Анализ канала передачи сообщений

Общие положения

Предприятие ежедневно передает секретные данные из одного отдела в другой. Данные могут быть различными, например пароли доступа, которые ежедневно обновляются. Учитывая что современные средства передачи данных хоть и обладают достаточным уровнем безопасности, но предприятия применяющее их сталкивается с множеством различных проблем таких как возможность перехвата сообщения. В связи с этим сегодня принято применять различные криптографические алгоритмы, но это уже само по себе обладает определенного рода недостатками, к тому же при использовании криптографии сам факт наличия шифрованного сообщения привлекает к себе не нужное внимание, таким обрезом можно предположить что все данные могут быть подвергнуты атаке со стороны хакеров, желающих заполучить секретную информацию и получить за нее денежное вознаграждение со стороны конкурентов нашего предприятия. Конечно же если стоимость вскрытия криптографического сообщения будет дороже полученной из него информации, то вскрытия не будет произведено, поскольку это не целесообразно, но учитывая что мы живем в информационном веке в котором информация решает все и является самым дорогим продуктом на сегодняшний день, можно сделать выводы что криптография не подходит для решения данной проблемы. Таким образом, перехват секретных данных чреват не только потерей важной информации, но и попаданием ее в руки конкурентов, что неприемлемо для любого предприятия. Поскольку данные передаются через Интернет это увеличивает вероятность нападения хакеров.

Для борьбы с данной и другими проблемами на предприятии создается отдел администраторов, который отвечает за безопасную передачу данных между отделами. Администратор обязан искать различное программное обеспечение, обеспечивающее безопасную передачу данных и следить за его обновлением. программное обеспечение бесплатно скачивается из Интернета, либо приобретается у различных поставщиков, после чего оно устанавливается в офисе и проводится обучение персонала для работы с новым программным обеспечением.

Анализ канала передачи сообщений

Задачу встраивания и выделения сообщений из другой информации выполняет стегосистема. Стегосистема представлена в приложении А и состоит из следующих основных элементов:

прекодер - устройство, предназначенное для преобразования скрываемого сообщения к виду, удобному для встраивания в сигнал-контейнер. (Контейнером называется информационная последовательность, в которой прячется сообщение);

стегокодер - устройство, предназначенное для осуществления вложения скрытого сообщения в другие данные с учетом их модели;

устройство выделения встроенного сообщения;

стегодетектор - устройство, предназначенное для определения наличия стегосообщения;

декодер - устройство, восстанавливающее скрытое сообщение. Этот узел может отсутствовать, как будет пояснено далее.

Как показано в приложении А, в стегосистеме происходит объединение двух типов информации так, чтобы они могли быть различимы двумя принципиально разными детекторами. В качестве одного из детекторов выступает система выделения сообщения, в качестве другого - человек.

Прежде, чем осуществить вложение сообщения в контейнер, сообщение должно быть преобразовано к некоторому подходящему виду. Например, если в качестве контейнера выступает изображение, то и последовательность сообщения зачастую представляется как двумерный массив бит. Для того, чтобы повысить устойчивость сообщения к искажениям нередко выполняют его помехоустойчивое кодирование, либо применяют широкополосные сигналы. Первоначальную обработку скрытого сообщения выполняет показанный в приложении А прекодер. В качестве важнейшей предварительной обработки сообщения (а также и контейнера) назовем вычисление его обобщенного преобразования Фурье. Это позволяет осуществить встраивание сообщения в спектральной области, что значительно повышает его устойчивость к искажениям. Предварительная обработка часто выполняется с использованием ключа  для повышения секретности встраивания. Далее сообщение «вкладывается» в контейнер, например, путем модификации младших значащих бит коэффициентов. Этот процесс возможен благодаря особенностям системы восприятия человека. Хорошо известно, что изображения обладают большой психовизуальной избыточностью. Глаз человека подобен низкочастотному фильтру, пропускающему мелкие детали. Особенно незаметны искажения в высокочастотной области изображений. Эти особенности человеческого зрения используются, например, при разработке алгоритмов сжатия изображений и видео.

В стегодетекторе происходит обнаружение сообщения в (возможно измененном) защищенном сообщении изображения. Это изменение может быть обусловлено влиянием ошибок в канале связи, операций обработки сигнала, преднамеренных атак нарушителей. Во многих моделях стегосистем сигнал-контейнер рассматривается как аддитивный шум. Тогда задача обнаружения и выделения стегосообщения является классической для теории связи. Однако такой подход не учитывает двух факторов: неслучайного характера сигнала контейнера и требований по сохранению его качества. Эти моменты не встречаются в известной теории обнаружения и выделения сигналов на фоне аддитивного шума. Их учет позволит построить более эффективные стегосистемы.

Различают стегодетекторы, предназначенные для обнаружения факта наличия сообщения и устройства, предназначенные для выделения этого сообщения (стегодекодеры). В первом случае возможны детекторы с жесткими (да/нет) или мягкими решениями. Для вынесения решения о наличии/отсутствии ЦВЗ удобно использовать такие меры, как расстояние по Хэммингу, либо взаимную корреляцию между имеющимся сигналом и оригиналом (при наличии последнего, разумеется). А что делать, если у нас нет исходного сигнала? Тогда в дело вступают более тонкие статистические методы, основанные на построении моделей исследуемого класса сигналов.