B2 Inhalts-basierte Authentifizierung

Projektleiter

Prof. Dr.-Ing. Christoph Ruland, Jun.-Prof. Dr.-Ing. Marcin Grzegorzek

Ausgangslage

Seit einigen Jahren ist der Einsatz kryptographischer Verfahren auf gestörten Übertragungskanälen eines der Forschungsgebiete der AG Ruland. In diesem Kontext hat die AG Ruland auf der ICC 2013 ein Workshop zum Thema „Information Security over noisy and lossy Communication Systems“ organisiert. Auf dem Gebiet der Bildauthentifizierung wurden bisher zwei Methoden verfolgt: die fehlertoleranten Message Authentication Codes und die inhaltsbasierte Authentifizierung. Basierend auf Boncelet wurden gewichtete NTMACs (Noise tolerant MACs) eingeführt, wobei auf nicht authentifizierbare Teilblöcke iterative Verfahren zur Korrektur angewendet werden. 2012 erschienen die ersten Veröffentlichungen zum Thema inhaltsbasierte Authentifizierung von Han und Chu: Für die Authentifizierung, die hart oder, bei den weiteren Arbeiten unter Einbeziehung von Korrekturverfahren, weich ist, werden so viele (in der Bedeutung absteigende) DCT-Koeffizienten in die Berechnung der kryptographischen Prüfsumme einbezogen, wie es für die Erfüllung der Sicherheits- und Exaktheitsanforderungen notwendig ist. Anstelle der DCT-Koeffizienten werden in diesem Teilprojekt andere Bildmerkmale definiert, extrahiert und untersucht.

Ziele und Arbeitsprogramm

Die Standard-Methode der harten, kryptographischen Authentifizierung ist für Bilddaten nicht besonders geeignet, da diese z.B. im Falle einer Kompression trotz veränderter Bitwerte authentisch bleiben. In diesem Teilprojekt werden Ansätze zur inhaltsbasierten Bildauthentifizierung erarbeitet, die erlaubte Bildänderungen akzeptieren. Ziel ist es, die Authentifizierung von Bilddaten auf unterschiedlichen Ebenen der semantischen Abstraktion zuverlässig durchzuführen. Ausgangspunkt ist die Identifikation geeigneter Wahrnehmungsmerkmale, die bei erlaubten Veränderungen der Bilddaten erhalten bleiben. Darauf aufbauend sollen Methoden zur Extraktion von Merkmalsvektoren entwickelt werden, die die Wahrnehmungsmerkmale nummerisch repräsentieren. Die Bildauthentifizierung soll dann auf der Ebene der Merkmalsrepräsentation inhaltsbasiert mittels „weicher” Authentifizierung durchgeführt werden. Zusätzlich soll eine Sicherheitsanalyse realisiert werden, die verschiedene Sicherheitsstufen definiert, die jeweils auf unterschiedlichen Wahrnehmungsmerkmale mit entsprechenden Vertrauensniveaus berücksichtigen.

Image Error Correcting Row and Column-wise Message Authentication Code	Noise Tolerant Message Authentication Codes with one partition and four blocks