Розмір шрифта:
ДОСЛІДЖЕННЯ СТРУКТУРНОЇ ОРГАНІЗАЦІЇ ФОРМАТІВ STL ТА OBJ ДЛЯ СТЕГАНОГРАФІЧНОГО ЗАХИСТУ 3D-МОДЕЛЕЙ
Остання редакція: 2026-05-20
Анотація
У роботі здійснено аналіз структурної організації базових форматів 3D-графіки STL та OBJ у контексті їх
використання як стегоконтейнерів для приховування даних і впровадження цифрових водяних знаків (ЦВЗ).
Обґрунтовано необхідність використання гібридних моделей захисту 3D-моделей, що поєднують
симетричне/асиметричне шифрування та стеганографію. Проаналізовано специфічні приховані канали: для STL
(80-байтовий заголовок, 2-байтове поле атрибутів, LSB координат) та для OBJ (топологічні перестановки
вершин і граней за допомогою автомата Edgebreaker, трансформні методи DWT). Оцінено стеганографічну
ємність, стійкість до топологічних атак та вплив на візуальну якість (PSNR, SSIM). Запропоновано концепцію
багаторівневої кібербезпеки цифрових 3D-активів.
RESEARCH ON THE STRUCTURAL ORGANIZATION OF STL AND
OBZH FORMATS FOR STEGANOGRAPHIC PROTECTION OF 3D MODELS
Abstracts:
The paper presents an analysis of the structural organization of the fundamental 3D graphics formats STL and OBJ
in the context of their use as steganographic containers for data hiding and digital watermark embedding. The necessity
of applying hybrid protection models for 3D assets, combining symmetric/asymmetric encryption with steganographic
techniques, is substantiated. Specific covert channels are analyzed: for STL (80-byte header, 2-byte attribute field, and
least significant bits of vertex coordinates) and for OBJ (topological permutations of vertices and faces using the
Edgebreaker scheme, as well as transform-domain methods such as discrete wavelet transform, DWT). The
steganographic capacity, robustness against topological attacks, and impact on visual quality (PSNR, SSIM) are
evaluated. A concept of a multi-layered cybersecurity framework for digital 3D assets is proposed.
використання як стегоконтейнерів для приховування даних і впровадження цифрових водяних знаків (ЦВЗ).
Обґрунтовано необхідність використання гібридних моделей захисту 3D-моделей, що поєднують
симетричне/асиметричне шифрування та стеганографію. Проаналізовано специфічні приховані канали: для STL
(80-байтовий заголовок, 2-байтове поле атрибутів, LSB координат) та для OBJ (топологічні перестановки
вершин і граней за допомогою автомата Edgebreaker, трансформні методи DWT). Оцінено стеганографічну
ємність, стійкість до топологічних атак та вплив на візуальну якість (PSNR, SSIM). Запропоновано концепцію
багаторівневої кібербезпеки цифрових 3D-активів.
RESEARCH ON THE STRUCTURAL ORGANIZATION OF STL AND
OBZH FORMATS FOR STEGANOGRAPHIC PROTECTION OF 3D MODELS
Abstracts:
The paper presents an analysis of the structural organization of the fundamental 3D graphics formats STL and OBJ
in the context of their use as steganographic containers for data hiding and digital watermark embedding. The necessity
of applying hybrid protection models for 3D assets, combining symmetric/asymmetric encryption with steganographic
techniques, is substantiated. Specific covert channels are analyzed: for STL (80-byte header, 2-byte attribute field, and
least significant bits of vertex coordinates) and for OBJ (topological permutations of vertices and faces using the
Edgebreaker scheme, as well as transform-domain methods such as discrete wavelet transform, DWT). The
steganographic capacity, robustness against topological attacks, and impact on visual quality (PSNR, SSIM) are
evaluated. A concept of a multi-layered cybersecurity framework for digital 3D assets is proposed.
