Стеганография как способ защиты информации

Методы стеганографии, используемые для сокрытия информации

Аннотация

Стеганография-это метод сокрытия данных в файле, такого как изображение, аудио, видео и т.д. и эти данные надежно передаются от отправителя к получателю. Метод служит лучшим способом защиты сообщения, чем криптография, которая только скрывает содержание сообщения, а не продолжение сообщения. Исходное сообщение скрывается в файле таким образом, что изменения, произошедшие в файле, не заметны. Для сокрытия секретной информации могут быть использованы верные методы стеганографии, которые являются более сложными, чем другие, при этом все они имеют соответствующие сильные и слабые стороны. Абсолютная невидимость секретной информации поддерживается различными приложениями, в то время как другие требуют, чтобы большое секретное сообщение было скрыто. В данной статье рассматривается обзор стеганографии изображений, ее использование и методы для удовлетворения потребности в конфиденциальности в интернете. Различные методы стеганографии для обеспечения конфиденциальности при передаче данных от источника к месту назначения.

Ключевые слова: стеганография, криптография, секретная информация, цифровое изображение.

1. Введение

Конфиденциальная информация требует отправки, сохранения или получения между пользователями через интернет. Наиболее распространенный способ сделать — это преобразовать данные в другую форму. Полученные данные могут быть поняты только теми, кто знает, как вернуть их в исходный вид. Этот метод защиты информации известен как шифрование. Основным недостатком шифрования является то, что существование данных не скрывается. Данные, которые были зашифрованы, хоть и нечитабельные, но все еще существуют в виде данных. Если дать достаточно времени, кто-то в конечном итоге расшифрует данные. Решением этой проблемы является стеганография. Древнее искусство сокрытия послания простое, но ничего не подозревающее для читателя. Цель стеганографии является скрыть существование сообщения, в то время как криптография шифрует сообщение так, чтобы оно не было понятным.

2. История стеганографии

Стеганографические методы использовались на протяжении веков и начало берется с Древней Греции. Цель стеганографической коммуникации тогда и сейчас, в современных приложениях, одна и та же: скрыть секретные данные (стеганограмму) в неподозревающей обложке и отправить ее соответствующему получателю, который знает о процедуре сокрытия информации. В идеальной ситуации наличие скрытой коммуникации не может быть обнаружено третьими лицами.

Наиболее популярные услуги доставки включают в себя цифровые изображения, аудио и видеофайлы и протоколы связи. Последнее может применяться к сетевым протоколам, а также к любому другому протоколу связи (например, криптографическому). Методы общения между людьми развивалось на протяжении веков, также как и стеганографические методы. В то же время, общие принципы остались неизменными.

3. Использование Стеганографии

Использование стеганографии столь же разнообразно, как и использование самой коммуникации. Очевидно, мы можем использовать его для отправки секретных сообщений другу, коллеге или сообщнику. Вы можете использовать его для передачи конфиденциальных данных из точки A в точку B таким образом, что передача данных неизвестна

• Конфиденциальная связь и хранение секретных данных.
• Потенциальная возможность скрыть наличие конфиденциальных данных.
• Устойчивость обнаружения скрытых данных.
• Повышение секретности зашифрованных данных.
• Защита изменение данных.
• Система контроля доступа для распространения цифрового контента, в этой области встроенные данные скрыты, но объясняются для публикации контента.

4. Типы Стеганографии

1) Лингвистическая стеганография: лингвистическая техника используется, чтобы скрыть сообщение в тексте неподозревающей обложке, что присутствие сообщения незаметно для постороннего. Он делится на два типа:

А) Семаграммы: используются только символы и знаки, чтобы скрыть информацию. Это далее подразделяется на два пути:

• Визуальная семаграмма: визуальная семаграмма использует физические объекты, используемые каждый день для передачи сообщение. Например: позиционирование товаров на конкретном сайте.
• Текстовые семаграммы: этот тип используется для скрытия сообщения путем изменения внешнего вида, передаваемого текста, или путем изменения типа шрифта и размера, или путем добавления дополнительного пространства между словами и с помощью различных замен в буквы рукописного текста.

Б)Текстовые семаграммы: этот тип используется для скрытия сообщения путем изменения внешнего вида, передаваемого текста, или путем изменения типа шрифта и размера, или путем добавления дополнительного пространства между словами и с помощью различных замен в буквы рукописного текста.

