- Атака на основе известного встроенного сообщения. Этот тип атаки в большей степени характерен для систем защиты интеллектуальной собственности, когда в качестве водяного знака используется известный логотип фирмы. Задачей анализа является получение ключа. Если соответствующий скрытому сообщению заполненный контейнер неизвестен, то задача крайне трудно решаема.
- Атака на основе выбранного скрытого сообщения. В этом случае злоумышленние имеет возможность предлагать отправителю для передачи свои сообщения и анализировать получающиеся стего.
- Адаптивная атака на основе выбранного скрытого сообщения. Эта атака является частным случаем предыдущей. В данном случае злоумышленник имеет возможность выбирать сообщения для навязывания отправителю адаптивно, в зависимости от результатов анализа предыдущих стего.
- Атака на основе выбранного заполненного контейнера. Этот тип атаки больше характерен для систем ЦВЗ. Стегоаналитик имеет детектор стего в виде «черного ящика» и несколько стего. Анализируя детектируемые скрытые сообщения, нарушитель пытается вскрыть ключ.
У злоумышленника может иметься возможность применить еще три атаки, не имеющие прямых аналогий в криптоанализе.
- Атака на основе известного пустого контейнера. Если он известен злоумышленнику, то путем сравнения его с предполагаемым стего он всегда может установить факт наличия стегоканала. Несмотря на тривиальность этого случая, в ряде работ приводится его информационно-теоретическое обоснование. Гораздо интереснее сценарий, когда контейнер известен приблизительно, с некоторой погрешностью (как это может иметь место при добавлении к нему шума).
- Атака на основе выбранного пустого контейнера. В этом случае злоумышленник способен заставить отправителя пользоваться предложенным ей контейнером. Например, предложенный контейнер может иметь большие однородные области (однотонные изображения), и тогда будет трудно обеспечить секретность внедрения.
- Атака на основе известной математической модели контейнера или его части. При этом атакующий пытается определить отличие подозрительного сообщения от известной ему модели. Например допустим, что биты внутри отсчета изображения коррелированы. Тогда отсутствие такой корреляции может служить сигналом об имеющемся скрытом сообщении. Задача внедряющего сообщение заключается в том, чтобы не нарушить статистики контейнера. Внедряющий и атакующий могут располагать различными моделями сигналов, тогда в информационно-скрывающем противоборстве победит имеющий лучшую модель.
2.4 Атаки на стегосистемы водяных знаков
Как отмечалось ранее, водяные знаки должны удовлетворять противоречивым требованиям визуальной (аудио) незаметности и робастности к основным операциям обработки сигналов.
Возможна различная классификация атак на стегосистемы. Она была рассмотрена ранее. Теперь же рассмотрим атаки, специфичные для систем с водяными знаками. Можно выделить следующие категории атак против таких стегосистем.
1. Атаки против встроенного сообщения - направлены на удаление или порчу водяных знаков путем манипулирования стего. Входящие в эту категорию методы атак не пытаются оценить и выделить водяной знак. Примерами таких атак могут являться линейная фильтрация, сжатие изображений, добавление шума, выравнивание гистограммы, изменение контрастности и т.д.
2. Атаки против стегодетектора – направлены на то, чтобы затруднить или сделать невозможной правильную работу детектора. При этом водяной знак в изображении остается, но теряется возможность его приема. В эту категорию входят такие атаки, как аффинные преобразования (то есть масштабирование, сдвиги, повороты), усечение изображения, перестановка пикселов и т.д.
2. Атаки против протокола использования водяного знака – в основном связаны с созданием ложных водяных знаков, ложных стего, инверсией водяных знаков, добавлением нескольких водяных знаков и т.д..
4. Атаки против самого водяного знака – направлены на оценивание и извлечение водяного знака из стегосообщения, по возможности без искажения контейнера. В эту группу входят такие атаки, как атаки сговора, статистического усреднения, методы очистки сигналов от шумов, некоторые виды нелинейной фильтрации и другие.
Надо заметить, что рассматриваемая классификация атак не является единственно возможной и полной. Кроме того, некоторые атаки (например, удаление шума) могут быть отнесены к нескольким категориям.
3 Обоснование целей и задач курсовой работы
Целью данной курсовой работы является реализация программными методами одного из направлений приложений стеганографии – сокрытие сообщений в файлах формата JPEG.
Достижение этой цели возможно путем решения следующих задач:
· определение основных понятий стеганографии;
· выбор метода сокрытия данных;
· исследование структуры файла формата JPEG.
Программный продукт создан при помощи среды Delphi 7.0.
В целом, в задачи курсового проекта входило создание работоспособного приложения, обеспечивающего сокрытие информации произвольного размера в файле формата JPEG и доступ к уже имеющейся информации.
Как стало известно, структура формата JPEG позволяет дописывать в конец файла, после двух особых байт, означающих завершение графического изображения, информацию небольшого объема, которая не повлечет за собой особо заметного искажения изображения. Эта особенность была положена в основу реализации курсового проекта.
