МЕТОД СЕЛЕКТИВНОГО РОЗКРИТТЯ ТА РЕДАГУВАННЯ ЧУТЛИВИХ ФРАГМЕНТІВ АЕРОЗНІМКІВ ЗІ ЗБЕРЕЖЕННЯМ ПЕРЕВІРНОСТІ ПІДПИСУ

Андрій Нижник; Денис Ханін

doi:10.28925/2663-4023.2026.35.1435

Автор(и)

Андрій Нижник Національний університет «Львівська політехніка» https://orcid.org/0009-0003-9094-0740
Денис Ханін Національний університет «Львівська політехніка» https://orcid.org/0009-0001-4009-0202

DOI:

https://doi.org/10.28925/2663-4023.2026.35.1435

Ключові слова:

цілісність даних, походження даних, дерево Меркля, підписи з можливістю редагування, селективне розкриття, знеособлення, БПЛА, аерознімки, геоінформаційні системи, C2PA

Анотація

Аерознімки з безпілотних літальних апаратів, що документують руйнування цивільної інфраструктури, мають лишатися перевірними будь-якою стороною, а перед оприлюдненням із них потрібно вилучати ділянки, розголошення яких створює ризики; монолітний підпис файлу цього не дозволяє, бо руйнується будь-якою зміною пікселів. Запропоновано метод, який переносить відому конструкцію підпису з можливістю редагування на основі дерева Меркля на тайлований георозмічений растр: геоприв'язка входить до підписаного заголовка, прихована область подається мінімальним покриттям піддеревами, політики розширення навмисно збільшують приховану множину, щоб ускладнити визначення положення запитаної ділянки, а первинний підпис лишається чинним для відредагованої версії без участі підписувача. Вимірювання виконано на синтетичних растрах вичерпним перебором розміщень на сітках від 8×8 до 64×64 тайлів. Для прямокутників 3×3, 3×4 і 4×5 порядок Мортона дає менше вузлів покриття, ніж рядковий, у 100 % розміщень за медіани відношення 1,20–1,33; для ширини 2 і повернутих форм перевага неповна. Для одиночного тайла на сітці 8×8 нормований структурний показник витоку за множиною сумісних положень знижується від 1,0 до 0,17 приховуванням піддерев за 48 % надлишкової площі і до 0,47 фіктивними областями за 12,5 % (для випадкових політик ці оцінки умовні щодо реалізованої процедури інверсії; ймовірнісний витік не оцінювали). Для прямокутника 2×3 квантування кількості тайлів із кроком q ≤ 8 положення здебільшого не приховує (воно однозначне у 83–100 % пар «розміщення–секрет» на всіх 42 розміщеннях, за q = 16 у 17 %), а медіана 0,52 для вирівнювання блоками 4×4 і приховування піддерев рівнів 3 і 4 приховує найгірший випадок 0,81. Для 256 тайлів пакет дерева менший за підписаний список усіх гешів на 7894–8194 байти, а за список гешів лише прихованих тайлів тоді, коли на вузол покриття припадає в середньому понад приблизно 1,2 прихованого тайла, зокрема для всіх досліджених прямокутників шириною від трьох тайлів; для ізольованих тайлів він більший на 4–7 байтів на тайл. Усі 1589 екземплярів 26 класів валідаційних тестів дали передбачений результат; швидкодія не вимірювалася, перевірку на реальних знімках віднесено до подальших досліджень.

Завантаження

Дані завантаження ще не доступні.

