Метод замены младших бит

Одним из наиболее распространённых методов стеганографии, использующих психофизические особенности человека, является метод замены младших бит информации, или LSB -метод (L east S ignificant B its). Распространённость этого метода обусловлена функциональной простотой, большой ёмкостью и высокой степенью защищённости от стегоанализа.

Суть метода состоит в замене нескольких младших бит в байтах данных. Он применяется в графических файлах, использующих для формирования цвета каждого элемента изображения (пиксела) значения некоторых составляющих (например, значения составляющих основных цветов – красного, зелёного и синего), или в звуковых файлах, использующих для формирования звука значения дискретизированных амплитуд сигнала.

При оцифровке изображения или звука всегда существует погрешность дискретизации, которая обычно находится на уровне младшего значащего бита. Это значит, что фактически неизвестно, что будет стоять в младшем значащем разряде цифрового представления цвета или звука. Поэтому при замене только самого младшего значащего бита говорить о каком-либо искажении изображения или звука не имеет смысла. Однако при замене только одного младшего бита такой метод имеет достаточно малую ёмкость, порядка 10% от объёма файла-контейнера, поэтому на практике используют замену более одного бита.

Степень упаковки несущего изображения зависит от того, сколько бит младших разрядов в одном байте используется для скрытия информации.

Если для записи скрываемой информации использовать 4 младших бита на каждый байт блока данных, то максимальное искажение цвета при этом составит 6,25% (2⁴/2⁸=16/256=0,0625). При использовании 24-разрядного изображения это искажение будет ещё меньше и составит всего 9,53∙10^–5%(2⁴ / 2²⁴ = 16/16777216 = 0,953∙10^–6).

Такие искажения в изображении будут практически незаметны для глаза. Однако при скрытии информации в графическом изображении необходимо учитывать, что чувствительность глаза к различным составляющим цвета неодинакова. Так, к зелёному спектру глаз более чувствителен, чем к красному и синему. Поэтому для практического использования данного метода рекомендуется скрывать в красной и синей составляющей по 3 бита, а в зелёной составляющей 2 бита информации. В этом случае в одном пикселе изображения может храниться один байт скрываемой информации, и её объём можно определить по формуле:

V=W∙H,

где W – ширина изображения в пикселах;

H – высота изображения в пикселах.

Полезная ёмкость при этом составляет порядка 30%.

Следует отметить, что реально искажения изображения будут ещё меньше, так как меняются только те биты, которые не совпадают с битами скрываемой информации.

Такой же метод можно использовать и для скрытия информации в чёрно-белых изображениях.

Дата добавления: 2014-01-07