 +328,7 @@ La preuve de double-stochasiticité de la matrice associée On dispose ainsi d'un nouvel algorithme de marquage $\epsilon$-stego-secure et chaos-sécure. -\section{Applications aux domaines fréquentiels} +\section{Applications aux domaines fréquentiels}\label{sec:watermarking:frequentiel} Le schéma d'algorithme présenté dans ce chapitre a été appliqué au marquage d'images dans les coefficients DCT et les DWT. @@ -465,3 +481,161 @@ L'approche est résistante à: celles dont l'angle est inférieur à 13 degrés dans le domaine DWT. \end{itemize} + +\section{Embarquons d'avantage qu'1 bit}\label{sec:watermarking:extension} +L'algorithme présenté dans les sections précédentes +ne permet de savoir, \textit{in fine}, +que si l'image est marquée ou pas. Cet algorithme ne permet pas +de retrouver le contenu de la marque à partir de l'image marquée. +C'est l'bjectif de l'algorithme présenté dans cette section et introduit +dans~\cite{fgb11:ip}. +On des raisons de lisibilité, il n'est pas +présenté pas dans le formalisme de la première section et +est grandement synthétisé. +Il a cependant été prouvé comme étant chaos-sécure~\cite{fgb11:ip}. + + + +Commençons par quelques conventions de notations: +\begin{itemize} +\item $\mathbb{S}_\mathsf{k}$ est l'ensemble des stratégies unaire sur $[k]$; +\item $m^0 \in \mathbb{B}^{\mathsf{P}}$ est un vecteur de $\mathsf{P}$ bits + représentant la marque; +\item comme précédement, + $x^0 \in \mathbb{B}^\mathsf{N}$ est le vecteurs des + $\mathsf{N}$ bits sélectionnés où la marque est embarquée. + \item $S_p \in \mathbb{S}_\mathsf{N}$ + est la \emph{stratégie de place} et définit quel + élément de $x$ est modifié à chaque itération; + \item $S_c \in \mathbb{S}_\mathsf{P}$ est la \textbf{stratégie de choix} + qui définit quel indice du vecteur de marque est embarqué à chaque + itération; + \item $S_m \in \mathbb{S}_\mathsf{P}$ est la \textbf{stratégie de mélange} + qui précise quel élément de la marque est inversé à chaque itération. +\end{itemize} + +% In what follows, $x^0$ and $m^0$ are sometimes replaced by +% $x$ and $m$ for the sake of brevity, +% when such abridge does not introduce confusion. + + +% \subsection{The $\CID$ scheme}\label{sub:ci2:scheme} +Le processus itératif modifiant $x$ est défini comme suit. +Pour chaque $(n,i,j) \in +\mathds{N}^{\ast} \times \llbracket 0;\mathsf{N}-1\rrbracket \times \llbracket +0;\mathsf{P}-1\rrbracket$, on a: +\begin{equation*} +\left\{ +\begin{array}{l} +x_i^n=\left\{ +\begin{array}{ll} +x_i^{n-1} & \text{ if }S_p^n\neq i \\ +m_{S_c^n}^{n-1} & \text{ if }S_p^n=i. +\end{array} +\right. +\\ +\\ +m_j^n=\left\{ +\begin{array}{ll} +m_j^{n-1} & \text{ if }S_m^n\neq j \\ + & \\ +\overline{m_j^{n-1}} & \text{ if }S_m^n=j. +\end{array} +\right. +\end{array} +\right. +\end{equation*} +%\end{definition} +\noindent où $\overline{m_j^{n-1}}$ est la négation booléenne de $m_j^{n-1}$. +On impose de plus la contrainte suivante. +Soit $\Im(S_p) = \{S^1_p, S^2_p, \ldots, S^l_p\}$ +l'ensemble de cardinalité $k \leq l$ (les doublons sont supprimés). +qui contient la liste des indices $i$, $1 \le i \le p$, +tels que $x_i$ a été modifié. +On considère $\Im(S_c)_{|D}= \{S^{d_1}_c, S^{d_2}_c, \ldots, S^{d_k}_c\}$ +où +$d_i$ est la dernière date où l'élément $i \in \Im(S_p)$ a été modifié. +Cet ensemble doit être égal à $\llbracket 0 ;\mathsf{P} -1 \rrbracket$. + +Pour peu que l'on sache satisfaire la contrainte précédente, +on remplace $x $ par $x^l \in \mathbb{B}^{\mathsf{N}}$ dans +l'hôte et on obtient un contenu marqué. + + +Sans