Среди всех известных психоакустических эффектов наиболее предпочтительным для передачи информации является эффект маскировки. Более интенсивные речевые отрезки делают неслышимыми сигналы, появившиеся до них («маскировка вперед») и после них («маскировка назад»). Временной диапазон маскировки вперед простирается до 20 мс, а назад — до 150 мс. Кроме того, существует и частотная маскировка, когда в момент появления более интенсивного низкочастотного сигнала становится неслышным более высокочастотный сигнал меньшей амплитуды.
Помимо безобидного применения стеганографии для сокрытия личных сообщений, существуют и более опасные цели. По мнению специалистов, используя столь «нехитрую технику», террористы использовали стеганографию для координации своих атак на Нью-Йорк и Вашингтон. Зачастую тайные послания террористов «прятались» в «спаме».
Правительство США очень обеспокоено использованием террористами стеганографии и учредило проведение исследований по разработке контрмер. Так, WetStone Technologies в Корнинге, Нью-Йорке разрабатывает алгоритм распознавания сообщений, внедренных в цифровые послания. Другой, более примитивный способ обнаружения стеганографических посланий — просматривать Internet-изображения, которые могли затрагивать интересы террористов, такие как фотографии Белого дома или Нью-Йоркской фондовой биржи.
В настоящее время компьютерная стеганография продолжает развиваться: формируется теоретическая база, ведется разработка новых, более стойких методов встраивания сообщений. Среди основных причин наблюдающегося всплеска интереса к стеганографии можно выделить принятые в ряде стран ограничения на использование наиболее совершенных методов криптографии, а также проблему защиты авторских прав на художественные произведения в цифровых глобальных сетях.
Хотя стеганография и криптография принципиально отличаются по целям, их не стоит рассматривать как альтернативу друг другу Это, скорее всего, две стороны одной медали. И не только потому, что по-настоящему эффективно лишь их совместное использование, но и потому, что в их основе лежит общая методическая и инструментальная база.
Стек (stack) - это упорядоченная последовательность элементов, в которой выполняются операции включения и исключения элемента по принципу LIFO (Last-In-First-Out) - "последним пришел - первым ушел", т. е. включение и исключение всегда происходят в одном конце (рис. 19.1). Этот конец называют верхом, противоположный - дном стека. Другие названия стека: магазин (по аналогии с магазином пистолета или автомата), очередь типа LIFO.
S[1]
S[2]
…
S[k]
¾¾¾®
¬¾¾¾
Дно
Верх
Включение и
исключение
элементов
Рис. 19.1. Стек
Примеры стека: заднее сиденье легкового автомобиля, когда посадка и высадка происходит с одной стороны; стопка подносов в столовой, где подносы берутся и кладутся только сверху.
Назовем некоторые из многочисленных применений стека.
1. Переупорядочивание данных для обработки в порядке, отличающемся от порядка поступления.
2. Запоминание подзадач некоторой задачи с последующим решением подзадач в порядке, обратном порядку их возникновения (см. алгоритм обхода дерева в глубину).
3. Области локальных данных (включая параметры и адреса возврата) вложенных вызовов подпрограмм.
4. Области локальных данных вложенных блоков программы.
5. Трансляция скобочных структур: выражений, вложенных ветвлений, циклов, блоков и всей программы.
6. ЭВМ и микрокалькуляторы с безадресной магазинной памятью.
7. Стек в мозге человека (7 ± 2 элемента). Психологи обнаружили, что человек может воспринимать именно такую глубину вложенности, например, придаточных предложений фразы или такое количество рассматриваемых вместе дел, понятий и т. п.
Типовые операции над стеком:
1. Инициализация (создание, подготовка к работе);
2. Вталкивание (включение) элемента - PUSH;
3. Выталкивание (исключение) элемента - POP;
4. Проверка пустоты стека;
5. Проверка переполнения стека;
6. Доступ к вершине (получение / изменение значения последнего поступившего элемента).
Чаще всего стек представляется в виде вектора с указателем (рис. 19.2).
Рис. 19.2. Хранение стека в виде вектора
Часть вектора занимает стек, часть - свободное пространство. Указателем стека служит индекс последнего из поступивших элементов (либо индекс первой свободной позиции). Указатель стека увеличивается на единицу при вталкивании элемента и уменьшается при выталкивании (или наоборот, если стек расположен в конце вектора).
Два стека удобно хранить в одном векторе, заполняя их навстречу друг другу (рис. 19.3).
Рис. 19.3. Хранение двух стеков в одном векторе
Этот способ позволяет расти любому из двух стеков, пока есть хотя бы одна свободная ячейка. Максимальные размеры каждого стека и их суммы равны длине вектора. Для большего количества стеков подобного метода не существует.
Программирование операций на языке С (С++)
1. Описание данных для представления стека вектором
int ist; /* Указатель стека (индекс последнего элемента) */
2. Инициализация (создание) пустого стека:
ist = -1;
Как и в очереди, при невозможности выполнения операции действия зависят от решаемой задачи. Обычно пустота стека используется как условие окончания алгоритма, а переполнение означает ошибку.
3. Выталкивание из стека элемента и присваивание его величине X (обозначим эту операцию Стек ==> X; без запоминания элемента: Стек ==>):
тип-элемента X; /* Значение вытолкнутого элемента */
. . .
if (ist >= 0) /* В стеке есть элементы */
{ X = st[ist]; /* Получение значения */
ist--; /* Выталкивание элемента */
}
else . . . /* Стек пуст */
4. Вталкивание в стек элемента, равного X (обозначим эту операцию Стек <== X):
тип-элемента X; /* Вталкиваемое значение */
. . .
if (ist < N-1) /* Есть место в стеке */
{ ist++; /* Увеличение стека */
st[ist] = X; /* Запись x в вершину стека */
}
else . . . /* Стек переполнен */
Задача. Дано арифметическое выражение длиной до 80 символов, оканчивающееся пробелом. Выражение содержит целые числа без знака и знаки операций +, -, *, /. Вычислить значение выражения.
Например, входной текст: 130+25*3-160/20*6 .
Результат: 157.
Метод решения задачи основан на использовании стека операндов, операций и приоритетов. Операции * и / имеют одинаковый приоритет, причем более высокий, чем операции + и - . При просмотре выражения происходит выделение очередного операнда (числа), преобразование его из символьной формы в целочисленную и запись в стек полученного числа, следующей за ним операции и присвоенного ей приоритета. Пока в стеке более одного элемента и приоритет последней операции оказывается не выше приоритета предыдущей операции в стеке, происходит выполнение соответствующих операций над двумя последними операндами стека и удаление ненужных элементов из стека. В конце концов, когда просмотр выражения закончится, первый элемент стека и будет искомым результатом.
На рис. 19.4 показано, как меняется содержимое стека.
Два стека удобно хранить в одном векторе, заполняя их навстречу друг другу (рис. 19.3).