УДК 004.056.5

Особенности применения стеганографических водяных знаков в банковской сфере

Научный руководитель Пиликина Елена Анатольевна – старший преподаватель кафедры Интеллектуальных систем автоматизации и управления Санкт-Петербургского государственного университета телекоммуникаций имени профессора М. А. Бонч-Бруевича.

Гильманова Мария Кирилловна – студент факультета информационных систем и технологий Санкт-Петербургского государственного а телекоммуникаций имени профессора М. А. Бонч-Бруевича.

Аннотация: В наше время, несмотря на популяризацию электронных платежей, всё ещё повсеместно используются бумажные деньги. Важной задачей становится обеспечение их безопасности и защиты от подделок. Криптография и стеганография предоставляют способы решения этой проблемы. Так что каждому человеку, регулярно использующему банкноты, необходимо быть в курсе как обезопаситься от подделки, чтобы избежать обмана и потери денежных средств. В этой статье представлена информация об одном из наиболее простых и удобных способов не стать жертвой фальсификации купюр – о водяных знаках.

Ключевые слова: криптография, стеганография, купюры, водяной знак.

1. Введение

С развитием технологий в области вычислительных и телекоммуникационных систем увеличивается сложность обеспечения безопасности передаваемой информации. В этом контексте криптография и стеганография становятся ключевыми методами обеспечения конфиденциальности, доступности и целостности данных. Криптография ориентирована на сохранение семантики сообщений, в то время как стеганография фокусируется на том, чтобы сохранить в тайне сам факт передачи информации.

Современная стеганография охватывает различные направления, включая классическую, компьютерную и цифровую стеганографию. В цифровой стеганографии особое внимание уделяется использованию избыточности пересылаемых мультимедийных данных, что позволяет незаметно внедрять скрытые сообщения.

Одним из эффективных методов стеганографии является использование водяных знаков. Водяной знак[1] представляет собой невидимое изображение, создаваемое изменениями в структуре бумаги или цифровых данных. Этот метод защиты применяется в банковской сфере для предотвращения подделки документов и денежных средств. Водяные знаки, будучи едва заметными, оказываются эффективным средством секретной идентификации, обеспечивая надежность и сложность в вопросах безопасности.

2. Стеганографические водяные знаки: Виды и Местоположение

Универсальным инструментом, применяемый для защиты контента и осуществления контроля над его использованием является водяной знак. Его конфигурация может варьироваться от невидимой формы, предназначенной исключительно для профессиональных редакторов и дизайнеров, до видимой модификации, доступной и заметной для конечных пользователей. Вне зависимости от конкретной формы, водяной знак представляет собой эффективное средство для сохранения интеллектуальной собственности и обеспечения безопасности контента.

Возможность обеспечивать контроль над информацией и её сохранностью лишь подтверждает универсальность водяного знака как средства защиты контента[2]. Это явление представляет собой важный инструмент для предотвращения несанкционированного использования и подделки цифрового контента. Для более глубокого понимания разнообразия водяных знаков и их применения рассмотрим различные виды данной стеганографической техники:

1. Невидимый водяной знак: Этот тип водяных знаков применяется с учетом профессиональных потребностей, где невидимость играет ключевую роль. Такие водяные знаки неразличимы для обычного пользователя и обнаруживаются только специализированными инструментами. Их основная цель - предоставление прозрачной и дискретной идентификации.
2. Видимый водяной знак: Этот вид водяных знаков ориентирован на широкую аудиторию, включая конечных пользователей. Обычно представляясь в виде логотипов, текста или графических элементов, они легко заметны визуально. Важной чертой этого вида водяных знаков является их функция не только как средства защиты, но и как средства идентификации и авторства.
3. Аутентификационные водяные знаки: Этот тип водяных знаков предназначен для гарантирования подлинности и происхождения контента. Он обеспечивает дополнительный уровень безопасности, позволяя проводить проверку аутентичности, что крайне важно для секторов, где подлинность контента играет решающую роль.
4. Прозрачные водяные знаки: Этот вид водяных знаков обеспечивает сохранение яркости и контрастности основного изображения, что делает их почти невидимыми для человеческого глаза. Такие водяные знаки предоставляют дополнительный уровень незаметности, сохраняя при этом степень защиты контента.

Все эти разновидности водяных знаков представляют собой важные инструменты в сфере стеганографии, подчеркивая их роль в обеспечении интеллектуальной собственности и обеспечении безопасности цифрового контента.

3. Купюры и водяные знаки при их изготовлении. Способы проверки подлинности.

В контексте производства банкнот, водяные знаки приобретают существенное значение, выполняя функцию защитного механизма от подделок. 

