Главная | Обратная связь | Поможем написать вашу работу!

1.2. Применение стеганографии в современных информационных технологиях: компьютерная и цифровая стеганография

1. 2. Применение стеганографии в современных информационных технологиях: компьютерная и цифровая стеганография

Компьютерная стеганография — направление классической стеганографии, основанное на особенностях компьютерной платформы.

Примеры — стеганографическая файловая система StegFS для Linux, скрытие данных в неиспользуемых областях форматов файлов, подмена

символов в названиях файлов, текстовая стеганография и т. д. Приведём некоторые примеры:

Использование зарезервированных полей компьютерных форматов файлов — суть метода состоит в том, что часть поля расширений, не заполненная информацией о расширении, по умолчанию заполняется нулями. Соответственно мы можем использовать эту «нулевую» часть для записи своих данных. Недостатком этого метода является низкая степень скрытности и малый объём передаваемой информации.

Метод скрытия информации в неиспользуемых местах гибких дисков— при использовании этого метода информация записывается в неиспользуемые части диска, к примеру, на нулевую дорожку. Недостатки: маленькая производительность, передача небольших по объёму сообщений.

Метод использования особых свойств полей форматов, которые не отображаются на экране — этот метод основан на специальных «невидимых» полях для получения сносок, указателей. К примеру, написание чёрным шрифтом на чёрном фоне. Недостатки: маленькая производительность, небольшой объём передаваемой информации.

Использование особенностей файловых систем — при хранении на жестком диске файл всегда (не считая некоторых ФС, например, ReiserFS) занимает целое число кластеров (минимальных адресуемых объёмов информации). К примеру, в ранее широко используемой файловой системе FAT32 (использовалась в Windows98/Me/2000) стандартный размер кластера — 4Кб. Соответственно для хранения 1 Кб информации на диске выделяется 4 Кб информации, из которых 1Кб нужен для хранения сохраняемого файла, а остальные 3 ни на что не используются — соответственно их можно использовать для хранения информации. Недостаток данного метода: лёгкость обнаружения.

Цифровая стеганография

Изображение дерева со скрытым с помощью цифровой стеганографии

в нем другим изображением. Изображение спрятано с помощью удаления всех, кроме двух младших битов с каждого цветового компонента и последующей нормализации.

Рис. 1 Пример цифровой стеганографии

Изображение кота, извлеченное из изображения дерева (рис. 1)

Цифровая стеганография — направление классической стеганографии, основанное на сокрытии или внедрении дополнительной информации в цифровые объекты, вызывая при этом некоторые искажения этих объектов. Но, как правило, данные объекты являются мультимедиа-объектами (изображения, видео, аудио, текстуры 3D-объектов) и внесение искажений, которые находятся ниже порога чувствительности среднестатистического человека, не приводит к заметным изменениям этих объектов. Кроме того, в оцифрованных объектах, изначально имеющих аналоговую природу, всегда присутствует шум квантования; далее, при воспроизведении этих объектов появляется дополнительный аналоговый шум и нелинейные искажения аппаратуры, все это способствует большей незаметности сокрытой информации.

2. Алгоритмы, используемые в современной стеганографии

Все алгоритмы встраивания скрытой информации можно разделить на несколько подгрупп:

· Работающие с самим цифровым сигналом. Например, метод LSB.

· «Впаивание» скрытой информации. В данном случае происходит наложение скрываемого изображения (звука, иногда текста) поверх оригинала. Часто используется для встраивания цифровых водяных знаков (ЦВЗ).

· Использование особенностей форматов файлов. Сюда можно отнести запись информации в метаданные или в различные другие не используемые зарезервированные поля файла.

По способу встраивания информации стегоалгоритмы можно разделить на линейные (аддитивные), нелинейные и другие.

Алгоритмы аддитивного внедрения информации заключаются в линейной модификации исходного изображения, а её извлечение в декодере производится корелляционными методами. При этом ЦВЗ обычно складывается с изображением-контейнером, либо «вплавляется» (fusion) в него. В нелинейных методах встраивания информации используется скалярное либо векторное квантование. Среди других методов определенный интерес представляют методы, использующие идеи фрактального кодирования изображений.

К аддитивным алгоритмам можно отнести:

· А17 (Cox)

· А18 (Barni)

· L18D (Lange)

· А21 (J. Kim).

·

А25 (С. Podilchuk).

· В настоящее время методы компьютерной стеганографии развиваются по двум основным направлениям:

· 1) Методы, основанные на использовании специальных свойств компьютерных форматов;

· 2) Методы, основанные на избыточности аудио и визуальной информации.

· Таблица - Сравнительные характеристики стеганографических методов.

