 |
 |
№ 4 июль-август 2006 г.
Тема номера:
КОРПОРАТИВНЫЕ ПРОГРАММЫ ОБУЧЕНИЯ ВОПРОСАМ БЕЗОПАСНОСТИ
|
|
ПОВЫШЕНИЕ СТОЙКОСТИ СТЕГАНОГРАФИЧЕСКИХ СИСТЕМ ПУТЕМ ВСТРАИВАНИЯ ИНФОРМАЦИИ В СУЩЕСТВЕННЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ ИЗОБРАЖЕНИЙ
А. А. Кривцов, В. Н. Будко, доцент
Воронежский государственный университет |
|
  |
В работе предложен способ стеганографического сокрытия информации в изображениях, основанный на тех же особенностях человеческого зрения, что и самый распространенный на сегодняшний день стандарт сжатия изображения с потерями – JPEG. У предлагаемого алгоритма отсутствуют недостатки, присущие самому распространенному методу тайной передачи сообщений – LSB.
Задача защиты информации от несанкционированного доступа оставалась актуальной во все времена на протяжении истории человечества. Уже в древнем мире выделилось два основных направления решения этой задачи, существующие и по сегодняшний день: криптография и стеганография. Целью криптографии является скрытие содержимого сообщений за счет их шифрования. При стеганографии скрывается сам факт существования тайного сообщения.
Сильным толчком к развитию стеганографии послужили определенные, подчас достаточно суровые ограничения, накладываемые в большинстве стран на свободное использование криптографических методов защиты информации: так, например, часто требуется передача ключей от используемых систем шифрования государственным органам, регистрация и лицензирование криптографических систем независимо от того, являются они аппаратными или программными средствами. Стегано-графия не попадает под действие указанных ограничений и является при этом эффективным способом сокрытия данных.
Методы стеганографии применяются не только для скрытной передачи сообщений, но и используются для защиты авторских или имущественных прав на цифровое изображение, фотографии или другие оцифрованные произведения искусства. Преимущества, предоставляемые существованием и передачей сообщений в цифровом виде, могут оказаться перечеркнутыми с той легкостью, с которой возможно их воровство или модификация.
Один из наиболее эффективных технических средств защиты мультимедийной информации заключается во встраивании в защищаемый объект невидимых меток – цифровых водяных знаков. Они могут содержать много полезной информации: когда создан файл, кто владеет авторскими правами на него, как вступить в контакт с автором и т. д. Все внесенные данные могут рассматриваться как веские доказательства при разбирательствах, в том числе и судебных, относительно авторства или для доказательства факта нелегального копирования и часто имеют решающее значение.
Наиболее распространенным на сегодняшний день методом цифровой стеганографии является вложение скрываемого сообщения в изображение путем модификации наи-менее значимых битов последнего (LSB).
Цифровые изображения представляют собой матрицу пикселей – единичных элементов изображения. Он имеет фиксированную разрядность двоичного представления. Например, в простейшем черно-белом изображении каждый пиксель описывается одним байтом, который кодирует яркость пикселя: ноль – черный, 255 – белый, все остальное – градации серого. Если изменить любой байт такого файла или, что то же самое, отдельные биты этого байта, то соответствующий ему пиксель изменит яркость. При этом изменение разных битов влияет на яркость пикселя по-разному: первый очень сильно, второй слабее, а последний, восьмой бит может добавить байту (то есть и пикселю) только единицу. Обычный человек не заметит изменение яркости точки на одну градацию (1/255) серого. Следовательно, абсолютно не важно, каковы последние биты каждого байта: их можно обнулять, переставлять, заменять – изображение при этом будет казаться одинаковым. Чем не тайник для встраивания данных, которые необходимо скрыть от посторонних.
Достоинства метода заключаются в его простоте и сравнительно большом объеме встраиваемых данных. Однако он имеет два серьезных недостатка.
1. Cкрытое сообщение легко разрушить. Для этого необходимо просто записать в один или два младших бита каждого байта графического изображения нули или единицы. Если оно не содержало скрытого сообщения, видимых искажений не появится, в обратном случае, сообщение будет испорчено. Таким образом, достоинства метода, используемые для сокрытия информации, могут быть применены и для незаметной борьбы со стеганографией.
2. Не обеспечена секретность встраивания информации. В случае перехвата информации противнику, если у него возникнет подозрение о том, что в изображении скрыто какое-то сообщение, точно известно его местоположение. Соответственно, ему будет относительно нетрудно извлечь оттуда спрятанную информацию, так как количество возможных способов извлечения невелико.
Для преодоления последнего недостатка было предложено встраивать сообщение не во все пиксели изображения, а лишь в некоторые из них, определяемые по псевдослучайному закону в соответствии с ключом, известным только законному пользователю. Безусловно, это осложняет злоумышленнику действия по вскрытию контейнера, однако пропускная способность канала передачи информации при этом уменьшается.
Целью данной исследовательской работы является создание более совершенного алгоритма, позволяющего скрытно внедрять информацию в существенно значащие компоненты контейнера, что позволит устранить недостатки, присущие вышеописанному методу.
Основная задача сводится к поиску частей изображения, изменение которых не вызовет его заметных искажений. Таким образом, процесс внедрения скрываемой информации в изображения в каком-то смысле дуален процессу их сжатия. Следовательно, при встраивании сообщений в существенные элементы изображения наилучший результат будет достигаться при использовании тех же подходов, которые используются при сжатии.
< ... >
| |
 |
Полную версию статьи смотрите на страницах журнала «Защита информации. Инсайд» |
Обращайтесь!!!
e-mail: magazine@inside-zi.ru
тел.: +7 (921) 958-25-50, +7 (911) 921-68-24
Предыдущая статья СОДЕРЖАНИЕ НОМЕРА Следующая статья
|
