Министерство общего и профессионального образования

Российской Федерации

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ИНСТИТУТ ЭЛЕКТРОНИКИ И МАТЕМАТИКИ

( ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ)

Кафедра Автоматизации

и интеллектуализации

процессов управления

Курсовая работа на тему: «Исследование стеганографической системы обеспечения конфиденциальности информации»

Выполнил

Щепа С. С.

К-71 ФЭ

Принял

Семин В. Г.

Москва 2011

1. Теоретическое введение

Стеганогра́фия (от греч. στεγανός — скрытый и греч. γράφω — пишу, буквально «тайнопись») — это наука о скрытой передаче информации путём сохранения в тайне самого факта передачи. Стеганография предполагает, что передаваемый текст "растворяется" в сообщении большего размера с совершенно "посторонним" смыслом.

В конце 90-х годов выделилось несколько направлений стеганографии:

• Классическая стеганография

• Компьютерная стеганография

• Цифровая стеганография

В настоящее время под стеганографией чаще всего понимают скрытие информации в текстовых, графических либо аудиофайлах путём использования специального программного обеспечения, но до развития современных технологий использовались и другие, довольно простые, но эффективные методы классической стеганографии. Вот некоторые из них:

1. Симпатические чернила - текст, записанный такими чернилами, проявляется только при определенных условиях (нагрев, освещение, химический проявитель и т. д.) Изобретенные еще в I веке н. э. Филоном Александрийским, они продолжали использоваться как в средневековье, так и в новейшее время. Такие сообщения могли передаваться вместе с каким-либо посторонним текстом, написанным обычным способом, и увидеть их мог только получатель, знающий нужный способ проявления.

2. Микроточки - микроскопические фотоснимки, вклеиваемые в текст писем, телеграмм. Получатель должен знать о наличии подобных “включений” и обладать средствами просмотра.

3. Трафареты, которые, будучи положенными на текст, оставляют видимыми только значащие буквы. От составителя требуется строгое соблюдение рассстановки необходимых символов, а получатель должен обладать необходимым трафаретом.

Компьютерная стеганография - направление классической стеганографии, основанное на особенностях компьютерной платформы. Примеры — стеганографическая файловая система StegFS для Linux, скрытие данных в неиспользуемых областях форматов файлов, подмена символов в названиях файлов, текстовая стеганография и т. д.

Примеры:

1. Использование зарезервированных полей компьютерных форматов файлов — суть метода состоит в том, что часть поля расширений, не заполненная информацией о расширении, по умолчанию заполняется нулями. Соответственно мы можем использовать эту «нулевую» часть для записи своих данных.

2. Метод использования особых свойств полей форматов, которые не отображаются на экране — этот метод основан на специальных «невидимых» полях для получения сносок, указателей. К примеру, написание черным шрифтом на черном фоне.

3. Использование особенностей файловых систем — при хранении на жестком диске файл всегда (не считая некоторых ФС, например, ReiserFS) занимает целое число кластеров (минимальных адресуемых объемов информации). Если часть файла меньше чем кластер, в оставшееся место можно дописать информацию.

Цифровая стеганография — направление классической стеганографии, основанное на сокрытии или внедрении дополнительной информации в цифровые объекты, вызывая при этом некоторые искажения этих объектов.

Целью компьютерной стеганографии является реализация метода информационного обмена конфиденциальными сообщениями по открытым телекоммуникационным каналам, когда скрывается сам факт существования конфиденциальной связи между респондентами, при условии обеспечения высокого качества стегоконтейнера, содержащего скрываемые данные во избежание его анализа и "взлома" посторонними лицами.

Эффективными стегоконтейнерами являются статический и анимированные изображения, видео, аудио, текстуры 3D-объектов. Это связано с тем, что для сокрытия данных в ниъх используются особенности человеческого восприятия – хотя внедрение данных и вносит некоторые искажения, они не всегда могут быть обнаружены с помощью специальных средств. Текстовые файлы тоже можно использовать в качестве стегоконтейнера, но применение текстовых файлов в системе стеганографии ограничено тем, что их способность передавать встроенные сообщения без потерь качества стегоконтейнера очень низка. Дело в том, что человеческий глаз очень легко обнаруживает искажения передаваемого текста. Для различных контейнеров сокрытие информации эффективно по разным причинам. Рассмотрим некоторые из них:

1.Аудиофайлы – человеческий слух не способен восприниматьнекоторые частоты. Они поодаются оцифровке, попадают в файл, воспроизводимы аппаратурой, но не воспринимаемы человеком. Внесение дополнительной информации в виде невоспринимаемых частот, или модификации соответствующих им битов позволяют надёжно скрыть информацию – человек просто не может услышать искажения. Также высоко-тональные звуки перекрывают низкотональные звуки, следовательно, некоторые искажения, присутствующие в последних, могут быть игнорированы. Однако самыми распространенными методами сокрытия информации в аудио файлах остаются методы, основанные на добавлении шума в звук путем изменения младших бит рандомизации.

2. Растровые изображения – их форматы общем случае имеют сходную структуры – есть метаданные, описывающий файл, и байты, описывающие цвет точки. Эффективность сокрытия данных зависит от разрешения (количество точек) и глубины цвета (количество бит на пиксел). Чем больше точек, и чем большим количеством бит описывается каждая, тем легче скрыть информацию так, чтобы человек не заметил искажений.

Разделение по глубине цвета на примере формата BMP:

• монохроматические изображения, в которых цвет каждого пикселя формируется одним битом. Нулевое значение этого бита означает черный цвет, а единица - белый. Так как разрешение изображения очень маленькое, размер файла небольшой;

• "серые" изображения, которые по сравнению с предыдущими изображениями хранят дополнительные 256 оттенков серого цвета. Цвет одного пикселя формируется 8-ю битами;

• полихроматические цветовые изображения, среди которых самыми рас­пространенными являются:

• 4- битные - файлы хранят до 16-и цветов. Таким образом, цвет каждого пикселя формируют 4 бита. Качество таких изображений - не­удовлетворительное;

• 8- битные файлы хранят до 256-и различных цветов. Качество таких изображений - хорошее;

• 24-битные файлы хранят до 16777216-и цветов. Качество таких изображений считается профессиональным.

4. Видеофайлы – в общем случае являются последовательностью растровых изображений. Соответственно, эффективность сокрытия сильно увеличивается за счёт количества кадров и быстрой их смены – человек может не успеть увидеть искажения, или в случае низкого разрешения видео может воспринимать их как дефект, образовавшийся при сжатии.