Процедура формирования водяных знаков на банкнотах представляет собой сложный процесс. Водяной знак внедряется в структуру бумаги на этапе ее производства. Применение специальных технологий и оборудования направлено на создание как видимых, так и невидимых водяных знаков, которые придают банкноте уникальные характеристики, чем повышают ее степень защиты от подделок. Описанные меры направлены на предотвращение мошенничества и обеспечение долговечности финансовых документов.

В рамках обеспечения доверия к купюрам и предотвращения фальсификации водяные знаки предоставляют разнообразные методы проверки подлинности. Один из наиболее распространенных методов – это визуальная проверка. Водяные знаки, воспринимаемые при обычном освещении, обладают характерными свойствами, такими как выраженная яркость и контрастность, что обеспечивает их заметность для человеческого глаза.

В современном мире широко используются технологические средства проверки, такие как ультрафиолетовые лампы. Ультрафиолетовый свет выделяет скрытые детали водяных знаков, делая их более заметными и устойчивыми к подделке. Эти методы предоставляют дополнительные меры обеспечения подлинности и внушают доверие в ходе обращения с банкнотами.

Проверка купюр на подлинность производится по двум видам признаков:

1. Машиночитаемые признаки
2. Человекочитаемые признаки

Машиночитаемые признаки, как ясно из названия, считываются при помощи специальных устройств, таких как просмотровые детекторы, автоматические детекторы, счётчики и сортировщики. В своей работе они опираются на размеры банкноты, видимое изображение, инфракрасное изображение, ультрафиолетовые метки, магнитные метки, спецэлементы «И» и «М» и некоторые секретные признаки, разглашение которых не производится для усложнения процесса создания подделок.

Устройства проверки подлинности[3] сильно отличаются друг от друга сложностью, количеством проверяемых параметров и скоростью обработки. Алгоритм проверки можно свести к трём этапам:

1. Определение номинала.
2. Проверка подлинности.
3. Если требуется, определение износа (ветхости) банкноты.

Многие счетно-сортирующие машины банковского уровня обладают возможностью автоматического распознавания номеров банкнот, однако, в большинстве случаев, данная функция остается неактивной. В настоящее время не существует унифицированной системы для отслеживания номеров банкнот. Несколько лет назад Центральный банк России провел эксперимент, в рамках которого оборудование для считывания номеров было установлено в расчетно-кассовых центрах. Отслеживание номеров банкнот осуществляется с целью борьбы с подделками, проведения расследований краж и оценки скорости износа денежных средств. На данный момент не существует обязательного требования к оборудованию коммерческих банков регистраторами номеров банкнот. Однако, в перспективе внедрения такой системы повсеместно, это приведет к фактическому прекращению анонимности наличных денег. Возможность отслеживания перемещений каждой отдельной банкноты, формирование "черных списков" номеров, включая украденные банкноты, и подобие блокировки наличных денег по аналогии с кредитными картами станут реальностью после внедрения системы.

Существует значительное множество методов защиты от подделки, однако не все из них пригодны для автоматической валидации. Эти методы либо создают трудности в вычислении и цифровом представлении защитного элемента, либо лишены четких критериев, определяющих "проверка пройдена" или "проверка не пройдена", или же сочетают в себе оба этих аспекта. Таким образом, экспертный глаз остается наилучшим валидатором, поскольку человекочитаемые признаки[4] представляют собой обширный и разнообразный спектр, который ежегодно обогащается новыми изобретениями.

Примерами человекочитаемых признаков могут послужить:

1. Водяной знак: Изображения, формируемые сегментами бумаги различной плотности, визуально воспринимаются при просвете. Является, вероятно, наиболее известным индикатором подлинности.
2. Защитная нить: Металлическая или полимерная полоса, встроенная в толщу бумаги, может быть простой или погружающейся. Погружающая нить многократно выходит на поверхность листа и затем погружается обратно.
3. Микропечать: Рисунок на банкноте содержит крошечные символы, обычно представляющие собой номинал или банк, либо мелкие элементы, различимые только при увеличении.
4. Защитные волокна: Фрагменты разноцветных нитей, встроенные в бумажную массу, могут быть простыми или сплетенными из нескольких нитей различных цветов.
5. Микроперфорация: Ровные, пробитые лазером маленькие отверстия, создающие изображение или надпись, визуально обнаруживаемые при просвете.
6. Рельефная печать: Надписи и рисунки, ощутимые на ощупь, выполняют функции как утилитарные (метки для слепых), так и защитные от подделки.
7. Кипп-эффект: Рифленая поверхность с изображением на боковых гранях рифлений, видимым при определенном угле наблюдения.
8. Совмещающиеся изображения: Рисунок, различные элементы которого размещены на разных сторонах листа, создает цельное изображение при просвете.
9. Орловская печать: Тонкие линии с изменяющимся цветом, создающие эффект без видимых прерываний и наложения красок.
10. Тиснение фольгой: Рисунок, выполненный металлической фольгой, прижатой к поверхности бумаги.
11. MVC: Муаровые полосы различных цветов, видимые при наклоне банкноты.
12. OVI: оптически переменная краска, меняющая цвет в зависимости от угла обзора.