Ключові слова
3D-стеганографія; цифрові водяні знаки; формат STL; формат OBJ; алгоритм Edgebreaker; найменш значущий біт (LSB); дискретне вейвлет-перетворення (DWT); кібербезпека; 3D steganography; digital watermarks; STL format; OBJ format; Edgebreaker algorithm; LSB;
Посилання
1. 3D Compression Made Simple: Edgebreaker on a Corner-Table URL: https://www.cs.cmu.edu/~alla/ed
gebrea ker_simple.pdf (дата звернення: 15.03.2025)
2. STL (file format) URL: https://en.wikipedia.org/wiki/STL_(file_format) (дата звернення: 15.03.2025)
3. A Fragile Watermarking Scheme for Authenticity Verification of 3D Models in GLB Format URL:
https://www.mdpi.com/2076-3417/15/13/7246 (дата звернення: 15.03.2025)
4. Wavefront .obj file URL: https://en.wikipedia.org/wiki/Wavefront_.obj_file (дата звернення:
15.03.2025)
5. The Difference Between STL and OBJ URL: https://chiggofactory.com/stl-vs-obj/ (дата звернення:
15.03.2025)
6. Multi-carrier information hiding based on projection-driven vertex embedding in 3D models URL:
https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC12469212/ (дата звернення: 15.03.2025)
7. A High Capacity 3D Steganography Algorithm URL: https://www.researchgate.net/publication/32
0722403_A_HighCapacity_3D_Steganography_Algorithm_With_Adjustable_Distortion (дата звернення:
15.03.2025)
8. Three-Dimensional Mesh Steganography and Steganalysis: A Review URL: http://staff.ustc.edu.cn/~z
hangwm/Paper/2021_25.pdf (дата звернення: 15.03.2025)
9. A robust high capacity Gray code-based double layer security scheme for secure data embedding in 3D
objects URL: https://www.itu.int/pub/S-JNL-VOL3.ISSUE2-2022-A26/fr (дата звернення: 15.03.2025)
10. Image-to-Image Steganography with Josephus Permutation and Least Significant Bit (LSB) 3-3-2
Embedding URL: https://www.mdpi.com/2076-3417/14/16/7119 (дата звернення: 15.03.2025)
11. On the Usability of Isolation Forest for 3D Mesh Analysis and Watermarking URL:
https://www.mdpi.com/2076-3417/15/21/11364 (дата звернення: 15.03.2025)
12. Yaremchuk Yu., Saliieva O., Karpinets V., Nikolaienko A., Kunanets N. Enhancing the steganographic
resistance of hidden information to active attacks. Proceedings of the International Workshop on Cybersecurity
Providing in Information and Telecommunication Systems II (CPITS-II 2024), Kyiv, October 26, 2024. 2024.
Vol. 3826. Рp. 350-355. URL: https://ceur-ws.org/Vol-3826/short27.pdf (дата звернення: 15.03.2025)
gebrea ker_simple.pdf (дата звернення: 15.03.2025)
2. STL (file format) URL: https://en.wikipedia.org/wiki/STL_(file_format) (дата звернення: 15.03.2025)
3. A Fragile Watermarking Scheme for Authenticity Verification of 3D Models in GLB Format URL:
https://www.mdpi.com/2076-3417/15/13/7246 (дата звернення: 15.03.2025)
4. Wavefront .obj file URL: https://en.wikipedia.org/wiki/Wavefront_.obj_file (дата звернення:
15.03.2025)
5. The Difference Between STL and OBJ URL: https://chiggofactory.com/stl-vs-obj/ (дата звернення:
15.03.2025)
6. Multi-carrier information hiding based on projection-driven vertex embedding in 3D models URL:
https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC12469212/ (дата звернення: 15.03.2025)
7. A High Capacity 3D Steganography Algorithm URL: https://www.researchgate.net/publication/32
0722403_A_HighCapacity_3D_Steganography_Algorithm_With_Adjustable_Distortion (дата звернення:
15.03.2025)
8. Three-Dimensional Mesh Steganography and Steganalysis: A Review URL: http://staff.ustc.edu.cn/~z
hangwm/Paper/2021_25.pdf (дата звернення: 15.03.2025)
9. A robust high capacity Gray code-based double layer security scheme for secure data embedding in 3D
objects URL: https://www.itu.int/pub/S-JNL-VOL3.ISSUE2-2022-A26/fr (дата звернення: 15.03.2025)
10. Image-to-Image Steganography with Josephus Permutation and Least Significant Bit (LSB) 3-3-2
Embedding URL: https://www.mdpi.com/2076-3417/14/16/7119 (дата звернення: 15.03.2025)
11. On the Usability of Isolation Forest for 3D Mesh Analysis and Watermarking URL:
https://www.mdpi.com/2076-3417/15/21/11364 (дата звернення: 15.03.2025)
12. Yaremchuk Yu., Saliieva O., Karpinets V., Nikolaienko A., Kunanets N. Enhancing the steganographic
resistance of hidden information to active attacks. Proceedings of the International Workshop on Cybersecurity
Providing in Information and Telecommunication Systems II (CPITS-II 2024), Kyiv, October 26, 2024. 2024.
Vol. 3826. Рp. 350-355. URL: https://ceur-ws.org/Vol-3826/short27.pdf (дата звернення: 15.03.2025)
Повний текст:
PDF