Secure transmission of visual image in the VTS system using fingerprinting

• Autorzy: Czaplewski B. , Czaplewski K.

Warianty tytułu

PL

Bezpieczne przesyłanie obrazu wizyjnego w systemach VTS z wykorzystaniem fingerprintingu

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

In order to maintain a high level of security in areas where vessel traffic services operate, there is a great use of industrial cameras, which transmit information to the VTS controllers. Two very important elements of the video image transmission are speed and confidentiality of the transmitted data. Currently, one of the major problems in front of such systems is to choose an appropriate method for safe image transmission that meets the requirements of speed and confidentiality. There is the possibility of using the tools of computer science known as fingerprints. There are two ways to protect multimedia copyright. First way is to encrypt the data. Encryption provides that only privileged receivers with correct decryption keys will be able to decrypt information. Unfortunately, encryption isn’t sufficient protection, because after decryption, privileged user may easily violate copyright by sharing decrypted data with public. Second way is called a digital fingerprinting, which rely on embedding of some additional binary sequence into image. This sequence, called a fingerprint, is unique for each receiver and it’s unnoticeable for the human eye. With fingerprinting there is a possibility of further analysis of a intercepted copy which is suspected of being illegally shared. The paper presents the theoretical basis for the use of fingerprinting methods to protect the media sent in VTS systems, as well as a description of the most promising methods, in terms of safety and cost, called Joint Fingerprinting and Decryption methods. Approach proposed by the authors can enhance the security of the video image transmission in VTS systems.

PL

W celu utrzymania wysokiego poziomu bezpieczeństwa na obszarach objętych systemami nadzoru ruchu statków coraz częściej mają zastosowanie podsystemy kamer przemysłowych przesyłających informacje do kontrolerów systemów VTS. Jednym z bardzo ważnych elementów transmisji obrazu wizyjnego jest jego szybkość i poufność transmisji danych w trybie on-line. Aktualnie jednym z najważniejszych problemów determinujących powszechne wykorzystanie tego typu systemów jest dobranie odpowiedniego sposobu bezpiecznej transmisji obrazu wizyjnego, który spełni wymagania na szybkość i poufność. Można w tym celu wykorzystać znane w naukach informatycznych narzędzia. Istnieją dwie uzupełniające się metody ochrony zawartości multimediów oraz praw autorskich. Pierwszą metodą jest szyfrowanie, która zapewnia, że tylko zarejestrowani użytkownicy, posiadający odpowiednie klucze deszyfrujące, będą w stanie odszyfrować przesyłane treści multimedialne. Niestety, szyfrowanie nie jest wystarczającym zabezpieczeniem, gdyż po deszyfracji użytkownik mający dostęp do multimediów, może je ponownie udostępnić bez zgody autora, łamiąc tym samym prawa autorskie. Drugą metodą jest cyfrowy odcisk palca (ang. digital fingerprinting), polegający na osadzaniu dodatkowych, ukrytych sekwencji binarnych w treści multimedialnej. Dane te, nazywane fingerprintami, jednoznacznie identyfikują stronę odbiorczą, a osadzane są w taki sposób, aby pozostały niezauważalne dla ludzkiego oka. Osadzone dodatkowe dane dają możliwość późniejszej analizy przechwyconej kopii podejrzanej o to, że jest bezprawnie udostępniona. W referacie zostały przedstawione podstawy teoretyczne wykorzystania metody fingerprintingu do ochrony plików multimedialnych transmitowanych w systemach VTS, jak również opis najbardziej obiecujących metod pod względem bezpieczeństwa i kosztów, nazywanych metodami Łączonego Fingerprintingu i Deszyfracji (ang. Joint Fingerprinting and Decryption). Proponowane przez autorów podejście może zwiększyć poziom bezpieczeństwa transmisji obrazu wizyjnego w systemach VTS.