  13.   Голограмма: Элемент, создающий трехмерное голографическое изображение, изменяющееся при наклоне банкноты.

Кроме того, на данный момент, согласно УК РФ Статья 186[4]. «Изготовление, хранение, перевозка или сбыт поддельных денег или ценных бумаг», за подделку в целях сбыта поддельных банковских билетов Центрального банка Российской Федерации, предусмотрены наказания в виде штрафа, принудительных работ или лишения свободы. Наказания ужесточаются в случае подделки в особо крупных размерах или при совершении преступления организованной группировкой.

За 2023 год в РФ больше всего было выявлено поддельных пятитысячных купюр, более шести тысяч копий[6] (Рис. 1).

Рисунок 1. График количества поддельных купюр на 2023 год

Наибольшее количество поддельных денежных знаков выявлено в Центральном федеральном округе (Рис. 2).

Рисунок 2. График распределения поддельных купюр по районам на 2023 год

Самый простой способ понять, что перед вами поддельная банкнота: посмотреть её на просвет. Так проще всего увидеть водяной знак. Например, на купюре номиналом в пять тысяч рублей на просвет можно увидеть портрет генерал-губернатора Восточной Сибири графа Муравьева-Амурского и обозначение номинала (Рис. 3).

Рисунок 3. Пятитысячная купюра с видимыми водяными знаками

Аналогично на тысячной купюре на просвет можно рассмотреть объёмную 1000 и портрет Ярослава Мудрого (Рис. 4).

Рисунок 4. Тысячная купюра с выделенными водяными знаками

Также при отсутствии уверенности в подлинности банкноты стоит обратить внимание на микроперфорацию на банкнотах номиналом сто, пятьсот и тысячу рублей, микротекст, состоящий из букв ЦБР и цифрового обозначения номинала, и скрытые радужные полосы.

Водяной знак является самым простым и удобным способом определения подлинности банкноты, он легко обнаружим невооружённым глазом, однако его сложнее подделать.

4. Заключение

В рамках современных требований, связанных с обеспечением безопасности передачи информации в банковской сфере, применение стеганографических водяных знаков выделяется в качестве стратегии, направленной на обеспечение конфиденциальности и целостности данных. В соответствии с положениями статьи 186 Уголовного кодекса Российской Федерации, рассматривающей преступления в области подделки банковских документов и средств.

Водяные знаки, как невидимые и трудноприметные элементы, предоставляют надежный механизм для скрытной идентификации, что способствует укреплению безопасности банковских операций. Применение водяных знаков, освещенное в данном контексте, соответствует требованиям законодательства и рассматривается как существенный фактор для поддержания доверия со стороны клиентов и предотвращения случаев мошенничества, предусмотренных статьей 186 УК РФ.

Экономический эффект, связанный с внедрением стеганографических методов в соответствии с установленными нормами, подчеркивает их практическую значимость в банковском секторе. Неоспоримо, что дальнейшее развитие и интеграция подобных технологий требуют постоянного внимания к новым вызовам в области кибербезопасности.

Таким образом, стеганографические водяные знаки не только обеспечивают конфиденциальность передаваемой информации, но также повышают уровень безопасности в банковской сфере, содействуя соблюдению норм законодательства и защите данных. Их использование является важным шагом в направлении улучшения общей надежности банковских операций в соответствии с принципами УК РФ.

Список литературы

1. Грибунин В. Г. и др. Стеганографические системы. Цифровые водяные знаки. – 2016.
2. Жарких А. А., Шагрова Г. В. МЕТОД КОНТРОЛЯ СКРЫТОЙ ИНФОРМАЦИИ В ЛАТЕНТНОМ ИЗОБРАЖЕНИИ //Актуальные проблемы гуманитарных и естественных наук. – 2017. – №. 3-3. – С. 55-57.
3. Варнавский В. А., Толокнов Н. А. Устройство проверки подлинности ценных бумаг, имеющих магнитный отпечаток. – 1997.
4. Таран В. Н. Графический дизайн банкнот и знаков основных валют мира //Дизайн и искусство-стратегия проектной культуры XXI века. – 2019. – С. 10-13.
5. "Уголовный кодекс Российской Федерации" от 13 июня 1996 N 63-ФЗ (ред. от 25.12.2023) - Ст. 186.
6. Банк России. [сайт]. – 2023. – Текст электронный. – URL:https://cbr.ru/statistics/cash_circulation/den_zn/1q_2023/ (дата обращения: 19.12.2023).