CC BY
64
УДК 004.056.5:655.25 Доц. МА. Назаркевич, д-р техн. наук;
астр. О.А. Троян - НУ '^heiechm полimехнiка"
МЕТОД ЗАХИСТУ ДОКУМЕНТ1В НА ОСНОВ1 ЕФЕКТУ МУАРУ
В шформацшнш безпещ держави важливу роль вщграе захист друкованих документ Розроблено спецiальнi графiчнi побудови, на осж^ яких створено елементи з ефектом муару, що шдвищують ефективнiсть i надiйнiсть захисту. Розглянуто можли-вiсть полiпшити результати захисту за допомогою використання ефекту муару для шд-вищення ефективностi захищеност документ. Цей метод зможе забезпечити високий р1вень захисту шформаци в друкованому або електронному виглядi, не залишаючи можливостi фальсифшацн навiть на сучасних копшвальних пристроях. Технологiя захисту передбачае створення захисних елемен™ на основi виникнення муарних реш^ок у разi спроби фальсифшаци документу. Технологш розроблено на етапi шдготовки друкованих та електронних документiв до друку.
Ключовi слова: захист шформацп, захисний елемент, друк, муар.
Вступ. Захист iнформацií на сьогодш набувае вагомого значения на державному ршш1. Iнформацiя в електронному чи друкованому вигляд потребуе новiших захищених способов вiд фальсифiкацií. На тепертньому етапi розвит-ку iнформацiйних технологш стае дедалi легше сфальсифiкувати будь-яку до-кументацда. Отже, щоб шдвищити рiвень захисту, потрiбно розробляти новi методи, вiдтворення яких потребуе багато часу та зусиль. Щоб захист був ефек-тивним, вiн мае задовольняти критерií надiйностi та економiчностi. Чим вищий ступiнь захисту, тим тяжче ii пiдробити. Сучаснi технологи дають змогу шдро-бити буквально все, але тодi виникае питання чи вартуе пiдробка затрачених зусиль та кошпв. Основна мета захисту - зробити шдробку нерентабельною. Зро-зумiло, що зростання якосп захищеностi документiв веде до тдвищення вар-тостi фальсифжацп. Отже, розглянувши рiзнi випадки захисту документов, мож-на прийти до висновку, що розробляти захищений документ потрiбно з ураху-ванням максимального захисту та рентабельности
Мета роботи - розробити технологш захисту для документов на паперо-вих та електронних носiях.
Об'екти дослiджень - друкованi та електронш документи (бланки, пос-вщчення, документи, що потребують захисту).
Аналiз останшх дослщжень i публiкацiй. Вщомо, що захищений документ мае володати властивостями:
• конфiденцiйностi - бути захищеним вiд несанкцiонованого ознайомлення;
• цiлiсностi - бути захищеним вщ несанкцiонованого спотворення, руйнування
або знищення;
• docmynHocmi - бути захищеним вщ несанкцюнованого блокування [1].
На електронний чи друкований документ можуть здшснюватися такi загрози: фальсифiкацiя документа; втрата деяко! шформацп; замiна деяко! ш-формацл; копiювания паперового нос1я; оцифрування даних; замiна документу. Тому можна щентифжувати такi загрози: часткова шдробка; повна пiдробка; фальсифiкацiя документу; фальсифкащя персоналiзованих атрибутiв i ре^зи-тав документа; крадiжка.
1 Публкац1я метить результати дослщжень, проведених за грантово! шдтримки Державного фонду фундамен-тальних дослщжень за конкурсним проектом.
Загальноприйнятi методи управлшня загрозами: стратегiчне управлiння; тактичне управлiння. Документ, залежно вiд ступеня захищеностi, може пере-бувати у: контрольованому оточеннi; неконтрольованому оточеннi; профе-сiйному оточеннi. Внаслiдок цього пропонуемо рекомендацií щодо управлiння, тобто формуемо методику протидп визначенiй множинi загроз та формуемо по-лiтику безпеки документа. На рис. 1 показано формування комплексу засобiв захисту у системi захисту шформацп для друкованих та електронних докумен-тiв, як перебувають у зовнiшньому середовищi. Щоб захистити iнформацiю, розробляемо програмне забезпечення, яке здiйснювало б захист електронних та докуменпв на етапi додрукарсько1 пiдготовки.
Система захисту шформацп Зовшшне середовище
Рис. 1. Аналiз формування загроз
Результати дослщження. Спосiб захисту полягае у створенш тонких паралельних лiнiй зi шириною 0,25 мм та частотами повторень, яю кратш цшо-му числу частоти вщтворювального пристрою i вiдрiзняються вiд частоти кот-ювання/сканування на величину менше 0,25 мм, що вiзуально неможливо роз-пiзнати без використання спещальних оптичних пристро1в [2]. За такого ство-рення документ володiтиме графiчними захисними ознаками. Паперовий носiй, який мютить захиснi елементи, мае хоча б одне захисне зображення, котре скла-даеться з велико1 кшькосп видимих i окремо надрукованих елеменлв, утворе-них з кривих лшш та фрагментiв, якi формують захисний об'ект. Технологiя захисту передбачае, що документ буде надрукований полiграфiчним способом зi захисними елементами. Коли зловмисник намагатиметься сфальсифжувати документ, на захисних елементах утвориться муар - поява реш^ки (рис. 2).
