| Tècniques d'ocultació de la informació | Codi: M1.778 Crèdits: 6 |
L'assignatura "Tècniques d'ocultació de la informació" té com a objectiu principal introduir l'estudiant als mecanismes que s'utilitzen per incloure informació de forma imperceptible o indetectable en diferents formats de dades, centrant-nos principalment en el camp de les imatges digitals.
Aquestes tècniques es basen en la dificultat de la percepció humana (en el cas de les imatges, del sistema visual humà), o dels detectors estadístics, per captar certes modificacions al suport on s'amaga la informació, de manera que una modificació subtil del suport digital permet incrustar informació i que aquesta passi desapercebuda.
Les aplicacions d'aquestes tècniques són molt variades i van des de la creació d'un canal de comunicació secret utilitzant com a suport un canal públic amb informació innòcua, fins a aplicacions que inclouen marques per detectar còpies il·legals, monitoritzar continguts o fer comprovacions d'integritat.
Aquesta és una assignatura optativa que es desenvolupa al pla d'estudis del Màster Universitari en Ciberseguretat i Privadesa. Té una durada semestral i consta de 6 crèdits acadèmics ECTS.
L'assignatura té com a objectiu principal introduir l'estudiant als mecanismes que s'utilitzen per incloure informació de forma imperceptible o indetectable en diferents formats de dades.
Està relacionada amb altres assignatures del pla d'estudis com ara la criptografia. En aquest cas però, a més de comunicar missatges de forma confidencial, també amaguem el fet que la comunicació s'està produint.
També està relacionada amb l'assignatura de Privadesa, ja que mitjançant l'esteganografia es proporcionen mecanismes avançats de protecció de la privadesa.
Per fer el seguiment d'aquesta assignatura cal tenir coneixements bàsics de matemàtiques a nivell de grau, principalment d'estadística, així com coneixements de programació.
Els objectius a assolir amb l'estudi d'aquesta assignatura, separats per mòduls, són els següents:
1. Introducció a les tècniques d'ocultació de la informació
1. Descobrir els conceptes bàsics relacionats amb l'esteganografia i el watermarking.
2. Veure quines aplicacions tenen l'esteganografia i el watermarking actualment.
3. Conéixer els diferents medis en què solen aplicar-se tècniques d'ocultació de dades.
2. Propietats dels esquemes d'ocultació d'informació
1. Descobrir les propietats bàsiques dels esquemes d'esteganografia i de watermarking.
2. Veure quines propietats són importants per a les aplicacions pràctiques més comunes.
3. Avaluació dels esquemes d'ocultació de la informació
1. Conéixer les mètriques usades per avaluar les diferents propietats dels esquemes d'esteganografia i de watermarking.
2. Aprendre a comparar diferents esquemes avaluant-ne les propietats.
4. Esteganografia i estegoanàlisi
1. Conéixer les tècniques bàsiques d'incrustació de missatges.
2. Introduir les tècniques avançades d'esteganografia.
3. Conéixer les tècniques d'estegoanàlisi més importants.
5. Watermarking digital
1. Conéixer diferents tècniques de marcatge.
2. Conéixer diferents algorismes de detecció i extracció del missatge.
L'assignatura té assignades les competències següents:
- C1: Posseir i comprendre coneixements que aportin una base o una oportunitat de ser originals en el desenvolupament i/o aplicació d'idees, sovint en un context de recerca.
- C2: Que els estudiants sàpiguen aplicar els coneixements adquirits i la seva capacitat de resolució de problemes en entorns nous o poc coneguts dins de contextos més amplis (o multidisciplinaris) relacionats amb la seva àrea destudi.
- C3: Que els estudiants tinguin les habilitats d'aprenentatge que els permetin continuar estudiant d'una manera que haurà de ser autodirigida o autònoma.
- C4: Analitzar i sintetitzar les propietats de seguretat i privadesa d'un sistema.
- C5: Capacitat d'iniciativa, automotivació i aprenentatge autònom a partir de la cerca i la selecció efectiva d'informació.
- C6: Expressar-se de manera escrita de manera adequada al context acadèmic i professional.
- C7: Comprensió de textos acadèmics i professionals complexos escrits en anglès a nivell tècnic.
- C8: Identificar, examinar i avaluar els riscos principals d'un domini informàtic i dissenyar estratègies per gestionar-los.
En aquesta assignatura s'analitzen les tècniques d'ocultació de la informació. L'estudi es divideix en les dues branques principals: l'esteganografia i les marques d'aigua, o watermarking. Són dues disciplines que, encara que usen freqüentment tècniques similars, tenen objectius molt diferents.
