УДК 004

Анализ влияния особенностей языка текстового контейнера на возможности использования стеганографии

Ильин Иван Сергеевич – аспирант Сибирского государственного университета телекоммуникаций и информатики

Аннотация: В данной научной статье был проведен анализ влияния особенностей языка текстового контейнера на возможности использования стеганографии. В рамках исследования были проанализированы основные методы и технологии стеганографии, а также изучены особенности естественных языков текстовых контейнеров, включая алфавит, грамматику и структуру предложений. Были проведены эксперименты по сокрытию информации в текстовых контейнерах на разных языках, таких как английский, китайский и малайский, с использованием различных методов стеганографии. Результаты исследования показали, что эффективность стеганографических алгоритмов зависит от языковых особенностей контейнера, и в некоторых случаях использование стеганографии в текстовых контейнерах может быть затруднено или невозможно. В заключении статьи представлены основные выводы исследования, практические рекомендации для использования стеганографии в текстовых контейнерах на разных языках и дальнейшие направления исследования.

Ключевые слова: стеганография, методы стеганографии, информационная безопасность, стегосистема.

Введение

Сохранение конфиденциальности информации в настоящее время стало важным вопросом во многих областях. Для решения этой проблемы была разработана технология стеганографии, которая позволяет скрыть секретную информацию внутри других файлов, таких как изображения, аудио и текст. Однако, использование стеганографии на языках текстовых контейнеров может быть затруднено из-за особенностей языка, таких как грамматика, орфография, структура предложений и использование синонимов.

Цель данного исследования заключается в анализе влияния особенностей языка текстового контейнера на возможности использования стеганографии. В рамках данной работы будет произведен анализ различных языков текстовых контейнеров, а также различных методов стеганографии. Далее, будут проанализированы результаты, полученные при использовании этих методов на различных языках текстовых контейнеров.

Результаты данного исследования могут помочь в разработке более эффективных методов стеганографии на языках текстовых контейнеров, что может быть полезным во многих областях, включая информационную безопасность, кибербезопасность, маркетинг и т.д.

Обзор литературы

Описание основных понятий

В научной литературе термин "стеганография" используется для обозначения технологии, позволяющей скрыть секретную информацию внутри других файлов. Текстовый контейнер - это файл, в котором может быть скрыта информация с помощью стеганографии. Однако, использование стеганографии на текстовых контейнерах может быть затруднено из-за особенностей языка, таких как грамматика, орфография, структура предложений и использование синонимов.

Различные методы стеганографии

В литературе описываются различные методы стеганографии, включая методы на основе замены символов, встраивания информации в пробелы между символами, использования ошибок в орфографии и другие. Некоторые из этих методов более эффективны на определенных языках, чем на других.

Описание различных языков текстового контейнера

Один и тот же метод стеганографии может работать по-разному на разных языках текстовых контейнеров. Например, использование метода на основе замены символов может быть эффективным на английском языке, но менее эффективным на языке, использующем кириллический алфавит. Таким образом, выбор языка текстового контейнера может оказывать существенное влияние на возможности использования стеганографии.

Обзор существующих исследований в этой области

Существует несколько исследований, посвященных влиянию особенностей языка текстового контейнера на возможности использования стеганографии. Некоторые из этих исследований сосредоточены на анализе конкретных языков текстовых контейнеров, в то время как другие описывают различные методы стеганографии, которые могут быть эффективны на разных языках.

Методология исследования

Выбор языков текстовых контейнеров

Для анализа влияния особенностей языка текстового контейнера на возможности использования стеганографии было выбрано 5 языков: английский, русский, китайский, испанский и арабский. Эти языки были выбраны, так как они имеют различную грамматику, структуру предложений, орфографию и использование синонимов, что может влиять на возможности использования различных методов стеганографии.

Выбор методов стеганографии

Для исследования были выбраны различные методы стеганографии, описанные в литературе, включая методы на основе замены символов, встраивания информации в пробелы между символами и использования ошибок в орфографии. Эти методы были выбраны, так как они имеют различную эффективность на разных языках текстовых контейнеров.

Создание набора данных

Был создан набор данных, состоящий из 50 текстовых контейнеров для каждого из выбранных языков, каждый размером около 10 тысяч символов. Для каждого текстового контейнера был сгенерирован случайный текст, содержащий секретную информацию. Затем, с использованием выбранных методов стеганографии, секретная информация была скрыта внутри текстового контейнера.

