32. Основные приемы криптоанализа при асимметричных ключах

Криптоанализ — данный раздел посвящен исследованию возможности чтения сообщений без знания ключей, т. е. связана непосредственно со взломом шифров. Люди, занимающиеся криптоанализом и исследованием шифров называются криптоаналитиками.

Асимметричные криптосистемы (системы открытого шифрования — о.ш., с открытым ключом и т.д.- public key systems) — смысл данных криптосистем состоит в том, что для зашифрования и расшифрования используются разные преобразования. Одно из них — зашифрование — является абсолютно открытым для всех. Другое же — расшифрование — остается секретным. Таким образом, любой, кто хочет что-либо зашифровать, пользуется открытым преобразованием. Но расшифровать и прочитать это сможет лишь тот, кто владеет секретным преобразованием. В настоящий момент во многих асимметричных криптосистемах вид преобразования определяется ключом. Т.е у пользователя есть два ключа — секретный и открытый. Открытый ключ публикуется в общедоступном месте, и каждый, кто захочет послать сообщение этому пользователю — зашифровывает текст открытым ключом. Расшифровать сможет только упомянутый пользователь с секретным ключом. Таким образом, пропадает проблема передачи секретного ключа (как у симметричных систем). Однако, несмотря на все свои преимущества, эти криптосистемы достаточно трудоемки и медлительны. Стойкость асимметричных криптосистем базируется, в основном, на алгоритмической трудности решить за приемлимое время какую-либо задачу. Если злоумышленнику удастся построить такой алгоритм, то дискредетирована будет вся система и все сообщения, зашифрованые с помощью этой системы. В этом состоит главная опасность асимметричных криптосистем в отличие от симметричных. Примеры — системы о.ш. RSA, система о.ш. Рабина и т.д.

Одно из основных правил криптографии (если рассматривать ее коммерческое применение, т.к. на государственном уровне все несколько иначе) можно выразить следующим образом: взлом шифра с целью прочесть закрытую информацию должен обойтись злоумышленнику гораздо дороже, чем эта информация стоит на самом деле.

33. Базовые методы и алгоритмы стеганографии

Стеганография — это междисциплинарная наука и искусство передавать сокрытые данные, внутри других, не сокрытых данных. Скрываемые данные обычно называют стегосообщением, а данные, внутри которых находится стегосообщение называют контейнером [1].

LSB-стеганография (сообщение скрывается в младших битах (возможно использование одного или нескольких младших бит) контейнера. Чем меньше бит задействовано, тем меньше артефактов получает оригинальный контейнер после внедрения.

Методы:

Метод, основанный на сокрытии данных в коэффициентах дискретного косинусного преобразования (далее ДКП) — разновидность предыдущего метода, которая активно используется, например, при внедрении сообщения в контейнер формата JPEG. При прочих равных, такой контейнер имеет несколько меньшую емкость чем в предыдущем методе, в том числе за счет того, что коэффициенты «0» и «1» остаются неизменными— внедрение сообщения в них невозможно.

Метод сокрытия информации при помощи младших бит палитры— этот метод по сути является вариантом общего метода LSB, но информация встраивается не в наименее значащие биты контейнера, а в наименее значащие биты палитры, очевидный недостаток такого метода — низкая емкость контейнера.

Метод сокрытия информации в служебных полях формата — довольно простой метод, основанный на использовании служебных полей заголовка контейнера для хранения сообщения. Очевидные минусы — низкая емкость контейнера и возможность обнаружения внедренных данных при помощи обычных программ для просмотра изображения (которые иногда позволяют видеть содержимое служебных полей)

Метод встраивания сообщения — заключается в том, что сообщение встраивается в контейнер, затем при помощи схемы, известной обеим сторонам, извлекается. Можно встроить несколько сообщений в один контейнер, при условии, что способы их внедрения ортогональны.

Широкополосные методы, которые подразделяются на: метод псевдослучайной последовательности; используется секретный сигнал, который моделируется псевдослучайным сигналом; метод прыгающих частот: частота несущего сигнала меняется по определенному псевдослучайному закону.

Метод оверлея — по сути не является настоящей стеганографией, основан на том, что некоторые форматы содержат в заголовке размер данных, или же обработчик этих форматов будет читать файл до маркера конца данных. Примером такого метода является хорошо известный метод «rar-jpeg», который основан на конкатенации графического файла в формате JREG и RAR-архива. ПО для просмотра JPEG будет считывать информацию до границы, указанной в заголовке файла, а RAR-архиватор откинет все, что находится до сигнатуры «RAR!», которая обозначает начало архива. Таким образом, если такой файл открыть в просмотрщике графических файлов — мы увидим картинку, а если в RAR-архиваторе — содержимое RAR-архива. Очевидные минусы такого подхода заключаются в том, что оверлей, добавленный к контейнеру, легко выделяем при визуальном исследовании такого файла [3]. компьютерный стеганография сокрытие информация

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 цифровых водяных знаков (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 её 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).