Part del contingut es presenta als mòduls didàctics. Tot i això, sovint es deriva a l'estudiant al llibre de referència o a articles externs, on s'expliquen certs temes detalladament. El llibre de referència de l'assignatura és el següent:
Ingemar Cox; Matthew Miller; Jeffrey Bloom; Jessica Fridrich; Ton Kalker (2007). Digital Watermarking and Steganography (2a ed.). Sant Francesc (CA): Morgan Kaufmann.
Els continguts de l'assignatura es divideixen en els mòduls següents:
1. Introducció a les tècniques d'ocultació de la informació
En aquest mòdul didàctic es desenvolupa una introducció a l'esteganografia i al watermarking, es presenten algunes de les aplicacions pràctiques i s'expliquen amb cert detall els medis digitals més usats.
2. Propietats dels esquemes d'ocultació d'informació
Aquest mòdul didàctic presenta les propietats dels diferents esquemes d'ocultació de la informació.
Les propietats que es valoren en cada cas depenen de l'aplicació de l'esquema en qüestió. Per exemple, una propietat fonamental per a un esquema que pretén marcar una imatge per protegir la seva autoria, com pot ser la robustesa, no ha de ser important per a un altre esquema destinat a detectar la manipulació d'una imatge.
En aquest mòdul estudiarem les propietats més importants per als esquemes d'esteganografia i de watermarking.
3. Avaluació dels esquemes d'ocultació de la informació
Aquest mòdul didàctic presenta les tècniques d'avaluació dels esquemes d'ocultació de la informació.
L'avaluació dels esquemes d'ocultació de la informació es fa mesurant les propietats rellevants per a l'aplicació que s'està valorant. El mesurament de moltes de les propietats rellevants per als sistemes de l'esteganografia i el watermarking és força senzill. Aquest és el cas, per exemple, de la capacitat, la robustesa i la seguretat. Tot i això, l'avaluació d'algunes altres propietats, com la imperceptibilitat, sol ser molt més complexa. En el cas particular de l'esteganografia, la propietat principal que s'avalua és la indetectabilitat del sistema. Sovint es fa provant el sistema esteganogràfic contra una o més eines d'estegoanàlisi conegudes per determinar la probabilitat que un mitjà esteganogràfic pugui ser detectat per aquests mètodes.
En aquest mòdul estudiarem com es pot dur a terme l'avaluació de les diferents propietats dels esquemes d'esteganografia i de watermarking.
4. Esteganografia i estegoanàlisi
En aquest mòdul didàctic es presenten diferents algorismes d'esteganografia i estegoanàlisi.
A la literatura científica, s'han publicat multitud d'algorismes d'esteganografia. Aquests algorismes s'han desenvolupat majoritàriament per a imatges, àudio, vídeo, xarxes i text. Tot i que les tècniques es poden aplicar a diferents medis, de vegades depenen del medi en qüestió, principalment en el cas del text i de les xarxes.
En aquest mòdul es presenten tècniques d'esteganografia a diferents medis, així com els diferents algoritmes que les implementen. Alguns dels algorismes que s'hi inclouen i d'altres addicionals es descriuen amb detall al llibre de referència de l'assignatura.
5. Watermarking digital
En aquest mòdul didàctic es presenten diferents tècniques de watermarking digital i se'n detallen els algorismes.
A la literatura científica, s'han publicat multitud d'algorismes de watermarking digital. Aquests algorismes s'han desenvolupat, principalment, per a imatges, àudio i vídeo. Encara que les tècniques presentades es poden aplicar a diferents medis, de vegades dependran del medi en qüestió.
En aquest mòdul es discuteixen les tècniques de watermarking digital a diferents medis, així com els algoritmes que les implementen. Alguns dels algorismes que es presenten i altres addicionals es descriuen detalladament al llibre de referència de l'assignatura.
| Material | Suport |
| 1. Introducció a les tècniques d'ocultació de la informació | |
| 2. Propietats dels esquemes d'ocultació d'informació | |
| 3. Avaluació dels esquemes d'ocultació d'informació | |
| 4. Esteganografia i estegoanàlisi | |
| 5. Watermarking digital | |
| MV Stego | Programari en línia |
Els mòduls didàctics de l'assignatura es recolzen al llibre escrit per Ingemar J. Cox et al., "Digital Watermarking and Steganography" de l'editorial Morgan Kaufmann que rebreu com a material de l'assignatura. Tot i que l'assignatura s'imparteix en castellà (enunciats, activitat a l'aula i idioma d'interacció a l'aula), EL LLIBRE ESTÀ DISPONIBLE ÚNICAMENT EN ANGLÈS. A més, les activitats davaluació requereixen llegir articles en anglès. Per tant, cal tenir un bon nivell de comprensió LECTORA per seguir correctament l'assignatura.