Рис. 2. Поява муару
Можемо змшювати ширину лшш залежно вщ щшьносп сiрого кольору оригшального зображення. Якщо ж у рiвновiддалених лЫях змiнювати кут на-хилу, то можна спостерiгати муар у виглядi решiток, якi змiнюватимуть нахил.
На рис. 3 представлен муарнi ефекти, утвореш з кутами нахилу 5°, 15°, 45°. Як видно з малюнтв, муарна решiтка набувае рiзного вигляду та форми.
Рис. 3. Муарш ефекти, утворет з кутами нахилу 5°, 15°, 45°
Наявнкть муарових елеменпв спотворюе вигляд документа, що призво-дить до значних змш форми чи повно! втрати елеменпв зображення на копií, що дае змогу вiзуально легко вiдрiзнити фальшиву копiю вiд оригiналу. Якщо частота лшш перевищуе 0,7-0,8 мм, що ввдповщае пороговiй частотi вiзуально-го сприйняття, то такий фрагмент зображення вiзуально сприймаються твтоно-вим. Основна вдея методу захисту полягае в тому, що для захисних елеменпв формують змiщення частини лiнiй муару на половину величини кроку лшп [3]. Муар повинен вiдображатись, коли кут буде малим, тим читаше вiн буде ввд-творюватися тд час фальсифiкацií докуменпв.
За комбшацп кшькох шарiв рiвновiддалених лiнiй отримують муар, сформований пiд рiзними кутами нахилу лшш. Муар проявляеться у виглядi ре-шiток, вигляд яких представлено на рис. 4.
Рис. 4. Муар, який створений комбтащею накладання шарiв рiвновiддалених лтш
тд рiзними кутами
Отримання таких муарних ефектав важко прогнозувати, оскiльки ефект сильно залежить вiд технiчних характеристик та налаштувань обладнання, що використовуеться для вщтворення. Дослiдимо ефект муару детальшше. Муаро-вi лiнií створюються вщ перетину базового та допомiжного шару [4], що показано на рис. 5.
Базовий шар мктить лiнií, якi ршновщдалеш з перiодом Тг i знаходяться тд кутом аг до початку вщлку системи координат. Допомiжний шар матиме перь од повторення лшш Ть i з нахилом аь. У разi накладання базового та допомiжного шар1в створюеться муарна решггка, яку показано пунктирною лШею. На рис. 5 показано, що вузли муарно! решiтки матимуть довжину I та знаходитимуться тд кутом ат. Проекцц на вiсь ординат базового та допомiжного шар1в рь та рг.
Рис. 5. Схема утворення муарових лШШ, ят залежать вiд кута нахилу а базового
та допомiжного шарiв
Вщомо, що
1аи ат =
, +1 • 1ап
1ап аг =
I
Ръ - Рг +1 • tan аъ
I
Отже
tan ат =
ръ • tan аг - рг • tan
Ръ - Рг
З тригонометричних вiдношень маемо
Тъ = ръ • ео8 аъ; Тг=рг • ео8 аг; Тт=рт • оо8 ат
Пiдставивши у (2) отримуемо
' Тъ • аг - Тг • аъ 4
ат = ат^ап -
^ Тъ оо8 аг - Тг оо8 аъ
Шсля певних перетворень отримуемо
(1)
(2)
Тт =
Тъ • Тг
^Тъ2 + Тг2 - 2 • Тъ • Тг • ооъ{аг - аъ) '
(3)
(4)
Рис. 6. Двi решЫки е iдентичними, Тъ = Тг
Базовий та допомiжний шари побудованi однаково, отже, 1хш перiоди збiгаються, тобто Тъ = Тг. Якщо двi решггки е iдентичними (рис. 6), то обгрун-туемо формування муару, коли базовий та допомiжний шари решггок змь щуеться пiд певним кутом, а 1х перiоди збiгаються [5].
Першу сiтку повертатимемо на кут аг, а другу - на аъ.
Тъ 2
З (4) отримуемо
Т=
у]2Тъ2-2• Тъ2• cos(ar-аъ) '
(5)
Ть
Шсля перетворень отримуемо
т __Ть_-_
т у]2 • (1 - ооъ(аг - аь)) • (ео8 аг ео8 аь + 81п аг 81п аь) '
Якщо прийняти, що аг = 0, то со$ аг=1
т Ть
Тт -•
у}2 • ео8 аь З (3) при аг = 0, Ть _ Тг випливае:
ат _ агс1ап
81п аг
(6)
(8)
(9)
чсо8 аг - 1у
Побудуемо з (9) залежшсть змiни кута муарно'1 решiтки ат вiд кута на-хилу базово'1 решiтки аг . При аг =0 решiтки збiгаються, муар не вщтворюеться. На рис. 7 введено аг, яке змiнюеться в межах вщ -я/2 до я/2. Побудуемо залежшсть змши перюду муарно'1 решiтки у випадку коли перюди базового та основного шарiв сiток iдентичнi• Цю залежшсть описано (8).