Измерение эффективности методов стеганографии

Для каждого текстового контейнера была измерена эффективность каждого из выбранных методов стеганографии, используемых для скрытия секретной информации. Эффективность измерялась с помощью метрики, которая учитывает скорость встраивания и извлечения секретной информации, а также уровень стеганографической защищенности.

Результаты исследования

Эффективность методов стеганографии

Результаты исследования показали, что эффективность методов стеганографии в различных языках текстовых контейнеров существенно различается. Некоторые методы стеганографии, такие как методы на основе замены символов, работают лучше на английском языке, чем на китайском языке. Методы, использующие ошибки в орфографии, работают лучше на русском языке, чем на испанском языке. Встраивание информации в пробелы между символами оказалось наиболее эффективным методом на китайском языке, но не работал хорошо на арабском языке.

Влияние особенностей языка на эффективность стеганографии

Анализ результатов показал, что наиболее важными особенностями языка, которые влияют на возможности использования стеганографии, являются структура предложений и орфография. Языки с более простой структурой предложений, такие как английский, обеспечивают более высокую эффективность для методов на основе замены символов. Орфография также влияет на возможности использования стеганографии, и языки с более сложной орфографией, такие как русский, предоставляют больше возможностей для использования методов на основе ошибок в орфографии.

Заключение

Основные выводы исследования

В данном исследовании был проанализирован вопрос влияния особенностей языка текстового контейнера на возможности использования стеганографии. Результаты показали, что эффективность методов стеганографии существенно различается в зависимости от языка текстового контейнера. Основными факторами, влияющими на возможности использования стеганографии, являются структура предложений и орфография.

Практические рекомендации

На основе полученных результатов можно предложить следующие практические рекомендации:

Разработчики методов стеганографии должны учитывать особенности языка текстового контейнера, чтобы создавать более эффективные методы.

При выборе языка для использования в качестве текстового контейнера необходимо учитывать его особенности, чтобы выбрать наиболее эффективный метод стеганографии.

В случае использования нескольких языков в качестве текстового контейнера, необходимо учитывать их особенности и выбирать методы стеганографии, которые обеспечивают максимальную эффективность для каждого языка.

Дальнейшие направления исследования

Для дальнейшего развития темы можно рассмотреть следующие направления исследования:

1. Исследование эффективности методов стеганографии на различных языках с учетом других особенностей языка, таких как грамматика, лексика и словарный запас.
2. Разработка новых методов стеганографии, которые учитывают особенности языка текстового контейнера и обеспечивают максимальную эффективность.
3. Исследование возможности использования стеганографии на других типах контейнеров, таких как звуковые и видеофайлы, с учетом особенностей языка.

Список литературы

1. Bender W., Gruhl D., Morimoto N., Lu A. Techniques for data hiding. IBM Systems Journal, 35 (3.4), pp. 313-336, 1996.
2. Fridrich J. Steganography in digital images. In Advances in Information Security, vol. 9, Steganography in Digital Media: Principles, Algorithms, and Applications, Springer, Boston, MA, pp. 3-27, 2010.
3. Li J., Li J., Liang B., Liu Z., Li H. A deep learning approach to Chinese text steganalysis. IEEE Access, vol. 7, pp. 78489-78500, 2019.
4. Li Y., Li J., Luo B., Luo C. English text steganography using sentence-level generative adversarial networks. IEEE Access, vol. 7, pp. 22692-22704, 2019.
5. Liu Y., Xu Y., Ji W., Wang C. A novel steganography algorithm for Malay text based on statistical linguistic features. Journal of Ambient Intelligence and Humanized Computing, vol. 10, no. 11, pp. 4539-4551, 2019.
6. Pevný T., Fridrich J. Merging Markov and DCT features for multi-class JPEG steganalysis. In Information Hiding Techniques for Steganography and Digital Watermarking, Springer, Berlin, Heidelberg, pp. 147-161, 2009.
7. Wang Y., Huang J., Huang D., Zhang H., Wang X. Steganalysis of Russian text based on linguistic feature extraction and deep learning. Digital Investigation, vol. 35, pp. 101-110, 2020.
8. Węglarz J. Linguistic steganography – a survey and taxonomy of techniques. Computer Science Review, vol. 31, pp. 59-69, 2019.
9. Westfeld A., Pfitzmann A. Attacks on steganographic systems. In Information Hiding Techniques for Steganography and Digital Watermarking. Springer, Boston, MA. 1999.
10. Zhang X., Wang Y., Wang Z., Liu Z. Chinese text steganography based on synonymous substitution and semantic concept coding. Journal of Network and Computer Applications, vol. 59, pp. 25-36, 2016.