CC BY
85Цифровые образовательные ресурсы позволяют интенсифицировать деятельность учителя и ученика, повысить качество обучения предмету, отразить существенные стороны биологических объектов, зримо воплотив в жизнь принцип наглядности.
Мультимедийные презентации позволяют представить учебный материал как систему ярких опорных образов, наполненных исчерпывающей структурированной информацией в алгоритмическом порядке.
Сеть Интернет несет громадный потенциал образовательных услуг и является составной частью современного образования. Обучающиеся приобретают навыки: целенаправленно находить информацию и систематизировать ее по заданным признакам; видеть информацию в целом, а не фрагментарно, выделять главное в информационном сообщении [1, 2].
Электронные энциклопедии обладают следующими возможностями: поддерживают удобную систему поиска, по ключевым словам, и понятиям; удобная система навигации на основе гиперссылок; возможность включать в себя аудио- и видеофрагменты.
Автоматизированные дидактические материалы - сборники задач, диктантов, упражнений, а также примеров рефератов и сочинений, представленных в электронном виде, с возможностью электронного оценивания.
Программы-тренажеры выполняют функции дидактических материалов и могут отслеживать ход решения и сообщать об ошибках. Важным пунктом использования компьютерных технологий становится подготовка к ЕГЭ.
Системы виртуального эксперимента - это программные комплексы, которые позволяют обучающемуся проводить такие эксперименты, которые в реальности были бы невозможны по соображениям безопасности, временным характеристикам.
Электронные учебники и учебные курсы объединяют в единый комплекс все или несколько вышеописанных типов. Обучающимся сначала предлагается просмотреть обучающий курс, затем проставить виртуальный эксперимент на основе знаний, полученных при просмотре обучающего курса.
Программные системы контроля имеют большие преимущества: быстрая удобная, беспристрастная и автоматизированная обработка полученных результатов. Главный недостаток - негибкая система ответов, не позволяющая испытуемому проявить свои творческие способности [1].
Выводы. Для эффективного привлечения обучающихся к проектной и научной деятельности в рамках предмета «Биология» необходимо использовать не только инновационные технологии обучения, но и новые подходы к изучению предмета. У любого обучающегося существует доминирующий режим получения информации, что обязательно необходимо учитывать при обучении предмету, используя элементы зрительного, слухового, письменного и кинестетического типов передачи информации. Также для лучшего освоения материала необходимо использовать инновационные технологии преподавания.
Литература:
1. Демина Т.М. Современные методы преподавания биологии. Информационно-коммуникационные технологии / Открытый урок. Адрес доступа: http://открытыйурок.рф/612108/
2. Цикало Е.С. Практикум по методике обучения биологии (инновационные методика подготовки учителя биологии). Учебное пособие. - Владимир: ВлГУ, 2013. - 78 с.
3. Allen D.E. Learning in context: problem-based learning - Cell Biol. Educ. - 2003, 2 - Р.:73-81.
4. Felder R.M. Reaching the second tier: learning and teaching styles in college science education - J. Coll. Sci. Teach. - 1993, 23(5). - Р.:286-290.
5. Felder R.M. Learning and teaching styles in engineering education. Engr. Educ. - 1988, 78(7) - Р.: 674-681.
6. James W.B. Learning styles: Implications for distance learning - New Dir. Adult Contin. Educ. - 1995, 67 -Р.: 19-32.
7. Powell K. Spare me the lecture. Nature. - 2003, 425 - Р.:234-236.
8. Tanner K.D. Cooperative learning in the science classroom: beyond students working in groups. - Cell Biol. Educ. - 2003, 2 - Р.: 1-5.
Педагогика
УДК:378.2
старший преподаватель кафедры «Вычислительные системы и информационная безопасность» Ганжур Марина Александровна
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Донской государственный технический университет" (г. Ростов-на-Дону); студент Дзюба Ярослав Витальевич
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Донской государственный технический университет" (г. Ростов-на-Дону); студент Панченко Владислав Андреевич
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Донской государственный технический университет" (г. Ростов-на-Дону)
ОСОБЕННОСТИ ЦИФРОВОЙ СТЕГАНОГРАФИИ КАК МЕТОДА ОБЕСПЕЧЕНИЯ СОКРЫТИЯ
ДАННЫХ
Аннотация. Практически любая информация имеет определённую ценность для её владельца. Соответственно она может являться ценной для некоторого лица, которое не владеет ей, но желает её заполучить любым возможным способом. Вследствие этого появилась необходимость в принятии различных мер по защите передаваемых данных, либо по сокрытию факта их передачи. Основной способ реализации второго соответственно - стеганография.
Ключевые слова: стеганография, цифровая стеганография, цифровой водяной знак, стегосистема, стегодетектор, стегоконтейнер.
Annotation. Almost any information has a certain value for its owner. Accordingly, it can be valuable for some person who does not own it, but wants to get it in any possible way. As a result, there was a need to take various
measures to protect the transmitted data, or to conceal the fact of their transmission. The main way to implement the second, respectively, is steganography.
Keywords: steganography, digital steganography, digital watermark, stego system, stego detector, stego container.
Введение. На протяжении многих лет несанкционированный доступ является одной из основных угроз защиты информации. Из-за необходимости решения этой проблемы были разработаны два основных пути решения данной проблемы: криптография и стеганография. Если криптография направлена на представление защищаемой информации в нечитаемом виде, то стеганография подразумевает сокрытие факта наличия иной информации. Слово «стеганография» в переводе с греческого означает «тайнопись». Существует множество способов реализации стеганографии, но все они сводятся к одной концепции - скрываемая информация помещается в объект таким образом, чтобы её существование невозможно было обнаружить. Следовательно, появляется возможность открытой передачи засекреченных данных.
Ранее использовались, для того времени, действенные методы стеганографии, например, преднамеренное совершение различного рода ошибок в словах и словосочетаниях, с целью передачи необходимой информации. Позже применение тайнописи имело успех в микрофотоснимках. Во время Второй мировой войны США вводили определенные меры по борьбе с тайной передачей информации. Существовали некоторые ограничения на почтовые отправления. Не принимались различные письма и телеграммы, содержащие различные ходы шахматных партий, кроссворды и т.п.
За последнее десятилетие произошел значительный прогресс в области средств вычислительной техники, который в свою очередь дал необходимый толчок для развития компьютерной стеганографии. Было создано множество различных областей применения. Послания интегрируют в цифровые данные, такие как аудио, видео, а также изображения. Существуют различные вариации интеграции данных в текстовые документы и исполняемые файлы программ.
Различают два основных направления в компьютерной стеганографии: имеющие отношение к цифровой обработке и не имеющие. Во-втором случае сообщения могут быть добавлены в заголовки файлов и пакетов данных. Это направление не рекомендуется использовать в связи с сравнительно простым способом вскрытия и/или уничтожения скрытых данных.
Изложение основного материала статьи.
1. Основные понятия и характеристики цифровой стеганографии.
Выделяют два основных требования к преобразованию в стеганографии: незаметность и надежность.
Стегосистема осуществляет процесс встраивания и выделения ЦВЗ из изображения - контейнера. Предварительный кодер - устройство, используемое для изменения скрываемого водяного знака к виду, необходимому для встраивания в изображение. Устройство встраивания ЦВЗ используется для вложения скрытого ЦВЗ в изображение - контейнер. В данной системе объединяются два типа информации таким образом, что они могут быть различимы человеком и системой выделения ЦВЗ, выступающих в качестве детекторов. При необходимости увеличения уровня секретности встраивания используют предварительную обработку с использованием ключа. В итоге ЦВЗ «внедряется» в изображение - контейнер.
Рисунок 1. Структурная схема стандартной стегосистемы
Данный процесс продуктивен из-за того, что человек не способен обнаружить ЦВЗ невооруженным глазом. Стегодетектор выявляет ЦВЗ в защищенном им изображении.
Стегодетекторы различаются в зависимости от выполняемой функции:
- обнаружение ЦВЗ;
- декодирование ЦВЗ.
Решение о наличии или отсутствии ЦВЗ выносится либо на основании расстояния по Хэммингу, либо на основании взаимной корреляции между имеющимся сигналом и оригиналом (при отсутствии которого, используются статистические методы).
В зависимости от требуемой детектору информации, выделяют три класса стегосистем:
-закрытые;
-полузакрытые;
-открытые.
Существует два подтипа закрытых стегосистем. В первом детектору необходимы исходный контейнер и исходный ЦВЗ для того, чтобы обнаружить наличие ЦВЗ или его отсутствие. Во втором, детектору требуется только исходный контейнер для получения, восстановленного ЦВЗ.
В полузакрытых системах детектор требует исходный ЦВЗ и выдаёт сообщение о его наличии или отсутствии.
В открытых детектор не требует ни ЦВЗ, ни контейнер, при этом выдавая восстановленный цифровой водяной знак. Из-за этого, данная стегосистема является наиболее применяемой.
Встраиваемые ЦВЗ бывают трех типов:
- робастные;
- хрупкие;
- полухрупкие.
Робастность - устойчивость стегоконтейнера (объекта, содержащего в себе скрываемую информацию) ЦВЗ к изменениям. В свою очередь, робастные ЦВЗ подразделяются на 3 вида. Видимые для всех, хотя бы одной стороны, либо ЦВЗ устойчивые к модификации и извлечению контейнера.