Рис. 7. Залежшсть перюду змти муарно'1 решЫки Тт вiд кута нахилу решЫки базового шару аь та перюду базового шару Ть
Рис. 8. Залежшсть перюду змти муарног решЫки Тт вiд кута нахилу решЫки базового шару аь та перюду базового шару Ть е [0..0,01]
На рис. 8 показано залежшсть перюду змши муарно'1 реш^ки Тт вщ кута нахилу решггки базового шару аь та перюду базового шару Ть, з якого випливае, що у випадку малих змш кута нахилу базового та основного шарiв муарна решггка [6] рiзко змшюе свш перюд. З графша випливае, що чим менший перь од решггки базового шару, тим величина муарно'1 решiтки е помггшша та бшь-ша, що прошюстровано на рис. 8. Тому для подальших дослiджень було обрано перюд змши лшш базового шару Ть е [0..0,01].
Висновки. Розроблено нову технологiю захисту друкованих та елек-тронних документiв, яка передбачае створення захисних елементiв на основi виникнення муарних решiток у разi спроби фальсифiкацií документа. Техноло-
гда розроблено на еташ шдготовки друкованих та електронних докуменпв до друку. Проведено дослщження виникнення муарних решпок у документ!. За-хисш елементи створюються на основ1 муару, який формуеться двома структурами з паралельних лМй. Розроблено математичш модел1 формування муару та обгрунтовано його виникнення. Запропонований метод захисту може бути ре-ал1зований стандартними апаратними та програмними засобами. Метод е еко-ном1чно обгрунтованим i надшним.
Лггература
1. Про захист шформаци в шформацшно-телекомушкацшних системах: Закон Украши вщ 05.07.1994 р., № 80/94-ВР. [Чинний, поточна ред. вщ 30.04.2009 р.] // Вщомост Верховно'1 Ради Украши. - 1994. - № 31. - Ст. 286.
2. Коншин А. А. Защита полиграфической продукции от фальсификации / А. А. Коншин. -М. : ООО "Синус", 1999. - 157 с.
3. Назаркевич М. Анал1з сучасних методш та програмних ужитюв з граф1чним захистом друкованих документш / Марш Назаркевич, Оксана Троян // Техшчш в1ст1 : зб. наук. праць. -2013. - № 1 (37). - С. 42-44.
4. Назаркевич М. Розроблення методу захисту докуменпв латентними елементами на ос-нов1 фракталш / М. Назаркевич, I. Дронюк, О. Троян, Т. Томащук // Захист шформаци : зб. наук. праць. - 2015. - № 1. - С. 81-85.
5. Назаркевич М.А. Розроблення програмного продукту для захисту шформацн на осно-в1 плшок 1з прихованим латентним зображенням / М.А. Назаркевич, О. Троян // Вюник Нащ-онального ушверситету "Львшська полгтехнжа". - Сер.: Комп'ютерш науки та шформацшш технологи. - Льв1в : Вид-во НУ "Львшська полгтехшка". - 2014. - № 806. - С. 187-194.
6. ОаЬпе1уал Емш. ТЬе Ьазюз оГ Нпе моМ райет snd орйсй sрееduр / Емш ОаЬпе1уал // 8с1еп11Ё1с Рагк оГ Swiss Fеdеrа1 Iпstitutе оГ Тесhпо1оgу, 2007. - 9 р.
Назаркевич М.А., Троян О.А. Метод защиты документов на основе эффекта муара
В информационной безопасности государства важную роль играет защита печатных документов. Разработаны специальные графические построения, на основе которых созданы элементы с эффектом муара, повышающие эффективность и надежность защиты. Рассмотрена возможность улучшить результаты защиты посредством использования эффекта муара для повышения эффективности защищенности документов. Данный метод сможет обеспечить высокий уровень защиты информации в печатном или электронном виде, не оставляя возможности фальсификации даже на современных копировальных устройствах. Технология защиты предусматривает создание защитных элементов на основе возникновения муарных решеток при попытке фальсификации документа. Технология разработана на этапе подготовки печатных и электронных документов в печать.
Ключевые слова: защита информации, защитный элемент, печать, муар.
Nazarkevych M.A., Troyan O.A. Document Protection Method based on Moiré Effect
State protection of printed documents plays ап importai role m information security. There are special graphic contraction based on which a moiré effect of items that increase the efficiency and reliability of protection The possibility to improve the results of protecting by using moiré effect m order to strengthen documents security is studied. This method can provide a high level of data protection in printed or electronic form, leaving no possibility for falsification even in modern copiers. Protection technology involves creating protective elements based on origin moiré grids while trying forgery. The technology developed in preparation of printed and electronic documents to print.
Keywords: information security, security features, printing, moiré effect.