В настоящее время использование графических изображений в качестве стегоконтейнеров очень распространено. Это обусловлено следующими причинами:
- существованием практически значимой задачи защиты фотографий, картин, видео от незаконного тиражирования и распространения;
- относительно большим объемом цифрового представления изображений, что позволяет внедрять цифровые водяные знаки большого объема;
- заранее известным размером контейнера, отсутствием ограничений, накладываемых требованиями реального времени;
- наличием в большинстве реальных изображений текстурных областей, имеющих шумовую структуру и хорошо подходящих для встраивания информации;
- слабой чувствительностью человеческого глаза к незначительным изменениям цветов изображения, его яркости, контрастности, содержанию в нем шума, искажениям вблизи контуров;
- хорошо разработанными в последнее время методами цифровой обработки изображений.
4 Инструкция для пользователя
4.1 Схема работы для пользователя
Для начала работы с программой пользователю необходимо запустить программный продукт. Появившаяся форма предоставляет возможность выбора файла формата JPEG, с которым будет вестись работа. Если никакой документ не будет выбран, то пользователь не сможет получить доступ к остальным кнопкам формы.
Когда необходимый файл выбран, пользователь может проверить его на наличие спрятанной в нём ранее информации, нажав на кнопку «Просмотр». В случае, если в данном документе находится какая-либо информация, она будет отображена в соответствующем окне. Если сообщение достаточно крупное, то расположенная в окне просмотра полоса прокрутки позволит без затруднения увидеть весь текст до конца. Однако, нужно иметь ввиду, что чем длиннее спрятанное в файле сообщение, тем больше времени программа затратит на его обработку. Если же в данном документе отсутствует спрятанная информация, то пользователю будет выдано соответствующее сообщение.
Пользователю так же предоставляется возможность скрыть в выбранном файле свою собственную информацию. Для этого ему необходимо ввести желаемый текст в окне «Текст сообщения» и нажать на кнопку «Записать». Таким образом, введенные данные будут спрятаны в исходном документе. Стоит учесть, что попытка скрыть данные большого размера приведет к серьёзным искажениям в изображении исходного файла. Пользователь может прятать в документ с уже имеющимся сообщением другие сообщения. При этом они будут дописываться в конец уже имеющегося. Все спрятанные в файле данные можно в любой момент просмотреть, проделав вышеописанные операции.
4.2. Установочные требования
Для начала работы с программой пользователю достаточно просто скопировать ее с носителя на свой компьютер.
4.3.Требования к системе
Программные требования:
· Delphi 7.0;
Системные требования:
· Процессор не менее 400 МГц;
· место на жестком диске – не менее 400 Мб;
· ОС Microsoft Windows 98, 2000 или XP.
5 Инструкция для программиста
В среде Delphi 7.0 был создан новый проект. В состав этого проекта входит форма ввода всех необходимых данных, а также юнит, содержащий непосредственно тело программы.
В составе программы можно выделить три основные процедуры. К ним относится процедура выбора файла, процедура просмотра сообщения, если таковое имеется внутри выбранного файла, и процедура добавления сообщения.
При нажатии пользователем кнопки «Обзор», открывается диалоговое окно, позволяющее выбрать необходимый для обработки файл. В случае, если никакой документ не будет выбран, пользователь не сможет получить доступ к остальным кнопкам формы.
При нажатии пользователем кнопки «Просмотр», происходит вызов процедуры просмотра сообщения. Выбранный файл открывается и осуществляется проверка двух последних байт в файле. Стандартные байты окончания JPEG файла имеют коды 255 и 217, и если два проверяемых байта имеют такие же значения, то выдаётся сообщение об отсутствии какой-либо скрытой информации. Если же проверяемые байты имеют отличные значения, то программа считывает по два последних байта с конца файла до тех пор, пока не обнаружит конец JPEG. Вся остальная информация является внедренной и программа считывает её по два байта, формируя строку текстового сообщения, которое по окончанию формирования отображается в окне «Текст сообщения».
При нажатии пользователем кнопки «Записать», происходит вызов процедуры добавления сообщения. Набранные в окне «Текст сообщения» данные проверяются на четность, для того чтобы обеспечить в последующем удобную запись по 2 байта за раз. Если длина сообщения нечетная, то к данной строке в конце добавляется пробел. Далее данные записываются в конец выбранного файл по два байта за раз.
Список литературы
1. Основные положения стеганографии –
http://www.citforum.ru/internet/securities/stegano
2. Цифровая стеганография / Сост. Грибунин В.Г., Оков И.Н., Туринцев И.В.
3. Безопасность, криминалистика, промышленный шпионаж - http://www.phreaking.ru/showpage
4. Скрытая утечка информации –
http://www.cio-world.ru/bitrix/php_interface