2) Техническая стеганография: техническая стеганография использует специальные инструменты, устройства или научные методы, чтобы скрыть сообщение. В этом типе можно использовать невидимые чернила, микроточки, компьютерные методы или различные тайники, чтобы держите сообщение в секрете.

В) Обложка: сообщение обложки является носителем сообщения, такого как изображение, видео, аудио, текст или какой-либо другой цифровой носитель. Обложка разделена на блоки и биты сообщений, которые скрыты в каждом блоке. То информация кодируется путем изменения различных свойств изображения обложки. Блоки крышки остаются неизменными, если блок сообщений равен нулю.

А) Текстовая стеганография: в этом подходе текст обложки создается путем генерации случайного символа последовательности, изменение слов в тексте, использование контекстно-свободных грамматик или изменение форматирования текста. существующий текст, чтобы скрыть сообщение. Текст обложки, сгенерированный таким подходом, может претендовать на лингвистический статус стеганография, если текст управляется лингвистически. Хотя эти текстовые методы имеют свои уникальные особенности характеристики для текста обложки, но страдает от различных проблем как с лингвистической точки зрения, так и с точки зрения безопасности.

Б) Стеганография изображения: метод стеганографии более популярен в последнем году чем другое стеганография возможно из за потока электронной информации изображения доступной с появлением цифровой камеры и высокоскоростной интернет-дистрибуция. Это может включать в себя сокрытие информации в естественно возникшем шуме в пределах изображения. Большинство видов информации содержат некоторый шум. Шум относится к несовершенствам присущ процесс рендеринга аналогового изображения в виде цифрового изображения. В стеганографии изображения мы можем скрыть сообщение в пикселях изображения. Стеганографическая схема изображения — это один из видов стеганографических систем, где секретное сообщение скрыто в цифровом изображении с помощью некоторого метода сокрытия [11]. Кто-то может использовать правильный процедура декодирования для восстановления скрытого сообщения из:

I) метод скрытия данных: перед использованием системы требуется скрыть данные, имя пользователя и пароль. После того, как пользователь был войти в систему, пользователь может использовать информацию (данные) вместе с секретным ключом чтобы скрыть данные внутри выбранного изображения. Этот метод используется для скрытия существования сообщения путем скрытия информацию на различные носители. Это предотвращает обнаружение скрытой информации.

II) метод встраивания данных: для извлечения данных требуется секретный ключ для извлечения данных которые были встроены в изображение. Без секретного ключа данные не могут быть извлечены из образа. Это делается для обеспечения целостности и конфиденциальности данных. Процесс встраивания сообщения внутрь изображение, секретный ключ необходим для извлечения сообщения обратно изображение, секретное сообщение, которое извлекается из системы передается в текстовый файл, а затем текстовый файл сжимается в zip-файл и zip-текстовый файл преобразование его в двоичные коды.

III) метод извлечения данных: он используется для извлечения исходного сообщения из изображения, секретный ключ необходим для проверки. И для извлечения метода требуется секретный ключ, чтобы проверить правильность ключа с помощью десятилетия из серии двоичного кода. Если ключ подобран, процесс продолжается, формируя двоичный код к заархивированный текстовый файл, распакуйте текстовый файл и передайте секретное сообщение из текстового файла, чтобы получить исходный секрет сообщение.

Рисунок 1 – Типы Стеганографии

5. Стегаанализ

Искусство обнаружения стеганографии называется Стегоанализа. Стеганализ — это процесс идентификации стеганографии путем проверки различных параметров стего медиа. Первым шагом этого процесса является выявление подозреваемого стеганографических средств массовой информации. После этого процесс стеганоанализа определяет, содержит ли этот носитель скрытое сообщение или нет, а затем пытается восстановить сообщение с него. Подозреваемый носитель может быть или не быть со скрытым сообщением. Процесс стеганоанализа начинается с набора подозрительных информационных потоков. Затем набор сокращается с помощью передовых статистических методов. В случае визуального обнаружения методом стеганоанализа, набор изображений стего сравнивают с оригинальными изображениями обложки и отмечают видимую разницу. Подпись скрытого сообщения может быть получена путем сравнения многочисленных изображений. Обрезка или заполнение изображения также является визуальной подсказкой скрытого сообщения, потому что какой-то инструмент стего обрезает или заполняет пробелы, чтобы соответствовать изображению стего в фиксированном размере. Разница в размере файла между изображением обложки и изображениями stego увеличение или уменьшение уникальных цветов в изображениях стего также может быть использовано в технике визуального детектирования стеганоанализа. Стеганография-это метод выявления стеганографии или поражения стеганографии.