Посилання

Yang, Z., Xu, Y., Song, H., & Yu, K. (2025). Data-driven structural damage monitoring and assessment based on unmanned aerial vehicle images: A survey. International Journal of Digital Earth, 18(1), 2528617. https://doi.org/10.1080/17538947.2025.2528617

Office of the High Commissioner for Human Rights, & Human Rights Center, UC Berkeley School of Law. (2022). Berkeley Protocol on digital open source investigations: A practical guide on the effective use of digital open source information in investigating violations of international criminal, human rights and humanitarian law (HR/PUB/20/2). United Nations. ISBN 978-92-1-154233-2

Coalition for Content Provenance and Authenticity. (2026). Content Credentials: C2PA technical specification (Version 2.4). https://spec.c2pa.org/specifications/specifications/2.4/specs/C2PA_Specification.html

ISO/IEC. (2021). Information security — Redaction of authentic data — Part 1: General (ISO/IEC 23264-1:2021). https://www.iso.org/standard/78341.html

ISO/IEC. (2024). Information security — Redaction of authentic data — Part 2: Redactable signature schemes based on asymmetric mechanisms (ISO/IEC 23264-2:2024). https://www.iso.org/standard/78342.html

Johnson, R., Molnar, D., Song, D., & Wagner, D. (2002). Homomorphic signature schemes. In Topics in Cryptology — CT-RSA 2002 (LNCS, Vol. 2271, pp. 244–262). Springer. https://doi.org/10.1007/3-540-45760-7_17

Merkle, R. C. (1988). A digital signature based on a conventional encryption function. In Advances in Cryptology — CRYPTO '87 (LNCS, Vol. 293, pp. 369–378). Springer. https://doi.org/10.1007/3-540-48184-2_32

Goldreich, O., Goldwasser, S., & Micali, S. (1986). How to construct random functions. Journal of the ACM, 33(4), 792–807. https://doi.org/10.1145/6490.6503

Haber, S., Hatano, Y., Honda, Y., Horne, W., Miyazaki, K., Sander, T., Tezoku, S., & Yao, D. (2008). Efficient signature schemes supporting redaction, pseudonymization, and data deidentification. In Proceedings of the 2008 ACM Symposium on Information, Computer and Communications Security (ASIACCS '08) (pp. 353–362). ACM. https://doi.org/10.1145/1368310.1368362

Steinfeld, R., Bull, L., & Zheng, Y. (2002). Content extraction signatures. In Information Security and Cryptology — ICISC 2001 (LNCS, Vol. 2288, pp. 285–304). Springer. https://doi.org/10.1007/3-540-45861-1_22

Brzuska, C., Busch, H., Dagdelen, Ö., Fischlin, M., Franz, M., Katzenbeisser, S., Manulis, M., Onete, C., Peter, A., Poettering, B., & Schröder, D. (2010). Redactable signatures for tree-structured data: Definitions and constructions. In Applied Cryptography and Network Security (ACNS 2010) (LNCS, Vol. 6123, pp. 87–104). Springer. https://doi.org/10.1007/978-3-642-13708-2_6

Kundu, A., Atallah, M. J., & Bertino, E. (2012). Leakage-free redactable signatures. In Proceedings of the Second ACM Conference on Data and Application Security and Privacy (CODASPY '12) (pp. 307–316). ACM. https://doi.org/10.1145/2133601.2133639

Derler, D., Pöhls, H. C., Samelin, K., & Slamanig, D. (2016). A general framework for redactable signatures and new constructions. In Information Security and Cryptology — ICISC 2015 (LNCS, Vol. 9558, pp. 3–19). Springer. https://doi.org/10.1007/978-3-319-30840-1_1

Hirose, S., & Kuwakado, H. (2013). Redactable signature scheme for tree-structured data based on Merkle tree. In Proceedings of the 10th International Conference on Security and Cryptography (SECRYPT 2013) (pp. 313–320). SciTePress. https://doi.org/10.5220/0004507003130320

Johnson, R., Walsh, L., & Lamb, M. (2012). Homomorphic signatures for digital photographs. In Financial Cryptography and Data Security (FC 2011) (LNCS, Vol. 7035, pp. 141–157). Springer. https://doi.org/10.1007/978-3-642-27576-0_12