attaque, le schéma doit garantir qu'un utilisateur qui dispose des bonnes +clefs de création des stratégies est capable d'extraire une marque et que +celle-ci est la marque insérée. +Ceci correspond respectivement aux propriétés de complétudes et de correction +de l'approche. +L'étude de ces propriétés est l'objectif de la section qui suit. + + + + + + +\subsection{Correction et complétude du schéma}\label{sub:ci2:discussion} + +On ne donne ici que le théorème. La preuve est placée en annexes~\ref{anx:preuve:marquage:correctioncompletue}. + +\begin{theorem} +La condition de l'algorithme de marquage est nécressaire et suffisante +pour permettre l'extraction du message du média marqué. +\end{theorem} + +Sous ces hypothèes, on peut donc extraire un message. +De plus, le cardinal $k$ de +$\Im(S_p)$ est supérieur ou égal à $\mathsf{P}$. +Ainsi le bit $j$ du message original $m^0$ peut être +embarqué plusieur fois dans $x^l$. +Or, en compte le nombrede fois où ce bit a été inversé dans +$S_m$, la valeur de $m_j$ peut se déduire en plusieurs places. +Sans attaque, toutes ces valeurs sont identiques +et le messageest obtenus immédiatement. +Si attaque il y a, la valeur de $m_j$ peut s'obtenir en prenant la valeur +moyenne de toutes les valeurs obtenues. On a donc la correction et la complétude. + +\subsection{Détecter si le média est marqué}\label{sub:ci2:distances} +On considère un média $y$ marqué par un message $m$. +Soit $y'$ une version altérée de $y$, c.-à-d. une version +où certains bits on été modifiés et soit +$m'$ le message extrait de from $y'$. + +Pour mesurer la distance entre $m'$ et $m$, on +considère repsectivement +$M$ et $M$ l'ensemble des indices de $m$ et de $m'$ +où $m_i$ vaut 1 et ou $m'_1$ vaut 1. + +Beaucoup de mesures de similarité~\cite{yule1950introduction,Anderberg-Cluster-1973,Rifqi:2000:DPM:342947.342970}, dépendent des ensembles +$a$, $b$, $c$ et $d$ définis par +$a = |M \cap M' |$, +$b = |M \setminus M' |$, +$c = |M' \setminus M|$, and +$d = |\overline{M} \cap \overline{M'}|$ + +Selon ~\cite{rifq/others03} la mesure de Fermi-Dirac $S_{\textit{FD}}$ +est celle dont le pouvoir de discrimination est le plus fort, +c.-à-d. celui qui permet la séparation la plus forte entre des vecteurs +corrélés et des ceux qui ne le sont pas. +La distance entre $m$ et $m'$ est construite selon cette mesure +et produit un réel dans $[0;1]$. Si elle est inférieure à un certain +seuil (à définir), le média $y'$ est declaré +comme marqué et le message doit pouvoir être extrait. + +\subsection{Etude de robustesse}\label{sec:watermarking:robustesse} +La méthode d'expérimentation de robustesse appliquée à la section précédente +pourrait être réappliquée ici et nous pourrions obtenir, grâce aux courbes de +ROC une valeur seuil pour déterminer si une marque est présente ou pas. +Dans~\cite{bcfg+13:ip}, nous n'avons cependant pas poussé +la démarche plus loin que de l'embarquement +dans les bits de poids faible en spatial et l'on sait que ceci est +particulièrement peu robuste. + + +\section{Conclusion} +Grace à la formalisation du processus de watermarking par itérations discrètes, nous avons pu dans ce chapitre montrer que le processus possédait les propriétés +attendues, à savoir stego-sécurité, chaos sécurité et une robustesse relative. +Pour étendre le champ applicatif, nous avons proposé un second algorithme +permettant de particulariser la marque à embarquer et donc à extraire. +Le chapitre suivant s'intéresse au marquage, mais dans un autre domaine que celui des images. +