Słowa kluczowe

EN

fingercasting; encryption; JFD; video; piracy; VTS; navigation

PL

szyfrowanie; JFD; wideo; piractwo; VTS; nawigacja morska

• Wydawca: Wydawnictwo Naukowe Akademii Morskiej w Szczecinie
• Czasopismo: Zeszyty Naukowe / Akademia Morska w Szczecinie
• Rocznik: 2012
• Tom: nr 30 (102)
• Strony: 30--36
• Opis fizyczny: Bibliogr. 16 poz., rys.

Twórcy

autor

Czaplewski B.

autor

Czaplewski K.

• Gdansk University of Technology Politechnika Gdańska 80-233 Gdańsk, ul. Narutowicza 11/12,

Bibliografia

• 1. LIU K.J.R., TRAPPE W., WANG Z.J., WU M., ZHAO H.: Multimedia fingerprinting forensics for traitor tracing. EURASIP Book Series on Signal Processing and Communications, vol. 4, Hindawi Publishing Corporation, 2005.
• 2. COX I.J., KILIAN J., LEIGHTON F.T., SHAMOON T.G.: Secure spread spectrum watermarking for multimedia. IEEE Trans. Image Processing, vol. 6, 12, 1997, 1673–1687.
• 3. WU M., TRAPPE W., WANG Z.J., LIU K.J.R.: Collusionresistant fingerprinting for multimedia. IEEE Signal Processing Mag., vol. 21, 2004, 15–27.
• 4. ZHAO H., WU M., WANG Z.J., LIU K.J.R.: Forensic analysis of nonlinear collusion attacks for multimedia fingerprinting. IEEE Trans. Image Processing, vol. 14, 5, 2005, 646–661.
• 5. BARCZ M.: Review and analysis of fingerprinting methods for multicast distribution of video signals. Gdansk University of Technology, Faculty of Electronics, Telecommunications and Informatics, master thesis, 2009.
• 6. CZAPLEWSKI B.: Implementation and research of fingerprinting method based on generalized Hill cipher. Gdansk University of Technology, Faculty of Electronics, Telecommunications and Informatics, master thesis, 2011.
• 7. ZHAO H., LIU K.J.R.: Bandwidth efficient fingerprint multicast for video streaming. Proc. IEEE International Conference on Acoustics, Speech, and Signal Processing, vol. 5, 2004, 849–852.
• 8. JUDGE P., AMMAR M.: WHIM: Watermarking multicast video with a hierarchy of intermediaries. Proc. 10th International Workshop on Network and Operating System Support for Digital Audio and Video, 2000.
• 9. PARNES R., PARVIAINEN R.: Large scale distributed watermarking of multicast media through encryption, Proc. IFIP Int. Conf. Communications and Multimedia Security Issues of the New Century, 2001, 17.
• 10. ANDERSON R., MANIFAVAS C.: Chameleon – A new kind of stream cipher. Lecture Notes in Computer Science, Fast Software Encryption, Springer, vol. 1267, 1997, 107–113.
• 11. KUNDUR D., KARTHIK K.: Video fingerprinting and encryption for digital rights management. Proc. IEEE, vol. 92, 6, 2004, 918–932.
• 12. RYKACZEWSKI R.: Hillcast – A method of joint decryption and fingerprinting for multicast distribution of multimedia data. Gdansk University of Technology, Faculty of Electronics, Telecommunications and Informatics Annals, 8, series: Information Technology, 2010.
• 13. CZAPLEWSKI B., RYKACZEWSKI R.: Joint fingerprinting and cryptographic protection of data using the Hill cipher. Gdansk University of Technology, Faculty of Electronics, Telecommunications and Informatics Annals, 9, series: ICT Young, 2011.
• 14. CHENG H., LI X.: Partial encryption of compressed images and videos. IEEE Trans. Signal Processing, vol. 48, 2000, 2439–2451.
• 15. TOORANI M., FALAHATI A.: A secure variant of the Hill cipher. IEEE Symposium on Computers and Communications, 2009.
• 16. SAEEDNIA S.: How to make the Hill cipher secure. Cryptologia, vol. 24, 2000, 353–360.