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Criptografia robusta e marcas d'água frágeis: construção e análise de algoritmos para localizar alterações em imagens digitais (2003)

  • Authors:
  • USP affiliated author: BARRETO, PAULO SERGIO LICCIARDI MESSEDER - EP
  • School: EP
  • Sigla do Departamento: PSI
  • Subjects: CRIPTOLOGIA; PROCESSAMENTO DE IMAGENS; ALGORITMOS
  • Language: Português
  • Abstract: A manutenção da integridade, autenticidade e irretratabilidade de imagens, bem como de outros sinais digitais derivados de informações originalmente analógicas, pode ser obtida através de marcas d'água digitais. Em particular, marcas d'água topológicas são capazes não só de detectar, mas também de localizar alterações numa imagem marcada com uma resolução previamente estabelecida. A natureza do objetivo desse tipo de marca d'água sugere uma associação com algoritmos criptográficos assimétricos, mais precisamente assinaturas digitais organizadas adequadamente. Esta mesma observação indica que, via de regra, será necessário recorrer a técnicas de criptoanálise para avaliar até que ponto um esquema de marca d'água atinge seus objetivos de projeto - infelizmente, esta abordagem não parece ser adotada em muitos esquemas propostos. Adicionalmente, o caráter intrusivo de qualquer marca d'água requer a minimização do volume de dados embutidos na imagem hospedeira (a fim de não deteriorar a qualidade da imagem resultante) e maximização da velocidade de processamento (devido ao número naturalmente elevado, tipicamente vários milhares, de assinaturas que se devem gerar e verificar em imagens realísticas). Em termos criptográficos, as assinaturas inseridas na imagem hospedeira devem ser o mais possível compactas, e seu processamento deve ser tão eficiente quanto for exeqüível obter. Poucos algoritmos reconhecidamente seguros de assinatura digital compactaexistem na atualidade; o método mais promissor, chamado esquema BLS, baseia-se no conceito de emparelhamento bilinear em certos grupos elípticos. Essa tecnologia, porém, até recentemente era considerada ineficiente demais para aplicações práticas. Nossa pesquisa tem por foco a criptoanálise e o projeto seguro de marcas d'água topológicas, bem como a elaboração de algoritmos assimétricos eficientes como substrato criptográfico para essas marcas d'água. ) Apontamos diversas falhas de segurança em esquemas topológicos propostos; em especial, definimos os conceitos de ataque de transplante e de ataque de aniversário avançado, aos quais sucumbe a quase totalidade das marcas d'água dessa categoria. Em contrapartida, sugerimos um esquema novo (chamado encadeamento de blocos de hash, ou HBC) que resiste não só a esses, mas a todos os ataques de nosso conhecimento. Nos aspectos criptográficos, apresentamos uma variante determinística e eficiente (ordens de grandeza mais rápida que as variantes previamente conhecidas) do algoritmo de Miller para o cálculo do emparelhamento de Tate, bem como um algoritmo geral para a construção de curvas elípticas e geradores de grupos amigáveis ao cálculo desse emparelhamento. Esta parte da nossa pesquisa tem personalidade própria e interesse independente do contexto em que o empregamos, pois torna prática pela primeira vez uma família inteira de algoritmos criptográficos recentes e extremamente úteis - os sistemas baseados ememparelhamentos, que conseguem resolver elegantemente diversos problemas que permaneceram abertos durante décadas. Por fim, mostramos como os próprios resultados originais aqui expostos sugerem outros problemas de pesquisa, quer na área de segurança de imagens, quer na de criptografia enquanto disciplina independente
  • Imprenta:
  • Data da defesa: 20.10.2003

  • How to cite
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    • ABNT

      BARRETO, Paulo Sérgio Licciardi Messeder. Criptografia robusta e marcas d'água frágeis: construção e análise de algoritmos para localizar alterações em imagens digitais. 2003. Tese (Doutorado) – Universidade de São Paulo, São Paulo, 2003. . Acesso em: 19 ago. 2022.
    • APA

      Barreto, P. S. L. M. (2003). Criptografia robusta e marcas d'água frágeis: construção e análise de algoritmos para localizar alterações em imagens digitais (Tese (Doutorado). Universidade de São Paulo, São Paulo.
    • NLM

      Barreto PSLM. Criptografia robusta e marcas d'água frágeis: construção e análise de algoritmos para localizar alterações em imagens digitais. 2003 ;[citado 2022 ago. 19 ]
    • Vancouver

      Barreto PSLM. Criptografia robusta e marcas d'água frágeis: construção e análise de algoritmos para localizar alterações em imagens digitais. 2003 ;[citado 2022 ago. 19 ]


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