Использование аппарата свёрточных нейронных сетей для стегоанализа цифровых изображений

В статье дается обоснование актуальности задачи стегоанализа, как определения факта наличия скрытого канала в инфокоммуникационных системах, узлы которых обмениваются цифровыми изображениями. Рассматриваются вопросы применения аппарата свёрточных нейронных сетей для решения этой задачи. Предполагается, что вероятность правильной классификации изображений с помощью хорошо обученной свёрточной нейронной сети будет сопоставима с показателями статистических алгоритмов или RM-модели или даже окажется лучше них. Дается представление о принципах построения и возможностях свёрточных нейронных сетей в рамках их применимости к решению задачи стегоанализа. Для повышения оперативности и результативности процесса распознавания стегоконтейнеров предложен вариант модели классификации изображений для свёрточной нейронной сети, в которой используется комбинация нескольких свёрточных и полносвязных слоев. Разработана программная реализация варианта этой модели с возможностью обучения нейронной сети и оценивания качества классификации. Проведен анализ существующих программных продуктов, предназначенных для задачи определения факта использования стеганографии в цифровых изображениях. Обосновано преимущество классификаторов на основе нейронных сетей по сравнению со статистическими классификаторами. С использованием разработанной программной реализации проведено экспериментальное исследование модели классификации на наборах цифровых изображений, содержащихся в открытых источниках. В статье приведены результаты обучения нейронной сети, а также анализ сильных и слабых сторон выбранной модели.