Обзор известных стеганографических методов

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.

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. 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 визуального 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.

В книге Э. Таненбаума [6] приведен следующий пример. На фотографии, показанной на рис. 12, а мы видим трех зебр возле акации. Теперь, если взглянуть на рис. 12, б, то видим те же зебры и та же акация. Однако вторая фотография, в отличие от первой содержит полный текст пяти пьес Шекспира, а именно: «Гамлет», «Король Лир», «Макбет», «Венецианский купец» и «Юлий Цезарь». Все вместе они составляют более 700 Кб текста. Оригинальное изображение состоит из 1024768 пикселов. Цвет каждого пиксела определяется тремя байтами, по одному для интенсивности красного, зеленого и синего цветов. Для кодирования скрытого канала используются младшие разряды каждого значения цвета в формате RGB. Таким образом, в каждом пикселе изображения помещается 3 бита секретной информации. В рассмотренном изображении может поместиться 10247683=2359296 бит=294912 байт=288 Кб. При помощи стандартного алгоритма сжатия текст пяти пьес может быть уменьшен до 274 Кб. Результаты сжатия шифруются и помещаются в младшие разряды каждого байта цветов. Присутствие этой информации в изображении абсолютно незаметно на глаз (ее не видно и на большом цветном изображении). Человеческий глаз не в состоянии отличить 7-разрядный цвет от 8-разрядного. Изображения, показанные на рис. 12, приведены на web-сайте www.cs.vu.nl/~ast/.

а б

Рис. 12. Оригинальная фотография пейзажа Кении (а) и та же фотография, используемая в качестве контейнера, где зашифрован текст 5 пьес Шекспира (б)

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.

Дата добавления: 2014-01-15