Хрупкие ЦВЗ чувствительны к любым изменениям контейнера. Они применяются с целью проверки целостности контейнера. В случае обнаружения модификации необходимо установить её вид и местоположение.
Полухрупкие преднамеренно создаются чувствительными к определенным изменениям контейнера. Например, пользователю можно изменить звучание частот, но нельзя удалить голос исполнителя из аудиозаписи.
2 Примеры реализации стеганографии.
2.1 Применение стеганографии с использованием EXIF метаданных.
EXIF (англ. Exchangeable Image File Format) — стандарт, позволяющий добавлять к изображениям и прочим медиафайлам дополнительную информацию (метаданные), комментирующую этот файл, описывающий условия и способы его получения, авторство и т. п.
Например, нам необходимо переслать информацию посредством стеганографии. Допустим для передачи медиа-файла используется социальная сеть. После получения сообщения с изображением, получатель может просмотреть либо скачать изображение. При просмотре изображения доступ к EXIF-метаданным отсутствует, однако если пользователь скачал изображение на устройство, то он может просмотреть метаданные. Для того, чтобы просмотреть EXIF-метаданные на Windows, необходимо нажать ПКМ на изображение, выбрать "Свойства" и "Подробно" (рисунок 2).
Рисунок 2. EXIF-метаданные изображения
Эти данные можно изменить с помощью дополнительного ПО либо штатными средствами. В данном примере показан способ изменения ЕХШ-метаданных с помощью программы ЛСЭ8ее.
- EXIF
Выдержка
ISO
Значение компенсация акспоащии Фокусное расстояние Вспышка Программная экспозиция Режим зкепогамера
Изготовитель Мод=ль Моделз объектива Сведения о балансе оегого
сЛкКИ ВСПЫШКИ
Программное обеспечение Д=та/Бремп оригинала Да га/врем я оцифровки
Широта
Относительная широта Долгота Относительная долгота
Камера 1У2 s
1/2. а
Z.DDcV mm
Без вспышки Обычная пцограмма По обра-зцу SONY
Изображение |FDR-X3000v1.00 12М.201Й 15:27:41 12 D4.2D1B 1Э.27.41 GPS
Рисунок 3. ЕХ1К-метаданные в ЛСБ8ее
Таким образом можно вписать необходимые нам данные и передать изображение через социальную сеть. В данном примере была показана передача информации при помощи изменения ЕХШ-метаданных. Таким образом пользователь либо злоумышленник не обнаружит самого факта передачи информации.
л- Свойства: D^COOOOiJPG
Общие Безопасность Подробно Предыдущие версии
X
Свойство Знэчбми© Л
|Ja3^euje*HHe по в . 3S4J точел на дюйм
Глувима цвета 2Л
Сжатч е
Единица разр^ше.. 2
Представление 11 eRGB
Сжатие, бит на п... 1
Камера
Каглера. иэготов... Купи завтра науил-мки
Камера, глод&ль Магазин наколется а ц&нтре города
Диафрагма F-/2-8
Выдержка 1/В с.
Старость ISO
Эсспокоррекшлв -+-2 jja-
•Рокусчое рассто.. Э мм
Слетосипа
Экслозамео По шаблону
Расстояние до oi .. V
Удалений й&ойств и личной ¿лнФйдг-тaluiи
I ок i
Отт^ена
Рисунок 4. Изменённые EXIF-метаданные
2.2 Применение стеганографии с использованием IPTC метаданных.
IPTC - стандарт метаданных для цифровых изображений, который позволяет хранить подробную различную информацию, связанную с авторством, а не как EXIF который нацелен на техническую информацию. В метаданных IPTC могут храниться такие описательные поля, как ObjectName (заголовок), Keywords (ключевые слова), Caption (описание, есть несколько вариаций тега).
Основное отличие IPTC от EXIF в стеганографическом смысле, заключается в том, что IPTC-метаданные невозможно просмотреть без использования дополнительного ПО.
IPTC-метаданные легко можно изменить с помощью стороннего ПО. В данном примере показан способ изменения IPTC-метаданных с помощью программы ACDSee.
Для изменения этих метаданных необходимо:
- запустить выбранное нами ПО;
- открыть в нем изображение;
- перейти в "свойства" далее "метаданные";
На экране появятся метаданные, которые можно изменить. Это IPTC, EXIF и метаданные ACDSee.
- выбрать IPTC-метаданные (рисунок 5);
- изменить эти метаданные и сохранить изменения.
- IPTC
Содержаьие
ЗАГОЛОВОК
Заголовок Описание
Редактор
Ключевые слова | Код объекта IPTC
ОбратьэнсЕнзь
Creator
Профессия | _
Асрос
Город |_
Ойласть/рзйон |
Почтовый код |_
Страна Телефоны Эл.ацюс Веб-осыпки |
Правообладатель
Гравозб.падатехъ Условия использовании
Рисунок 5. IPTC-метаданные
2.3 Применение стеганографии с использованием метаданных AVI - файлов.
Файлы формата AVI также имеют поддержку мета-данных. Как и в MP3 и JPEG можно создать свой ключ, который будет просто проигнорирован программами, работающими с мета-данными. В данном случае использовалась программа для просмотра мета-данных AVI файлов: abcAvi Tag Editor.
Минус хранения секретных данных в мета-данных файла очевиден, есть множество программ, которые полностью отображают их содержимое, включая нестандартные и частные значения.
Для изменения мета-данных в avi-файле, открываем его в программе abcAvi Tag Editor. Перед нами появляется окно, в котором мы можем выбрать что именно требуется изменить. К примеру, нам необходимо изменить название файла, жанр фильма и добавить ключевые слова. Для этого выбираем "Основные тэги" и там вносим изменения (рисунок 6).
После выполненных действий сохраняем объект, тем самым получаем новый avi-файл с изменёнными мета-данными.
ф abcAVI Tag Editor v1.8 1 М 2002-2005 by Alexander Snrkin aka Kibi - □ X
И Й а ? й1 л з ш 1 Ш ©
Краткие сведения об АУ! Файле
Имя Файпа: [1/1] Main.awi Е^ Размегт 747.52 МБ
Длительность: 0 ч 0 мин 420 с заголовок * | Качэотво видео: 66521504 зйф.бкт на =:адр 3x4 Щ) |
Формат видео: без смогня<0к00000000>Л 92С«1080, 24бит, 126 кадр., 29,9700 кадр./с, 1491500.507 кбит/с
Формат зву^а: без звука Поток:] LJ
ф AVI тэги | Д Импорт! ИИ Экспорт | Й® Правка] Структура AVI 1 Настройки |
Основное тэги | Титры] Дополнительные | Остальные
Название._| Рибсг и-i Шоушечка
т Режыгсер-_|
н Авт. права: |
щ Продукт:_ J Датасога.: J |2018-0402Т1Э:21:23.00276
to Жанр:_| фама Жанр 2:<2J Ж
gj Твма:_|
Ш Ключ, слова: | Побег заключежый, тюрьма
§ ■Й Заметки:_| V
Статистика райлов: 1 747,52 МБ 0 чО мин 4,20 с Е
Рисунок 6. Изменение мета-данных
Выводы. Цифровая стеганография является распространённым и достаточно простым способом сокрытия цифровой передачи данных. Для следования основным требованиям стеганографии - надежности и незаметности, необходимо использовать различные устройства, например, декодер, стегодетектор. Стегодетекторы различаются как по собственным функциям, так и по требуемой информации. От последнего зависит класс данной стегосистемы. Также были рассмотрены основные типы ЦВЗ и описаны их характеристики. У каждого типа есть свои преимущества и свои недостатки по определенным параметрам.
Существует множество различных способов реализации цифровой стеганографии. Один из самых распространённых способов данного процесса является изменение мета-данных медиа-файлов. Мы рассмотрели работу с мета-данными изображений и видеофайлов.
Литература:
1. https://ru.bmstu.wiki/ - 02.03.18 - «Сокрытие данных методами стеганографии»
2. Грибунин В. Г., Оков И. Н. «Цифровая стеганография» - М.: Издат. «Солон-Пресс», 2002 - с. 15-73.
3. http://citforum.ru/internet/securities/stegano.shtml - 02.03.18 - «Основные положения стеганографии»
4. https://habrahabr.ru/post/114597/ - 02.03.18 - «Стеганография»
Педагогика
УДК:378.2
старший преподаватель кафедры «Вычислительные системы и информационная безопасность» Ганжур Марина Александровна
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Донской государственный технический университет» (г. Ростов-на-Дону); студент Турчанинов Алексей Сергеевич
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Донской государственный технический университет» (г. Ростов-на-Дону)
ИНТЕРФЕЙСЫ ВНУТРЕННИХ ХРАНИТЕЛЕЙ ДАННЫХ
Аннотация. Поскольку мир стал свидетелем эволюции «персонального компьютера», компьютеры перешли от крупных специализированных машин к персональным устройствам, которые сделали всё более доступным для пользователя. Но эти периферийные устройства нуждались в высокоскоростных интерфейсах, которые обеспечивали бы связь между ними и внутренней системой. В связи с ростом количества сохраняемой информации и требований к быстродействию, эффективности, современности технологий хранения данных - интерфейсы продолжают развиваться, чтобы удовлетворять всем требования во всех сферах деятельности.
Ключевые слова: интерфейс, пропускная способность, производительность, адаптер, коннектор, кабель, контроллеры, функции, гибкость, спецификации.
