АНАЛІЗ ОБЧИСЛЮВАЛЬНОЇ СКЛАДНОСТІ ТА ЗАХИСНИХ ВЛАСТИВОСТЕЙ ПІДГОТОВЧИХ ПРОЦЕДУР ГІБРИДНОГО СТЕГАНОАЛГОРИТМУ

Анотація

У роботі досліджено обчислювальну складність та захисні властивості початкових етапів гібридного
стеганографічного алгоритму, що охоплюють процедури попередньої обробки вихідного контенту, формування
масиву серій опорних блоків (ОБ), застосування різних схем розгортки та просторової орієнтації ОБ. Проведено
аналіз трьох варіантів згладжування малоінформативних ділянок вихідних зображень та виконано їх оцінювання
за часовими характеристиками й піковим співвідношенням сигнал-шум (PSNR). Встановлено, що перший і
другий варіанти згладжування забезпечують оптимальний баланс між якістю обробки та обчислювальними
витратами, тоді як третій варіант характеризується вищою якістю отримуваних зображень, але є більш
ресурсномістким. Досліджено особливості формування, класифікації та кодування масиву серій ОБ, а також
оцінено вплив різних схем розгортки на часові витрати й стійкість системи до несанкціонованої екстракції
стеганографічного контенту. Визначено, що прості схеми розгорток мають мінімальні часові витрати, але нижчий
рівень захищеності, тоді як лінійні, нелінійні, багатопрохідні (кратні) та комбіновані схеми, забезпечують вищий
рівень захищеності при помірному зростанні часових витрат. Встановлено, що застосування змін просторового
позиціонування ОБ контенту, характеризується помірним зростанням обчислювальної складності алгоритму, але
суттєво підвищує стійкість системи до атак, навіть у разі компрометації основних механізмів захисту.
Моделювання проводилося на тестових зразках напівтонових (8 біт) зображень, генерованих штучним інтелектом
(ШІ). Для цього обрані зображення типу «Портрет» і «Пейзаж» та, додатково, використані скрінсейвери сцен
комп'ютерних ігор (шутери). Всі тестові зразки характеризуються різною текстурною насиченістю й локальними
перепадами яскравості. Отримані результати підтвердили можливість інтеграції досліджених процедур в межах
єдиної багаторівневої системи захисту цифрового контенту. Результати моделювань виявили високу адаптивність
застосованих процедур обробки, що підтверджує можливість їх застосування в умовах впливу спорадичних
ресурсних обмежень та системах обробки даних реального часу.
Ключові слова: інформаційна безпека, стеганографія, цифрові зображення, несанкціонований доступ,
обчислювальна складність, просторова орієнтація, ресурсний консенсус, кодування довжин серій, ДКП.