Naveh, A., & Tromer, E. (2016). PhotoProof: Cryptographic image authentication for any set of permissible transformations. In 2016 IEEE Symposium on Security and Privacy (SP) (pp. 255–271). IEEE. https://doi.org/10.1109/SP.2016.23

Ko, H., Lee, I., Lee, S., Kim, J., & Oh, H. (2021). Efficient verifiable image redacting based on zk-SNARKs. In Proceedings of the 2021 ACM Asia Conference on Computer and Communications Security (ASIA CCS '21) (pp. 213–226). ACM. https://doi.org/10.1145/3433210.3453110

Marinho, J., Schiller, E., Debauge, A., & Foukia, N. (2025). ZK-Disclosure: Privacy-preserving information disclosure for digital evidence with C2PA and zk-SNARKs. In 2025 Annual Computer Security Applications Conference Workshops (ACSAC Workshops) (pp. 309–315). IEEE. https://doi.org/10.1109/ACSACW69556.2025.00040

Awan, M., & Collomosse, J. (2026). Soft redaction of image provenance via zero-knowledge proofs (arXiv:2608.07063). arXiv. https://arxiv.org/abs/2608.07063

Datta, T., Chen, B., & Boneh, D. (2025). VerITAS: Verifying image transformations at scale. In 2025 IEEE Symposium on Security and Privacy (SP) (pp. 4606–4623). IEEE. https://doi.org/10.1109/SP61157.2025.00097

Della Monica, P., Visconti, I., Vitaletti, A., & Zecchini, M. (2025). Trust Nobody: Privacy-preserving proofs for edited photos with your laptop. In 2025 IEEE Symposium on Security and Privacy (SP) (pp. 4624–4642). IEEE. https://doi.org/10.1109/SP61157.2025.00014

Gruteser, M., & Grunwald, D. (2003). Anonymous usage of location-based services through spatial and temporal cloaking. In Proceedings of the 1st International Conference on Mobile Systems, Applications and Services (MobiSys 2003) (pp. 31–42). ACM. https://doi.org/10.1145/1066116.1189037

Kalnis, P., Ghinita, G., Mouratidis, K., & Papadias, D. (2007). Preventing location-based identity inference in anonymous spatial queries. IEEE Transactions on Knowledge and Data Engineering, 19(12), 1719–1733. https://doi.org/10.1109/TKDE.2007.190662

Kido, H., Yanagisawa, Y., & Satoh, T. (2005). An anonymous communication technique using dummies for location-based services. In Proceedings of the International Conference on Pervasive Services (ICPS '05) (pp. 88–97). IEEE. https://doi.org/10.1109/PERSER.2005.1506394

Chow, C.-Y., & Mokbel, M. F. (2007). Enabling private continuous queries for revealed user locations. In Advances in Spatial and Temporal Databases (SSTD 2007) (LNCS, Vol. 4605, pp. 258–275). Springer. https://doi.org/10.1007/978-3-540-73540-3_15

Smith, G. (2009). On the foundations of quantitative information flow. In Foundations of Software Science and Computational Structures (FoSSaCS 2009) (LNCS, Vol. 5504, pp. 288–302). Springer. https://doi.org/10.1007/978-3-642-00596-1_21

Krawczyk, H., & Eronen, P. (2010). HMAC-based extract-and-expand key derivation function (HKDF) (RFC 5869). IETF. https://doi.org/10.17487/RFC5869

Bormann, C., & Hoffman, P. (2020). Concise binary object representation (CBOR) (RFC 8949). IETF. https://doi.org/10.17487/RFC8949

Moon, B., Jagadish, H. V., Faloutsos, C., & Saltz, J. H. (2001). Analysis of the clustering properties of the Hilbert space-filling curve. IEEE Transactions on Knowledge and Data Engineering, 13(1), 124–141. https://doi.org/10.1109/69.908985

Fett, D., Yasuda, K., & Campbell, B. (2025). Selective disclosure for JSON Web Tokens (RFC 9901). IETF. https://doi.org/10.17487/RFC9901