6. Стеганография против Криптографии

Стеганография-это практика сокрытия файла, сообщения, изображения или видео внутри другого файла, сообщения, изображения или видео. Стеганография требует двух файлов: один-это сообщение, которое должно быть скрыто, другой-файл обложки, который используется для скрытия сообщения.

Криптография или криптология-это практика и изучение методов защиты сообщений в присутствии третьих лиц, называемых оппонентами. В более общем плане криптография — это построение и анализ протоколов, которые не позволяют третьим лицам или общественности читать личные сообщения.

7. Вывод

Стеганография-это увлекательный и эффективный метод сокрытия данных, который использовался на протяжении всей истории. Этот метод используется для сокрытия информации, не затрагивая исходные данные. Несмотря на это, технология проста в использовании и трудно обнаружить. В этой статье рассматривается обзор очень существующей и быстро развивающейся области компьютерной безопасности. Эта технология многих в сфере безопасности беспокоит как возможный вред, который может быть нанесен как государственной, так и частной промышленности. Существуют уже сотни программ стеганографии, которые могут быть использованы для текстовых, звуковых и графических файлов. Правительство и многие частные компании изучают способы наилучшего обнаружения использования стеганографии в файлах. Дальнейшая работа основана на поиске эффективной методики в стеганографии для сокрытия информации.

Источник

Стеганография как способ защиты информации

Стеганографические методы защиты информации

Стеганография (от греч. στεγανός — скрытый и греч. γράφω — пишу, буквально «тайнопись») — это наука о скрытой передаче информации путём сохранения в тайне самого факта передачи.

В отличие от криптографии, которая скрывает содержимое секретного сообщения, стеганография скрывает само его существование. Стеганографию обычно используют совместно с методами криптографии, таким образом, дополняя её.

Классификация стеганографических методов защиты информации

В конце 90-х годов ХХ века сформировалось несколько направлений стеганографии:

• Классическая стеганография
• Компьютерная стеганография
• Цифровая стеганография

Классическая стеганография

Стеганография в Древнем мире

Существует версия, что древние шумеры одними из первых использовали стеганографию, так как было найдено множество глиняных клинописных табличек, в которых одна запись покрывалась слоем глины, а на втором слое писалась другая. Однако противники этой версии считают, что это было вовсе не попыткой скрытия информации, а всего лишь практической потребностью.

В трудах древнегреческого историка Геродота встречается описание еще двух методов сокрытия информации: на обритую голову раба записывалось необходимое сообщение, а когда его волосы отрастали, он отправлялся к адресату, который вновь брил его голову и считывал доставленное сообщение. Второй способ заключался в следующем: сообщение наносилось на деревянную дощечку, а потом она покрывалась воском, и, тем самым, не вызывала никаких подозрений. Потом воск соскабливался, и сообщение становилось видимым.

Симпатические чернила

Одним из наиболее распространенных методов классической стеганографии является использование симпатических (невидимых) чернил. Текст, записанный такими чернилами, проявляется только при определенных условиях (нагрев, освещение, химический проявитель и т. д.) Изобретенные еще в I веке н.э. Филоном Александрийским, они продолжали использоваться как в средневековье, так и в новейшее время, например, в письмах русских революционеров из тюрем. В советской школьной программе в курсе литературы изучался рассказ о том, как Владимир Ленин писал молоком на бумаге между строк, см. Рассказы о Ленине. Молоко проявлялось при нагреве над пламенем.

Существуют также чернила с химически нестабильным пигментом. Написанное этими чернилами выглядит как написанное обычной ручкой, но через определенное время нестабильный пигмент разлагается, и от текста не остается и следа. Хотя при использовании обычной шариковой ручки текст можно восстановить по деформации бумаги, этот недостаток можно устранить с помощью мягкого пишущего узла, наподобие фломастера.

Другие стеганографические методы

Во время Второй мировой войны активно использовались микроточки — микроскопические фотоснимки, вклеиваемые в текст писем, телеграмм.

Также существует ряд альтернативных методов сокрытия информации:

• запись на боковой стороне колоды карт, расположенных в условленном порядке;
• запись внутри вареного яйца;
• «жаргонные шифры», где слова имеют другое обусловленное значение;
• трафареты, которые, будучи положенными на текст, оставляют видимыми только значащие буквы;
• узелки на нитках и т. д.