Les proves d'avaluació contenen una part teòrica i una part pràctica. Aquesta última es desenvoluparà usant el llenguatge de programació Python.
Els estudiants han d'estudiar els continguts de l'assignatura enllaçats als diferents reptes, principalment els mòduls didàctics. En ells es remet a l'estudiant al llibre de referència i a diferents articles científics per ampliar informació. La realització de totes les activitats davaluació continuada és obligatòria, atès que lassignatura no té examen.
El seguiment actiu dels espais de l'aula (Tauler, Fòrum) és de primordial interès, atès que habitualment s'hi plantegen dubtes, s'hi donen respostes i s'hi tracten temes relacionats amb la matèria d'estudi.
És important intentar realitzar un treball constant d'estudi i aplicació dels continguts atès que aquesta és la millor manera de superar l'assignatura. En aquest sentit van les propostes de distribució temporal d'aprenentatges incloses en aquest document i les altres que es puguin donar durant el curs.
El procés d'avaluació es fonamenta en el treball personal de l'estudiant i pressuposa l'autenticitat de l'autoria i l'originalitat dels exercicis realitzats.
La manca d'autenticitat en l'autoria o d'originalitat de les proves d'avaluació; la còpia o el plagi; l'intent fraudulent d'obtenir un resultat acadèmic millor; la col·laboració, l'encobriment o l'afavoriment de la còpia, o la utilització de material o dispositius no autoritzats durant l'avaluació, entre d'altres, són conductes irregulars que poden tenir conseqüències acadèmiques i disciplinàries greus.
D'una banda, si es detecta alguna d'aquestes conductes irregulars, pot comportar el suspens (D/0) en les activitats avaluables que es defineixin en el pla docent - incloses les proves finals - o en la qualificació final de l'assignatura, sigui perquè s'han utilitzat materials o dispositius no autoritzats durant les proves, com ara xarxes socials o cercadors d'informació a internet, perquè s'han copiat fragments de text d'una font externa (internet, apunts, llibres, articles, treballs o proves d'altres estudiants, etc.) sense la citació corresponent, o perquè s'ha practicat qualsevol altra conducta irregular.
De l'altra, i d'acord amb les normatives acadèmiques, les conductes irregulars en l'avaluació, a més de comportar el suspens de l'assignatura, poden donar lloc a la incoació d'un procediment disciplinari i a l'aplicació, si escau, de la sanció que correspongui.
La UOC es reserva la potestat de sol·licitar a l'estudiant que s'identifiqui o que acrediti l'autoria del seu treball al llarg de tot el procés d'avaluació pels mitjans que estableixi la Universitat (síncrons o asíncrons). A aquests efectes, la UOC pot exigir a l'estudiant l'ús d'un micròfon, una càmera o altres eines durant l'avaluació i que s'asseguri que funcionen correctament.
La verificació dels coneixements per garantir l'autoria de la prova no implicarà en cap cas una segona avaluació.
|
L'assignatura només es pot aprovar amb el seguiment i la superació de l'avaluació contínua (AC). La qualificació final de l'assignatura és la nota obtinguda a l'AC. |
Nota final d'assignatura: AC
L'avaluació continuada d'aquesta assignatura consta de quatre PAC, que inclouen tant continguts més teòrics de l'assignatura com d'altres més pràctics. Aquests exercicis han de permetre a l'estudiant reflexionar sobre els conceptes que s'han presentat als recursos didàctics de l'assignatura i d'altra banda, en la seva vessant més pràctica, ha de servir per il·lustrar els continguts teòrics de l'assignatura. El pes de cada activitat en l'avaluació i la relació amb els continguts de l'assignatura s'indica en la següent taula:
| Activitat | Apartats als que fa referència | Valoració a C |
| PAC-1 | Introducció / Propietats dels esquemes d'ocultació d'informació | 20% |
| PAC-2 | Avaluació dels esquemes d'ocultació de la informació | 20% |
| PAC-3 | Esteganografia i estegoanàlisi | 30% |
| PAC-4 | Watermarking digital | 30% |