Перелік посилань
1. Fridrich, J. (2009). Steganography in Digital Media: Principles, Algorithms, and Applications. Cambridge:
Cambridge University Press.
2. Cox, I., Miller, M., Bloom, J., Fridrich, J., & Kalker, T. (2007). Digital watermarking and steganography (2nd
ed.). Morgan Kaufmann.
3. Кузнецов, О. О., Євсеєв, С. П., & Король, О. Г. (2011). Стеганографія: навч. посіб. Вид-во ХНЕУ.
http://www.repository.hneu.edu.ua/jspui/handle/123456789/2289.
4. Yahya, A. (2019). Steganography techniques for digital images. Springer International Publishing.
5. Pratt, W. K. (1978). Digital image processing. John Wiley & Sons.
6. Гончаров, М., & Малахов, C. (2024). Аналіз сучасних мобільних платформ для забезпечення процедур
стеганографічної вставки. Grail of Science, (52), 705–707. https://doi.org/10.36074/grail-of-science.23.05.2025.
7. Гончаров, М., Лєсная, Ю., & Малахов, С. (2021). Дослідження властивостей прототипу гібридного
стеганоалгоритму. Комп’ютерні науки та кібербезпека, (2), 45-56. https://doi.org/10.26565/2519-2310-2021-2-05.
8. Гончаров, М., Нарєжній, О., & Малахов, С. (2025). Аналіз передумов для забезпечення консенсусу
ресурсів при виконанні процедур вставлення стеганографічних даних. Сучасний захист інформації, 63(3), 37-47.
https://doi.org/10.31673/2409-7292.2025.030518.
9. Гончаров, М., Чепель, Д., & Малахов, С. (2025). Оцінка обчислювальної складності етапу попередньої
обробки вхідних даних при реалізації процедур стегановставки зображень. Science and Technology Today, 8(49),
1228–1245. https://doi.org/10.52058/2786-6025-2025-8(49)-1228-1245.
10. Гончаров, М., & Малахов, С. (2025). Моделювання і оцінка обчислювальної складності основних
процедур, початкових етапів гібридного стеганоалгоритму. Комп’ютерні науки та кібербезпека, (1), 41-59.
https://periodicals.karazin.ua/cscs/article/view/2519-2310-2025-1-04.
11. Гончаров, М. О., Малахов, С. В., & Жілєнков, Д. В. (2025). Дослідження складності та властивостей
різних схем розгортки вихідних даних стеганоконтента в умовах зміни сценаріїв атак. Сучасний захист
інформації, (4), 44–58. https://journals.dut.edu.ua/index.php/dataprotect/article/view/3352.
12. Гончаров, М., & Малахов, С. (2023). Дослідження способів розгортки вихідних блоків зображеннястеганоконтенту як механізму протидії від несанкціонованої екстракції даних. Science and Technology Today,
4(18), 293–308. https://doi.org/10.52058/2786-6025-2023-4(18)-293-308.
13. Гончаров, М., Малахов, С., & Колованова, Є. (2023). Результати моделювання різних схем просторової
орієнтації та розгортки серій опорних блоків зображень для протидії несанкціонованої екстракції
стеганографічних даних. Комп’ютерні науки та кібербезпека, (2), 58-70. https://periodicals.karazin.ua/cscs/ article/
view/23122.
14. Гончаров, М., & Малахов, С. (2023). Research of procedures for disintegration of the series length array as
а mechanism way to confront unauthorized extraction of steganocontent. Science and Technology Today, 6(20), 114–
129. https://doi.org/10.52058/2786-6025-2023-13(27)-701-717.
15. Гончаров, М., & Малахов, С. (2023). Моделювання спроб несанкціонованого вилучення
стеганоконтенту при зміні параметрів просторової орієнтації опорних блоків контенту. Science and Technology
Today, 6(20), 114–129. https://doi.org/10.52058/2786-6025-2023-6(20)-114-129.
16. Гончаров, М., & Малахов, С. (2023). Адаптивна модифікація вихідного масиву серій опорних блоків як
механізм протидії неавторизованої екстракції стеганоконтенту. Science and Technology Today, 8(22), 336-352.
https://doi.org/10.52058/2786-6025-2023-8(22)-336-352.
17. Honcharov, M., & Malakhov, S. (2024, March 1). Modeling attempts of unauthorized extraction of
steganocontent under different combinations of data key-extractor. Collection of Scientific Papers «ΛΌГOΣ», 234-245.
https://doi.org/10.36074/logos-01.03.2024.053.
18. Малахов, C., & Гончаров, М. (2024). Уточнення процедур формування серій опорних блоків зображень
на етапі їх передобробки при реалізації процедур стегановставки. Grail of Science, (46), 694-700.
https://archive.journal-grail.science/index.php/2710-3056/issue/view/29.11.2024/34.
19. Гончаров, М., & Мелкозьорова, О. (2024). Імплементація методу кодування довжин серій для
забезпечення процедур стеганографічної вставки зображень. Комп’ютерні науки та кібербезпека, (1), 41-48.
https://periodicals.karazin.ua/cscs/article/view/23092.