IMPLEMENTATION ANALYSIS OF ENCODING MANIPULATION METHOD IN DEFLATE COMPRESSION ALGORITHM

Євгеній Пономаренко; Олександр Лаптєв

doi:10.28925/2663-4023.2026.34.1319

Автор(и)

Євгеній Пономаренко Київський національний університет імені Тараса Шевченка https://orcid.org/0009-0000-2647-3381
Олександр Лаптєв Київський національний університет імені Тараса Шевченка https://orcid.org/0000-0002-4194-402X

DOI:

https://doi.org/10.28925/2663-4023.2026.34.1319

Ключові слова:

стеганографія, алгоритми стиснення, захист інформації, маніпуляція даних, Deflate, приховування інформації, теорія інформації, аналіз даних, інформаційні потоки

Анотація

У цій статті ми використовуємо нову модель ланцюга рішень кодування (EDCM) для розробки теоретичного методу кодування стеганографічних даних в алгоритмі стиснення Deflate. Зокрема, ми пропонуємо три основні стратегії, які можна використовувати для вбудовування прихованих даних у стиснутий потік даних, що базуються на виявленні точок прийняття рішень у процесі стиснення кодування та маніпулюванні їх результатами для досягнення цілей, вторинних до основної мети стиснення – максимального зменшення надлишковості у вихідних даних. Перший метод, маніпулювання довжиною збереженого блоку, штучно обмежує вікно можливих довжин блоків Deflate до меншого діапазону та використовує їх для вбудовування вторинної інформації. Другий метод, маніпулювання зворотними посиланнями, використовує можливість представляти повторюваний рядок символів як літерали або зворотні посилання, що вказують на певний фрагмент попередніх даних у контекстному вікні. Зменшуючи довжину зворотного посилання, можна випустити кілька з них та використовувати їх довжини для кодування стеганографічної інформації. Третій метод, маніпулювання структурою дерева кодів Хаффмана, включає маніпулювання значеннями відносних частот символів алфавіту, що зберігаються в динамічних стиснутих блоках кодів Хаффмана, для кодування стеганографічної інформації. У цій статті ми включаємо загальний аналіз ефективності кожного методу щодо обсягу закодованої стеганографічної інформації порівняно з обсягом додаткових даних, які необхідно зберігати на носії, щоб гарантувати, що дані не будуть втрачені або змінені в результаті запропонованих методів маніпулювання кодуванням. Запропоновані методи мають перевагу в тому, що вони не змінюють дані носія безпосередньо, що призводить до ідеального вилучення побітової інформації з оригінальних стиснутих даних, зменшуючи поверхню для виявлення такого стеганографічного підходу.

Завантаження

Дані завантаження ще не доступні.

Посилання

Merriam-Webster. (2025, September 18). Steganography. Merriam-Webster.Com Dictionary. https://www.merriam-webster.com/dictionary/steganography

Darwis, D., Fernando, Y., Mehta, A. R., Wamiliana, & Setiawansyah. (2025). Metadata-Based Video Steganography: Development of a New Model for Secure Information Embedding. Engineering, Technology & Applied Science Research, 15(5), 27076–27088. https://doi.org/10.48084/etasr.11937

Laishram, D., & Tuithung, T. (2018). A Survey on Digital Image Steganography: Current Trends and Challenges (SSRN Scholarly Paper No. 3171494). Social Science Research Network. https://doi.org/10.2139/ssrn.3171494

Farhan Rafat, K., & Muhammad Sajjad, S. (2024). Advancing Reversible LSB Steganography: Addressing Imperfections and Embracing Pioneering Techniques for Enhanced Security. IEEE Access, 12, 143434–143457. https://doi.org/10.1109/ACCESS.2024.3468988

Abdulazeez, Z. A. (2025). Implementation and Empirical Evaluation of Pixel Value Differencing (PVD) Steganography with Boundary Mitigation Techniques. Journal of Kerbala University, 22(4), 113–127.

Kaw, J. A., Loan, N. A., Parah, S. A., Muhammad, K., Sheikh, J. A., & Bhat, G. M. (2019). A reversible and secure patient information hiding system for IoT driven e-health. International Journal of Information Management, 45, 262–275. https://doi.org/10.1016/j.ijinfomgt.2018.09.008

R, Y. N. G., Shetty, N. R., & B, V. K. (2024). A Study and Analysis of Reversible Data Hiding Techniques. 2024 Second International Conference on Advances in Information Technology (ICAIT), 1, 1–6. https://doi.org/10.1109/ICAIT61638.2024.10690366

Fkirin, A., Attiya, G., & El-Sayed, A. (2016). Steganography Literature Survey, Classification and Comparative Study. Communications on Applied Electronics, 5(10), 13–22.

