
- •Компьютерная стеганография
- •Глава 1. Место стеганографических систем в сфере
- •Глава 2. Особенности построения стеганографических систем 18
- •Глава 3. Принципы стеганографического анализа 33
- •Глава 4. Пропускная способность каналов передачи
- •Глава 5 Стеганографические методы скрытия данных и их реализация в системе МathCad 70
- •Перечень условных сокращений
- •Вступление
- •Глава 1 Место стеганографических систем в сфере информационной безопасности
- •1.1. Атаки на информацию, обрабатываемую в автоматизированных системах
- •1.2. Категории информационной безопасности
- •1.3. Возможные варианты защиты информации в автоматизированных системах
- •Глава 2 Особенности построения стеганографических систем
- •2.1. Предмет, терминология и сферы применения стеганографии
- •2.2. Проблема устойчивости стеганографических систем
- •2.3. Структурная схема и математическая модель типичной стеганосистемы
- •2.4. Протоколы стеганографических систем
- •2.4.1. Бесключевые стеганосистемы
- •2.4.2. Стеганосистемы с секретным ключом
- •2.4.3. Стеганосистемы с открытым ключом .
- •2.4.4. Смешанные стеганосистемы
- •2.5. Выводы
- •Глава 3 Принципы стеганографического анализа
- •3.1. Вступительные положения
- •3.2. Виды атак на стеганографическую систему
- •3.3. Основные этапы практического стеганоанализа
- •3.4. Оценка качества стеганоситемы
- •3.5. Абсолютно надежная стеганосистема
- •3.6. Устойчивость стеганосистем к пассивным атакам
- •3.7. Активные и злонамеренные атаки
- •3.8. Устойчивость стеганографической системы к активным атакам
- •3.9. Сознательно открытый стеганографических канал
- •3.10. Выводы
- •Глава 4 Пропускная способность каналов передачи скрываемых данных
- •4.1. Понятие пропускной способности
- •4.2. Информационное скрытие при активном противодействии нарушителя
- •4.2.1. Формулировка задачи информационного скрытия при активном противодействии нарушителя
- •4.2.2. Скрывающее преобразование
- •4.2.3. Атакующее воздействие
- •4.3. Скрытая пропускная способность при активном противодействии нарушителя
- •4.3.1. Основная теорема информационного скрытия при активном противодействии нарушителя
- •4.3.2. Свойства скрытой пропускной способности стеганоканала
- •4.3.3. Комментарии полученных результатов
- •4.4. Двоичная стеганосистема передачи скрываемых сообщений
- •4.5. Выводы
- •Глава 5 Стеганографические методы скрытия данных и их реализация в системе MathCad
- •5.1. Вступительные положения
- •5.2. Классификация методов скрытия данных
- •5.3. Скрытие данных в неподвижных изображениях
- •5.3.1. Основные свойства 3сч, которые необходимо учитывать при построении стеганоалгоритмов
- •5.3.2. Скрытие данных в пространственной области
- •5.3.2.1. Метод замены наименее значащего бита
- •5.3.2.2. Метод псевдослучайного интервала
- •5.3.2.3. Метод псевдослучайной перестановки
- •5.3.2.4. Метод блочного скрытия
- •5.3.2.5. Методы замены палитры
- •5.3.2.6. Метод квантования изображения
- •5.3.2.7. Метод Куттера-Джордана-Боссена
- •5.3.2.8. Метод Дармстедтера-Делейгла-Квисквотера-Макка
- •Разбиение зон на категории
- •Правила встраивания бит сообщения
- •Извлечение встроенной информации
- •5.3.2.9. Другие методы скрытия данных в пространственной области
- •5.3.3. Скрытие данных в частотной области изображения
- •5.3.3.1. Метод относительной замены величин коэффициентов дкп (метод Коха и Жао)
- •5.3.3.2. Метод Бенгама-Мемона-Эо-Юнг
- •5.3.3.3. Метод Хсу и By
- •5.3.3.4. Метод Фридрих
- •5.3.4. Методы расширения спектра
- •5.3.5. Другие методы скрытия данных в неподвижных изображениях.
