Методические указания к заданию 3.7.

В данном задании для сокрытия слова в рамке графического изображения используется азбука Морзе, представляющая собой чередование символов «точка» и «тире».

Таблица 4.7.1

Код Морзе	Русский алфавит	Латинский алфавит	Код Морзе	Русский алфавит	Латинский алфавит
–	А	A	–	Р	R
–	Б	B		С	S
– –	В	W	–	Т	T
– –	Г	G	–	У	U
–	Д	D	–	Ф	F
	Е	E		Х	H
–	Ж	V	– –	Ц	C
– –	З	Z	– – –	Ч
	И	I	– – – –	Ш
– – –	Й	J	– – –	Ш	Q
– –	К	K	– – –	Ы	Y
–	Л	L	– –	Ь	X
– –	М	M	–	Э
–	Н	N	– –	Ю
– – –	О	O	– –	Я
– –	П	P

 

Для того чтобы извлечь информацию из графического объекта, необходимо проделать следующие действия.

1. Графическое изображение поместить в редактор MS Paint.

2. Выявить первую комбинацию символов.

3. С помощью азбуки Морзе перевести символы в букву.

4. Аналогично извлечь остальные буквы.

 

 

Методические указания к заданию 3.8.

В этом задании использован графический контейнер с изображением новогодней ёлки.

В крайней правой гирлянде скрыта текстовая информация с помощью двоичного кода (таблица СР-1251). Информация скрыта с помощью цветных лампочек, слегка отличающихся между собой цветовым оттенком. Розовый цвет лампочки соответствует «1», а зелёный цвет лампочки – «0».

 

Требования к отчёту

Отчёт подготавливается в электронном виде. Он должен содержать исходные данные и полученные результаты преобразований.

6. Контрольные вопросы

6.1. В чём состоит основная идея стеганографии?

6.2. Предложите свой способ скрытой передачи информации в графическом контейнере.

6.3. Как скрытно передать сообщение в текстовом документе?

6.4. В чем принципиальное различие криптографии и стеганографии?

6.5. Что означает термин «контейнер»?

6.6. Приведите примеры контейнеров, которые могут быть использованы для скрытой передачи информации.

6.7. Что означает термин «стего»?

6.8. Что такое акростих?

6.9. Что такое мезостих?

6.10. Что такое телестих?

6.11. К какому коду относится азбука Морзе (равномерному или неравномерному)?

 

 

Список литературы

1. Алексеев А.П. Информатика 2015: учебное пособие/ Алексеев А.П. – М: СОЛОН-Пресс, 2015. – 400 с. ISBN 978-5-91359-158-6.

2. Алексеев А.П., Орлов В.В., Сухова Е.Н. Изучение стеганографии на уроках информатики //Информатика и образование, № 8, 2007, стр. 65-72.

3. Алексеев А.П., Сухова Е.Н. Передача скрытых сообщений методами стеганографии. Мет. указания на проведение лабораторных работ. Самара: ПГАТИ, 2003. - 19 с.

4. Алексеев А.П., Садовая В.В. Передача скрытых сообщений методами стеганографии. Мет. указания на проведение лабораторных работ. Самара: ПГУТИ, 2008. - 30 с.

 

 

 

Лабораторная работа № 23

Форматная стеганография

Цель работы

Получить практические навыки в скрытой передаче сообщений за счёт использования особенностей графического формата ВМР.

Общие сведения

Существует большое число способов скрытой передачи информации в графических файлах, например, в предыдущем разделе был рассмотрен метод LSB. Рассмотрим возможность использования для скрытой передачи информации особенности формата BMP.

Дамп памяти для рисунка размером 5х3 пикселя показан ниже.

 

 

Два байта 42H и 4DH, представленные в шестнадцатеричной системе счисления, указывают на то, что формат данного файла BMP. В соответствии с кодовой таблицей CP-1251 эти числа после декодирования дают латинские буквы BM (то есть, графический формат B it M ap).