Ritonga, M. R., Siringoringo, M. F., & Situmorang, C. (2026). Implementation of the Discrete Fourier Transform (DFT) Steganography Method for Embedding Secret Messages in Image Media. International Journal of Science and Informatics Technology (IJOSIT), 1(01), 21–29.

Hameed, Y. J., & Baawi, S. S. (2026). Efficient audio Steganography based on Discrete Cosine Transform and Least Significant Bit Technique. Proceedings of the 2026 2nd International Conference on Computing and Emerging Sciences, ICCES ’26, 346–353. https://doi.org/10.1145/3797491.3797506

Singh, J., & Singla, M. (2022). Image Steganography Technique based on Singular Value Decomposition and Discrete Wavelet Transform. International Journal of Electrical and Electronics Research, 10(2), 122–125. https://doi.org/10.37391/ijeer.100212

Zhou, Z.-L. (2016). Coverless information hiding based on bag-of-words model of image. Yingyong Kexue Xuebao/Journal of Applied Sciences, 34(05), 527–536. https://doi.org/10.3969/j.issn.0255-8297.2016.05.005

Xiang, X., Tan, Y., Qin, J., & Tan, Y. (2025). Advancements and challenges in coverless image steganography: A survey. Signal Processing, 228, 109761. https://doi.org/10.1016/j.sigpro.2024.109761

Duan, X., & Song, H. (2018, February 10). Coverless information hiding based on Generative Model. arXiv.Org. https://arxiv.org/abs/1802.03528v1

Laptev, A., Laptev, S., & Lapteva, T. (2021). An Improved Method for Detecting Random Radio Signals by Deviations of the Main Signal Parameters. Information Systems and Technologies Security, (1 (5)), 37–45. https://doi.org/10.17721/ISTS.2021.1.35-43

Rahimova, I., Abbasquliyev, A. E., Sevriukova, Y., & Laptieva, T. (2025). Experimental Evaluation of the Efficiency of Cryptographic Generators of Pseudo-Random Numbers. Information Systems and Technologies Security, (2 (10)), 30–36. https://doi.org/10.17721/ISTS.2025.10.30-36

Ponomarenko, Y., & Laptiev, O. (2025). Mathematical model of steganography using suboptimal decisions in data compression algorithms. Information Systems and Technologies Security, 1(9), 54–60. https://doi.org/10.17721/ISTS.2025.9.54-60

Merriam-Webster. (2026, June 4). Definition of ENCODING. Merriam-Webster.Com Dictionary. https://www.merriam-webster.com/dictionary/encoding

Deutsch, L. P. (1996). DEFLATE Compressed Data Format Specification version 1.3 (Request for Comments RFC 1951). Internet Engineering Task Force. https://doi.org/10.17487/RFC1951

Biggers, E. (2026). ebiggers/libdeflate [C]. https://github.com/ebiggers/libdeflate (Original work published 2014)

flate package - compress/flate - Go Packages. (n.d.). Retrieved June 29, 2026, from https://pkg.go.dev/compress/flate

PKWARE - PKZIP ZIP compression, ZIP programs, data file backup software. (2006, March 13). https://web.archive.org/web/20060313041206/http://www.pkware.com/business_and_developers/compression/

Adler, M. (2026). madler/zlib [C]. https://github.com/madler/zlib (Original work published 2011)

ip7z. (2026). ip7z/7zip [C++]. https://github.com/ip7z/7zip (Original work published 2022)

Google. (2026). google/zopfli [C++]. https://github.com/google/zopfli (Original work published 2015)

Ziv, J., & Lempel, A. (1977). A universal algorithm for sequential data compression. IEEE Transactions on Information Theory, 23(3), 337–343. https://doi.org/10.1109/TIT.1977.1055714

Huffman, D. A. (1952). A Method for the Construction of Minimum-Redundancy Codes. Proceedings of the IRE, 40(9), 1098–1101. https://doi.org/10.1109/JRPROC.1952.273898