Методы компьютерной стеганографии

Анализ путей практической реализации компьютерной стеганографии

Особую популярность в последнее время получила часть стеганографии, которая использует для сокрытия конфиденциальных сообщений графические изображения. Однако по целому ряду причин, та­кой вид сокрытия передаваемых конфиденциальных данных не всегда удобен в практической деятельности.

Одна секунда оцифрованного звука с частотой дискретизации 44100 Гц и уровнем отсчета 8 бит в стереорежиме позволяет скрыть за счет замены наименее значимых младших разрядов на скрываемое сообщение около 10 Кбайт информации. При этом изменение значений отсчетов составляет менее 1% и оно практически не обнаруживается при прослушивании измененного файла большинством людей.

При защите авторских прав с использованием стеганографии одним из наиболее перспективных направлений ее развития являются цифровые водяные знаки (digital watermarking). Создание невидимых глазу водяных знаков используется для защиты авторских прав на графические и аудиофайлы. Такие цифровые водяные знаки, поме­щенные в файл, могут быть распознаны только специальными программами, которые извлекут из файла много полезной информации: когда создан файл, кто владеет автор­скими правами, как вступить в контакт с автором.

В настоящее время существует достаточно много различных компьютерных мето­дов (и их "вариантов) встраивания сообщений (рис. 3).

Цифровая фотография — это матрица чисел, представляющих интен­сивность света в определенный момент времени. Цифровой звук — это матрица чисел, представляющая интенсивность звукового сигнала в последовательно идущие моменты времени.

Рис. 3.Компьютерные стеганографические методы

Все эти числа не точны, т. к. не точны устройства оцифровки аналоговых сигналов. Млад­шие разряды цифровых отсчетов содержат очень мало полезной информации о теку­щих параметрах звука и визуального образа, что позволяет использовать их для со­крытия дополнительной информации.

Например, графические цветные файлы со схемой RGB кодируют каж­дую точку рисунка тремя байтами (по одному для каждого из цветов). Изменение каждого из трех наименее значимых бит приводит к изменению цвета. Если изменения происходят не в каждом отсчете, то объем передаваемых данных уменьшается, но снижается вероятность их обнаружения.

Если речь идет о звуке, то, как видно из рис. 4, в этом случае учитывается так называемое окно слышимости человека. Из рисунка видно, что не все звуковые часто­ты органы слуха человека воспринимают одинаково. Верхняя граница окна соответ­ствует оглушительному звуку, соседствующему с болевым ощущением. Нижняя гра­ница определяется порогом слышимости. Кроме того, человек практически не может однозначно регистрировать на слух изменения интесивности звука, если она изменя­ется очень и очень незначительно.

Стеганографические алгоритмы обработки звука строятся с таким расчетом, что­бы максимально использовать окно слышимости и другие свойства речевых сигналов (тембр, скорость и т.д.), незначительные изменения которых не слышны человеку.

Рис. 4.Окно слышимости человека