Шестнадцатеричное число 66Н, расположенное по адресу 02Н, говорит о том, что размер данного файла равен 102 байта. Это значение получено путём перевода шестнадцатеричного числа 66Н в десятичную систему счисления. Число 36Н, записанное по адресу 0AH, указывает, с какого адреса начинается запись картинки (это смещение от начала файла, длина заголовка). По адресу 12H указана ширина рисунка, выраженная в пикселях. В данном случае число пикселей равно 5. Высота рисунка указывается в ячейке 16Н (для рассматриваемого рисунка высота - 3 пикселя). В ячейке 1AH указано число плоскостей (рис. 1). По адресу 1СН указана глубина цвета. В данном случае число 18Н говорит о том, что для формирования цветовых оттенков этого рисунка используется 24 бита (по 8 бит на каждую цветовую составляющую). В ячейке 22Н указывается объем памяти (в байтах), необходимый для запоминания битовой карты (объем рисунка без служебной информации).

Изображённый выше дамп памяти описывает рисунок, показанный слева.

Рисунок состоит из 15-ти пикселей (прямоугольник 5х3). Из них одиннадцать пикселей - белые, пиксель в левом верхнем углу прямоугольника - чёрный (1), в левом нижнем углу - красный (2), в правом нижнем – зелёный (3) и в верхнем правом – синий (4).

Запись битовой карты в память начинается с левого нижнего угла рисунка, ведётся построчно слева – направо, снизу - вверх. Красный пиксель (2) описывается составляющими R=255, G=0, B=0. Запись информации в памяти (при увеличении адреса ячейки) ведётся в обратном порядке B-G-R (синий – зелёный – красный). Таким образом, в самую первую ячейку битовой карты (адрес 36Н) заносится синяя составляющая B=00. В ячейку 37Н записывается зелёная составляющая красного пикселя G=00, а в ячейку 38Н красная составляющая R=FF (см. следующий рисунок). На рисунке составляющие красного пикселя обозначены цифрой 2.

 

 

Следующие три пикселя в нижней строке рисунка - белые. Поэтому очередные девять байт имеют максимальное значение FFH (255D). В ячейках 42Н, 43Н и 44Н размещаются три байта зелёного пикселя (цифра 3).

В ячейке 45Н размещён байт 00 – это дополнение, предназначенное для выравнивания строк дампа памяти. Содержимое этой ячейки избыточно, оно не несёт никакой полезной информации. Однако содержимое этой ячейки передаётся в файле вместе с рисунком.

Следующие пять пикселей рисунка (вторая строка) – белые. Эти пиксели описываются с помощью пятнадцати байт FFH, которые размещены в ячейках памяти 46Н…54Н. В ячейке памяти 55Н помещается выравнивающий байт 00.

В ячейках 56Н, 57Н и 58Н размещаются байты 00 – это цветовые компоненты чёрного пикселя. Далее размещены 3 белых пикселя верхней строки. Им соответствуют девять байт FFH.

В ячейках 62Н, 63Н и 64Н размещаются цветовые составляющие синего пикселя. Ячейка 65Н используется для выравнивания. Три дополнительных байта обозначены цифрой 5.

Дополнительные ячейки появляются в тех случаях, когда число пикселей в строке рисунка не кратно четырём. Именно дополнительные байты в графическом файле, предназначенные для выравнивания строк, могут быть использованы для скрытой передачи дополнительной информации в графическом файле.

Рассмотрим несколько примеров анализа дампов памяти для картинок разного размера и разного содержания.

Ниже показан рисунок размером 4х3 пикселя, который содержит белые и цветные пиксели.

 

На следующем рисунке показан дамп памяти для указанного рисунка. В таблице выделены области памяти, в которых содержится описание цветовых составляющих пикселей.

 

 

Заголовок файла занимает в памяти 54 байта (ячейки с адреса 00Н до 36Н). Сам рисунок занимает 36 байт (информация о размере рисунка содержится в ячейке 22Н). Файл занимает 90 байт (см. ячейку 02Н, где содержится шестнадцатеричное число 5АН).

Проверим указанные данные с помощью простейших вычислений. Рисунок содержит 12 пикселей с глубиной цвета 24 бита. Перемножение этих чисел и перевод результата в байты даёт число 36, и оно совпадает с числом, указанным в заголовке. Суммирование объёма заголовка и объёма рисунка даёт значение 90 байт, что также совпадает с числом, указанным в заголовке.

Рассмотрим рисунок 8х3 пикселей, содержащий жёлтый, красный и синий пиксели, расположенные на белом фоне.

 

 

Из заголовка видно, что рисунок содержит 8 столбцов и 3 строки (ячейки 12Н и 16Н).