В настоящее время под стеганографией чаще всего понимают скрытие информации в текстовых, графических либо аудиофайлах путём использования специального программного обеспечения.

Компьютерная стеганография

Компьютерная стеганография — направление классической стеганографии, основанное на особенностях компьютерной платформы. Примеры: стеганографическая файловая система StegFS для Linux, сокрытие данных путём записи информации в неиспользуемых областях форматов файлов, подмена символов в названиях файлов, текстовая стеганография и т.п. Ещё одним примером реализации компьютерной стеганографии в совокупности с криптографией может служить приложение TrueCrypt, в котором реализована технология т.н. «скрытых зашифрованных томов».

Цифровая стеганография

Цифровая стеганография — направление классической стеганографии, основанное на сокрытии или внедрении дополнительной информации в цифровые объекты. Как правило, данные объекты являются мультимедиа-объектами (изображения, видео- или аудио-файлы, текстуры 3D-объектов), внесение изменений в которые вызывает лишь незначительные искажения, находящиеся ниже порога чувствительности среднестатистического человека, что не приводит к заметным изменениям этих объектов.

Реализация цифровой стеганографии средствами ОС Linux Ubuntu

Фотография тигра без встроенного скрытого текста

Во все без исключения дистрибутивы ОС Linux Ubuntu включено приложение steghide, позволяющее скрывать текстовые файлы в графических файлах.

Предположим, что нам требуется «спрятать» текстовый файл bible.txt с цитатой из Библии: «Предусмотрительный видит бедствие и укрывается, а неопытные идут вперёд и наказываются» в файл с фотографией тигра (см. справа).

Создадим в домашней директории текущего пользователя директорию, в которую сохраним оба файла — текстовый и графический:

Выполним переход в созданную директорию:

Далее необходимо загрузить оба файла:

Если приложение steghide еще не инсталлировано в системе, следует выполнить установку:

Для того, чтобы встроить текстовый файл bible.txt в графический файл tiger.jpg, следует выполнить следующую команду в терминале:

В ходе выполнения последней команды пользователю дважды будет выведен запрос на ввод пароля, которым перед тем, как текстовый файл будет встроен графический, сам текстовый файл также будет зашифрован криптографическими методами (блочным шифром), что сделает невозможным практически извлечение файла лицами, для которых текстовая информация не предназначена. Сам процесс встраивания будет выглядеть в терминале следующим образом:

Фотография тигра со встроенным скрытым текстом

Результатом выполнения команды станет файл tiger_with_text.jpg, отличающийся от исходного тем, что в отличие от оригинального он содержит в себе скрытый текст (см. изображение справа). Обратите внимание, полученный файл с фотографией тигра со встроенным текстом внешне ничем не отличается от оригинальной фотографии тигра.

Рассмотрим команду встраивания текстового файла подробнее. Опция embed указывает приложению steghide о том, что пользователь хочет выполнить встраивание текстового файла в графический. Опция -ef указывает на текстовый файл, который необходимо встроить в графический; опция -cf указывает на графический файл, в который будет встроен текстовый файл, опция -sf указывает на имя графического файла, в который будет сохранен результат работы приложения, т.е. графический файл со встроенным зашифрованным текстом.

Теперь рассмотрим процесс извлечения текстового файла из фотографии с тигром. Удалите текстовый файл и убедитесь, что текстового файла нет в директории

Для извлечения текстового файла из графического выполните команду:

В ходе выполнения команды пользователь должен ввести пароль для дешифрования текстового файла. В результате в директории

/steg будет создан текстовый файл bible.txt, содержащий текстовую информацию, извлеченную из графического файла.

Рассмотрим опции в последней команде подробнее. Опция extract указывает приложению steghide на то, что пользователь хочет выполнить извлечение текста из графического файла; опция -sf указывает на графический файл, содержащий скрытую текстовую информацию; опция -xf указывает на имя текстового файла, в который будет записана извлеченная из фотографии текстовая информация.

Можете также попробовать загрузить файл со встроенной текстовой информацией отсюда:

и, используя пароль: 123456, извлечь текстовую информацию из фотографии:

Полученные таким образом графические файлы со встроенной текстовой информацией можно передавать, используя любые открытые каналы связи, например, через сообщения по электронной почте или посредством других сервисов в Интернете.

В завершение напомню, что современные требования к паролям являются достаточно жёсткими, в связи с чем рекомендую выбирать при использовании приложения steghide сложные пароли. О паролях я уже писала подробно в статье «Генерирование случайных паролей».

Источник