5.2. Методы сокрытия информации в компьютерной стеганографии

5.2.1. LSB-метод

Для более детального знакомства со стеганографией рассмотрим один из весьма наглядных методов скрытия информации – метод замены наименьших значащих битов или LSB-метод (Least Significant Bit) [3]. Он заключается в использовании погрешности дискретизации, которая всегда существует в оцифрованных изображениях или аудио- и видеофайлах. Данная погрешность равна наименьшему значащему разряду числа, определяющему величину цветовой составляющей элемента изображения (пикселя). Поэтому модификация младших битов в большинстве случаев не вызывает значительной трансформации изображения и не обнаруживается визуально.

Рассмотрим простой пример включения сообщения в файл bmp формата. Пусть файл является несжатым, и имеет восьмибитный цвет. В этом формате каждый пиксель представляется одним байтом (например, 00110101), изображение воссоздаётся из матрицы, содержащей все эти пиксели. Предположим, что часть матрицы выглядит следующим образом:

00010101 10100101 01010101 00110101 01110101 01000010 01010011 01101010

00001011 01010101 10100101 01010111 11010111 10000101 01010010 01010010

10101001 10101011 00001001 10100100 00010001 10100101 00010101 10100101

Каждый байт означает цвет одного пикселя. Известно, что при изменении самого младшего бита результирующее значение цвета в изображении почти не изменяется.

Необходимо скрыть в изображении сообщение, «set». Для этого необходимо три октета байтов (3х8), по одному на каждую букву. В шестнадцатеричной системе последние выглядят так: 73 65 74, а в двоичной так:

01110011 01100101 01110100.

Таким образом, изображение меняется следующим образом (изменяется последний бит каждого байта):

00010100 10100101 01010101 00110101 01110100 01000010 01010011 01101011

00001010 01010101 10100101 01010110 11010110 10000101 01010010 01010011

10101000 10101011 00001001 10100101 00010000 10100101 00010100 10100100

Как можно видеть, несмотря на данные изменения, это не оказало значительного влияния на изображение. Мы рассмотрели наиболее простой базовый пример. Усложнения этого алгоритма призваны преодолеть неизбежные ограничения.

При необходимости поместить в выбранную нами матрицу шесть символов, можно использовать два младших бита, но это приведёт к тому, что в нашем изображении будет больше искажений. Уровень искажений зависит от соотношения объемов файла-сообщения и файла-контейнера. Всё зависит от того, какой файл-контейнер используется. Так в цифровом аудио файле с частотой дискретизации 44100 Гц, в режиме стерео, за счёт изменения младших битов можно скрыть до 10 Килобайт информации на каждую секунду записи.

5.2.2. Классификация методов стеганографии

Поскольку в современной компьютерной стеганографии существует два основных типа файлов: файл-сообщение, который должен быть скрыт, и файл-контейнер, который может быть использован для сокрытия в нем информации [3]. То отталкиваясь именно от принципов файлового оперирования, все практические методы сокрытия информации, использующие файлы и форматы хранения информации, можно классифицировать по трём основным принципам, определяющим организационный подход к стеганографической защите информации (см. Рис. 27).