 

 

В ячейке 22Н указан объём памяти (в байтах), необходимый для сохранения рисунка (без служебной информации). Перевод шестнадцатеричного числа 48Н в десятичную СС даёт десятичное число 72 байта.

Выполним элементарную проверку указанной информации. Рисунок содержит 8 х 3 = 24 пикселей. Для описания одного пикселя требуется 24 бит, а для описания всех пикселей рисунка необходимо 576 бит (или 72 байта). Результаты расчёта совпали с данными в заголовке файла.

Объём файла указан в ячейке 02Н. По этому адресу сохранено десятичное число 126. Суммирование объёма рисунка с объёмом заголовка даёт такое же число: 72 + 54 = 126. Объём заголовка определяется путём непосредственного подсчёта числа занимаемых ячеек, либо эту информацию можно считать в ячейке 0АН.

Ниже показан рисунок размером 3х3 пикселя, который содержит белые и цветные пиксели.

 

На изображении дампа памяти выделены области, где записана информация о цветных пикселях.

 

 

Заголовок занимает в памяти 54 байта, а непосредственно рисунок 36 байт. Весь файл занимает 90 байт.

Описание красного пикселя содержится в ячейках 36Н, 37Н и 38Н (цветовые составляющие с увеличением адреса располагаются в таком порядке: синий – зелёный – красный). Описание зелёного пикселя находится в ячейках 3СН, 3DH и 3EH. Информация о цветовых составляющих синего пикселя приведены в ячейках 54Н, 55Н, 56Н.

Рисунок содержит 9 пикселей и для его описания требуется 27 байт. Однако по адресу 22Н указано десятичное число 36 (на 9 байт больше). Это говорит о том, что в файле имеется девять ячеек памяти, в которых не переносится никакая информация и их содержимое не отображается на экране монитора. Эти ячейки на предыдущем рисунке закрашены серым цветом. Очевидно, что указанные ячейки памяти могут быть использованы для скрытой передачи дополнительной информации внутри этого рисунка. При этом потребительские свойства рисунка не изменятся, он будет занимать прежний объём памяти, а само изображение не изменится.

Внедрим в этот контейнер слово «Аллегория». В шестнадцатеричной системе счисления это слово будет выглядеть так:

C0 EB EB E5 E3 EE F0 E8 FF.

Внедрение слова выполним в соответствии со следующей таблицей:

 

Адрес	3F	40	41	4B	4C	4D	57	58	59
Байты	C0	EB	EB	E5	E3	EE	F0	E8	FF

 

В результате внедрения информации дамп памяти будет выглядеть так.

 

 

Закономерность появления дополнительных байтов в графическом файле формата BMP иллюстрируется с помощью следующей таблицы.

 

Число пикселей в строке (ширина рисунка)	Число байт, необходимых для описания строки	Ближайшее неменьшее целое число, кратное 4	Число выравнивающих байтов
4	12	12	0
5	15	16	1
6	18	20	2
7	21	24	3
8	24	24	0
9	27	28	1
10	30	32	2

 

Таблицу следует трактовать следующим образом.

Если ширина рисунка, выраженная в пикселях, кратна четырём (например, 4, 8, 12), то в файле не будет дополнительных (выравнивающих) байтов. Если ширина рисунка, например, пять пикселей, то сначала располагаются 15 байтов строки, а затем один выравнивающий байт, так как ближайшее большее целое число, кратное четырём, равно 16. Если ширина рисунка 6 пикселей, то потребуется 18 ячеек для их размещения и две выравнивающие ячейки. Объясняется это тем, что ближайшее число, кратное четырём, это 20.

Самое большое возможное число дополнительных байтов для каждой строки рисунка 3 будет, если ширина рисунка равна 7 +4 n пикселям, где n = 0, 1, 2, 3 и т.д. (натуральные числа, начиная с нуля).

С увеличением ширины рисунка на один пиксель число дополнительных байтов для каждой строки будет циклически изменяться по закону: 0-1-2-3-0-1-2-3….

Рассмотренная закономерность хорошо прослеживается на белом прямоугольнике шириной 6 пикселей, а высотой 2. Четыре дополнительных байта заполнены нулями.

 

 

⇐ Предыдущая37383940414243444546Следующая ⇒

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: