Image Encryption and Authentication in JPEG2000 Compressed Domain

Abstract

최근 IT융합 기술의 발달로 인하여 영상처리 분야에서 대부분의 영상자료들은 디지털 이미지로 변환되어 처리되며, 이와 관련하여 디지털 이미지의 응용 및 보안 기술에 관한 연구가 최근까지 활발히 진행되고 있다. 특히, 디지털 이미지에 개인정보 및 기밀정보가 포함되는 경우가 빈번하기 때문에, 이에 적합한 암호 기술 연구는 디지털 이미지 보안 기술의 핵심 분야로 대두되었다. 또한, 악의적인 사용자로 인한 디지털 이미지의 위․변조 공격에 안전하기 위해, 디지털 이미지에 적합한 인증 기술에 관한 연구도 최근에 활발한 연구가 진행되고 있다. 한편, 이미지 압축 표준 기술인 JPEG2000은 다양하고 유용한 특성들을 가짐으로서, 광범위한 영상처리 분야에 활용되고 있다. 따라서, JPEG2000 이미지는 다양한 장치에 저장되거나 무선 통신환경과 같은 취약한 통신환경에서 전송되는 경우가 빈번히 발생한다. 그러므로, JPEG2000 이미지는 개인정보보호, 기밀성 및 무결성과 같은 보안 요구사항을 만족하여야 한다. 따라서, 본 논문에서는 JPEG2000 압축 도메인에서 개인정보보호 및 기밀성을 제공하기 위해, 산술 코딩을 이용하여 이미지 암호화와 압축을 동시에 처리하며, 기 제안된 기술들보다 처리 시간 및 안전성 관점에서 개선된 이미지 암호 기술을 제안한다. 또한, 의료영상과 같은 이미지의 특정 영역에 대한 보안성이 요구되는 영상처리 분야로의 활용을 위하여, 이미지의 관심영역(ROI) 암호화에 적합한 이미지 암호 기술을 제안한다. 또한, JPEG2000 압축 도메인에서 무결성을 제공하기 위한, 이미지 해싱기반의 이미지 인증 기술을 제안한다. 제안하는 인증 기술은 압축과 같은 이미지 처리를 하더라도 인증을 제공하는 강인성을 지니며, 기 제안된 인증 기술보다 이미지 변조 공격에 대하여 정교한 검증이 가능한 장점을 가진다.