Невидимые чернила | это... Что такое Невидимые чернила? (original) (raw)
Стеганогра́фия (от греч. στεγανοσ — скрытый и греч. γραφω — 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.
Содержание
- 1 Классификация стеганографии
- 2 Классическая стеганография
- 3 Компьютерная стеганография
- 4 Цифровая стеганография
- 5 Интересные факты
- 6 Ссылки
- 7 См. также
- 8 Список использованной литературы
- 9 Примечания
Классификация стеганографии
В конце 90-х годов выделилось несколько направлений стеганографии:
- Классическая стеганография
- Компьютерная стеганография
- Цифровая стеганография
Классическая стеганография
Стеганография в Древнем мире
Существует версия[1], 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.[2]
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.)[3] Изобретенные еще в I веке н. э. Филоном Александрийским[4], они продолжали использоваться как в средневековье, так и в новейшее время, например, в письмах русских революционеров из тюрем. Известно, что Владимир Ленин писал молоком на бумаге между строк.
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: [3]
- 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 файлов, подмена символов в названиях файлов, текстовая стеганография и т. д.
Цифровая стеганография
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.
Применение цифровой стеганографии
Из рамок цифровой стеганографии вышло наиболее востребованное легальное направление — встраивание цифровых водяных знаков (ЦВЗ) (watermarking), являющееся основой для систем защиты авторских прав и
Полухрупкие и хрупкие ЦВЗ используются в качестве аналоговой ЭЦП, обеспечивая хранение информации о передаваемой подписи и попытках нарушения целостности контейнера (канала передачи данных).
Например, разработки Digimark в виде плагинов к редактору Adobe Photoshop позволяют встроить в само изображение информацию об авторе. К сожалению, такая метка неустойчива, впрочем как и абсолютное их большинство. Программа Stirmark, разработчиком которой является ученый Fabien Petitcolas, с успехом атакует подобные системы, разрушая стеговложения.
Алгоритмы
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 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 ее извлечение в декодере производится корреляционными 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).
Метод LSB
LSB (Least Significant Bit, наименьший значащий бит) — суть этого метода заключается в замене последних значащих битов в контейнере (изображения, аудио или видеозаписи) на биты скрываемого сообщения. Разница между пустым и заполненным контейнерами должна быть не ощутима для органов восприятия человека.
Суть метода заключается в следующем: Допустим, имеется 8-битное изображение в градациях серого. 00h (00000000b) обозначает черный цвет, FFh (11111111b) — белый. Всего имеется 256 градаций (28). Также предположим, что сообщение состоит из 1 байта — например, 01101011b. При использовании 2 младших бит в описаниях пикселей, нам потребуется 4 пикселя. Допустим, они черного цвета. Тогда пиксели, содержащие скрытое сообщение, будут выглядеть следующим образом: 00000001 00000010 00000010 00000011. Тогда цвет пикселей изменится: первого — на 1/255, второго и третьего — на 2/255 и четвертого — на 3/255. Такие градации, мало того что незаметны для человека, могут вообще не отобразиться при использовании низкокачественных устройств вывода.
Методы LSB являются неустойчивыми ко всем видам атак и могут быть использованы только при отсутствии шума в канале передачи данных.
Обнаружение LSB-кодированного стего осуществляется по аномальным характеристикам распределения значений диапазона младших битов отсчётов цифрового сигнала.
Все методы LSB являются как правило аддитивными (A17, L18D).
Эхо-методы
Эхо-методы применяются в цифровой аудиостеганографии и используют неравномерные промежутки между эхо-сигналами для кодирования последовательности значений. При наложении ряда ограничений соблюдается условие незаметности для человеческого восприятия.
Эхо-методы устойчивы к амплитудным и частотным атакам, но неустойчивы к атакам по времени.
Метод расширенного спектра
Метод встраивания сообщения, когда специальная случайная последовательность встраивается в контейнер, за тем используя согласованный фильтр, данная последовательность детектируется. Данный метода позволяет встраивать большое количество сообщений в контейнер и они не будут создавать помехи друг другу. Метод заимствован из широкополосной связи.
Интересные факты
- Скандально известный греческий миллионер Аристотель Онассис несколько раз использовал при подписании контрактов ручку с симпатическими чернилами.
- В фильме «Гений» главный герой — персонаж Александра Абдулова — обманывает спецслужбы, подписывая признание симпатическими чернилами.
Ссылки
Программные реализации
- ImageSpyer Александра Мясникова — бесплатная отечественная разработка, известная также как плагин StegoTC[1] для Total Commader. Реализуется вариант алгоритма LSB с возможностью установки произвольного порядка бит в сочетании с 40 симметричными криптографическими алгоритмами.
- spammimic.com превращает данное ему предложение в текст который для всех выглядит как спам.
- StegoMagic 1.0
- Страница Neil F. Johnson’а, с информацией о стеганографии
- Страница на F5 (Стеганография с JPEG)
Статьи
- Обзор программ для поиска скрытых стеганографией материалов
- Основы стегоанализа
- Компьютерная стеганография вчера, сегодня, завтра
- Стеганография
- Методы текстовой стеганографии
См. также
Список использованной литературы
- Быков С.Ф. Алгоритм сжатия JPEG с позиции компьютерной стеганографии // Защита информации. Конфидент. - СПб.: 2000, № 3.
- Конахович Г. Ф., Пузыренко А. Ю. Компьютерная стеганография. Теория и практика. — К.: «МК-Пресс», 2006. — 288 с, ил. описание
- Грибунин В. Г., Оков И. Н., Туринцев И. В. Цифровая стеганография. — М.: «Солон-Пресс», 2002. — 272 с, ил.
Примечания
- ↑ Криптология в Древнем мире
- ↑ Бабаш А. В., Материалы к лекции по теме «Криптография в древние времена»
- ↑ 1 2 Громов В. И., Энциклопедия безопасности
- ↑ Вокруг Света | Вопрос-Ответ | Для чего нужны симпатические чернила?
Wikimedia Foundation.2010.