- •5.3.6.1. Статистические методы
- •5.3.5.2. Структурные методы
- •5.4. Скрытие данных в аудиосигналах
- •5.4.1. Кодирование наименее значащих бит (временная область)
- •5.4.2. Метод фазового кодирования (частотная область)
- •5.4.3. Метод расширения спектра (временная область)
- •5.4.4. Скрытие данных с использованием эхо-сигнала
- •5.5. Скрытие данных в тексте
- •5.5.1. Методы произвольного интервала
- •5.5.1.1. Метод изменения интервала между предложениями
- •5.5.1.2. Метод изменения количества пробелов в конце текстовых строк
- •5.5.1.3. Метод изменения количества пробелов между словами выровненного по ширине текста
- •5.5.2. Синтаксические и семантические методы
- •5.6. Системные требования
- •5.7. Выводы
- •Заключение
4.5. Выводы
В данной главе введено одно из ключевых понятий теории передачи информации и, в частности, стеганографических систем (как каналов скрытого обмена данными) — пропускная способность канала передачи скрываемых данных. В процессе обработки зарубежных и отечественных литературных источников выделено два основных подхода к оценке ПС стеганосистем.
Подход, ориентированный на стеганосистемы, в которых скрытые сообщения должны быть безошибочно переданы адресату в условиях активного противодействия нарушителя. При этом учитывается, что кроме искажений: контейнера при встраивании в него конфиденциальных данных, вероятны намеренные его искажения со стороны активного нарушителя и/или искажения, вызванные случайными помехами в канале связи.
• Подход, ориентированный на стеганосистемы, в которых реализуется скрытая передача априорно неизвестной получателю информации, причем пассивный нарушитель пытается в процессе наблюдения обнаружить факт наличия канала скрытой связи и, в случае успеха, стремится раскрыть содержание скрытых данных.
• В рамках первого подхода представлены основные задачи информационного скрытия в случае активного противодействия нарушителя; описано скрывающее преобразование, выполняемое при встраивании информации в контейнер, и атакующее воздействие, совершаемое нарушителем для противодействия скрытой передаче; рассмотрена основная теорема информационного скрытия при активном противодействии нарушителя; приведено определение величины скрытой ПС двоичной стеганосистемы.
На основании этого рассмотрены основные свойства скрытой пропускной способности стеганоканала, приведены комментарии о полученных результатах, что позволило заложить обоснованную теоретическую базу для разработки систем стеганографического скрытия конфиденциальной информации.
Глава 5 Стеганографические методы скрытия данных и их реализация в системе MathCad
5.1. Вступительные положения
В данной главе рассматриваются стеганографические методы скрытия данных для разных типов информационной среды в качестве стеганоконтейнеров. При этом значительное внимание уделено проблеме практической реализации рассматриваемых методов с использованием современных средств вычислительной техники и программного обеспечения.
В соответствии с [3], во время рассмотрения методов будем обозначать буквой С контейнер, представляющий собой последовательность элементов сi длиной lC В случае использования в качестве контейнера файла цифрового звука, это будет количество отсчетов за единицу времени, для файла цифрового изображения — последовательность, полученная путем векторизации изображения (то есть, путем развертывания массива всех пикселей изображения в вектор)1.
Дня двоичных массивов контейнеров значения сi могут принимать значения "0" или "1"; для квантованного изображения или звука Ссели количество бит, которым кодируете* один отсчет, равно 8)— изменяться в диапазоне от 0 до 255 (28 = 256 градаций); для звука, отсчеты которого кодируются 16-ю битами, — в диапазоне от -32768 до 32767 (216 =65536 градаций); для текстов сi— это символ кодовой таблицы, код которого может принимать значения от 0 до 255.
Аналогично, будем
обозначать буквой S
заполненный контейнер (стеганограмму)
— последовательность, элементов sj
длиной lS,
а буквой М—
сообщения длиной lМ,
которое подлежит скрытию. Если не будет
особо оговорено иное, будем считать,
что
.