Стеганографические методы Краткая характеристика методов Недостатки Преимущества

1. Методы использования специальных свойств компьютерных форматов данных

1. 1. Методы использования зарезервированных для расширения полей компьютерных форматов данных Поля расширения имеются во многих мультимедийных форматах, они заполняются нулевой информацией и не учитываются программой Низкая степень скрытности, передача небольших ограниченных объемов информации Простота использования1

2. Методы специального форматирования текстовых файлов:

. 1. 2. 1. Методы использования известного смещения слов, предложений, абзацев Методы основаны на изменении положения строк и расстановки слов в предложении, что обеспечивается вставкой дополнительных пробелов между словами 1. Слабая производи-тельность метода, передача небольших объемов информации 2. Низкая степень скрытности

Простота использования. Имеется опубликованное программное обеспечение реализации данного метода

1. 2. 2. Методы выбора определенных позиций букв (нулевой шифр) Акростих - частный случай этого метода (например, начальные буквы каждой строки образуют сообщение) Методы основаны на использовании специальных " невидимых", скрытых полей для организации сносок и ссылок (например, использование черного шрифта на черном фоне) 1. Слабая производи-тельность метода, передача небольших объемов информации 2. Низкая степень скрытности Простота использования

1. 2. 3. Методы использования специальных свойств полей форматов, не отображаемых на экране Имеется опубликованное программное обеспечение реализации данного метода

1. 3. Методы скрытия в неиспользуемых местах гибких дисков Информация записывается в обычно неиспользуемых местах ГМД (например, в нулевой дорожке) 1. Слабая производительность метода, передача небольших объемов информации 2. Низкая степень скрытности Простота использования. Имеется опубликованное программное обеспечение реализации данного метода

1. 4. Методы использования имитирующих функций (mimic-function) Метод основан на генерации текстов и является обобщением акростиха. Для тайного сообщения генерируется осмысленный текст, скрывающий само сообщение 1. Слабая производительность метода, передача небольших объемов информации 2. Низкая степень скрытности Результирующий текст не является подозрительным для систем мониторинга сети

1. 5. Методы удаления идентифицирующего файл заголовка Скрываемое сообщение шифруется и у результата удаляется идентифицирующий заголовок, оставляя только шифрованные данные. Получатель заранее знает о передаче сообщения и имеет недостающий заголовок Проблема скрытия решается только частично. Необходимо заранее передать часть информации получателю

Простота реализации. Многие средства (White Noise Storm, S-Tools), обеспечивают реализацию этого метода

2. Методы использования избыточности аудио и визуальной информации

2. 1. Методы использования избыточности цифровых фотографии, цифрового звука и цифрового видео Младшие разряды цифровых отсчетов содержат очень мало полезной информации. Их заполнение дополнительной информацией практически не влияет на качество восприятия, что и дает возможность скрытия конфиденциальной информации За счет введения дополнительной информации искажаются статистические характеристики цифровых потоков. Для снижения компрометирующих признаков требуется коррекция статистических характеристик Возможность скрытой передачи большого объема информации. Возможность защиты авторского права, скрытого изображения товарной марки, регистрационных номеров и т. п

Как видно из таблицы, первое направление основано на использовании специальных свойств компьютерных форматов представления данных, а не на избыточности самих данных. Специальные свойства форматов выбираются с учетом защиты скрываемого сообщения от непосредственного прослушивания, просмотра или прочтения. На основании анализа материалов таблицы 1 можно сделать вывод, что основным направлением компьютерной стеганографии является использование избыточности аудио и визуальной информации.

Цифровые фотографии, цифровая музыка, цифровое видео - представляются матрицами чисел, которые кодируют интенсивность в дискретные моменты в пространстве и/или во времени.

Цифровая фотография - это матрица чисел, представляющих интенсивность света в определенный момент времени.

Цифровой звук - это матрица чисел, представляющая интенсивность звукового сигнала в последовательно идущие моменты времени. Все эти числа не точны, т. к. не точны устройства оцифровки аналоговых сигналов, имеются шумы квантования. Младшие разряды цифровых отсчетов содержат очень мало полезной информации о текущих параметрах звука и визуальнного образа. Их заполнение ощутимо не влияет на качество восприятия, что и дает возможность для скрытия дополнительной информации.

Графические цветные файлы со схемой смешения RGB кодируют каждую точку рисунка тремя байтами. Каждая такая точка состоит из аддитивных составляющих: красного, зеленого, синего. Изменение каждого из трех наименее значимых бит приводит к изменению менее 1% интенсивности данной точки. Это позволяет скрывать в стандартной графической картинке объемом 800 Кбайт около 100 Кбайт информации, что не заметно при просмотре изображения.

Другой пример. Только одна секунда оцифрованного звука с частотой дискретизации 44100 Гц и уровнем отсчета 8 бит в стерео режиме позволяет скрыть за счет замены наименее значимых младших разрядов на скрываемое сообщение около 10 Кбайт информации. При этом изменение значений отсчетов составляет менее 1%. Такое изменение практически не обнаруживается при прослушивании файла большинством людей.

⇐ Предыдущая 1 234 5 6 7 8 Следующая ⇒

Воспользуйтесь поиском по сайту: