УДК 004
Основные методы встраивания информации в носитель с использованием стеганографии
Макшанский Анатолий Романович – студент Санкт-Петербургского государственного университета телекоммуникаций имени проф. М.А. Бонч-Бруевича.
Аннотация: Работа о стеганографии как науке о скрытом передаче информации, методах встраивания данных (замена битов, преобразование частот, встраивание в текст), их преимуществах, выборе метода в зависимости от задачи и требований к незаметности. Важность стеганографии для защиты информации и учет особенностей носителя для успешной реализации методов.
Ключевые слова: Стеганография, скрытая передача информации, метод замены наименее значимых битов, метод преобразования частот, встраивание информации в текст, незаметность, конфиденциальность, целостность данных, защита информации, выбор метода, особенности носителя информации.
В современном информационном обществе, где данные играют ключевую роль, защита конфиденциальности информации становится все более важной задачей. Одним из эффективных способов обеспечения безопасности информации является использование стеганографии, науки о скрытом передаче информации.
Что такое стеганография?
Стеганография - это наука о методах искусственного создания скрытых сообщений, чтобы они оставались незамеченными для посторонних наблюдателей. В отличие от криптографии, которая заключается в шифровании информации, стеганография скрывает сам факт наличия сообщения, что делает ее эффективным инструментом для незаметной передачи секретной информации.
Основные методы встраивания информации:
Least Significant Bit (LSB)
Метод LSB является одним из наиболее распространенных и понятных способов стеганографии, который находит широкое применение при скрытом встраивании информации. Давайте более подробно рассмотрим, как работает этот метод:
Принцип работы метода LSB:
- Выбор носителя: В качестве носителя для метода LSB часто используются цифровые медиафайлы, такие как изображения (в форматах BMP, PNG, JPEG и т.д.) или аудиофайлы. Цветовые компоненты пикселей изображения или звуковые семплы аудиофайла содержат информацию, которую мы можем модифицировать для встраивания секретного сообщения.
- Замена битов: При использовании метода LSB, мы заменяем наименее значимые биты (LSB) цветовых компонентов пикселей изображения или звуковых семплов аудиофайла на биты секретного сообщения. Поскольку изменения происходят только в наименее значимых битах, они обычно не видны невооруженным глазом или ухом.
- Незаметность встраивания: Изменения, внесенные в LSB компоненты носителя, не должны серьезно повлиять на его визуальное или звуковое качество. Этот метод обеспечивает незаметность встраиваемой информации на высоком уровне качества носителя.
Преимущества метода LSB:
- Простота реализации.
- Относительная эффективность и незаметность встраивания информации.
- Подходит для широкого спектра мультимедийных файлов.
- Не требует особой подготовки носителя.
Phase Coding
Метод Phase Coding — это один из методов, применяемых в стеганографии для скрытого встраивания информации в звуковые сигналы. Давайте подробнее рассмотрим этот метод:
Принцип работы метода Phase Coding:
- Встраивание информации в фазу сигнала: Phase Coding заключается в изменении фазы звукового сигнала, чтобы скрыто внедрить информацию, не изменяя при этом амплитуду сигнала. Фаза сигнала является важным характеристиком звукового сигнала, и изменения в ней могут быть использованы для кодирования скрытого сообщения.
- Устойчивость к атакам: Один из основных преимуществ метода Phase Coding — это его высокая надежность и устойчивость к различным видам атак. Поскольку изменения в фазе сигнала обычно менее заметны для человеческого слуха, информация, встроенная с помощью этого метода, может быть успешно извлечена даже при различных внешних воздействиях на звуковой сигнал.
- Использование в различных типах звуковых сигналов: Метод Phase Coding может быть применен к различным типам звуковых сигналов, что делает его универсальным инструментом для стеганографических целей. Этот метод может быть использован как для аудиофайлов, так и для передачи информации с помощью звуковых сигналов в реальном времени.
Spread Spectrum
Метод Spread Spectrum — это эффективный метод, используемый в стеганографии для передачи информации с высокой степенью скрытности. Давайте рассмотрим его подробнее:
Принцип работы метода Spread Spectrum:
- Распределение информации по широкому диапазону частот: Основная идея метода Spread Spectrum заключается в распределении информации по широкому диапазону частот. Это делает скрытую информацию практически незаметной при визуальном или звуковом анализе носителя, так как она равномерно распределена и перекрывается с другими сигналами.
- Высокая стойкость к атакам: Особенностью метода Spread Spectrum является его высокая стойкость к различным видам атак. Благодаря распределению информации по широкому спектру частот, скрытая информация оказывается защищенной от методов обнаружения и атак, направленных на выявление скрытых данных.
- Предоставление высокой скрытности: Использование метода Spread Spectrum позволяет передавать информацию с высокой скрытностью. Это означает, что скрытые данные могут быть эффективно переданы и извлечены без привлечения внимания каналов связи или потенциальных злоумышленников.
Стеганография представляет собой мощный инструмент для скрытой передачи информации, который находит применение в различных областях, включая кибербезопасность, медицину и телекоммуникации. Ознакомившись с основными методами встраивания информации в носитель с использованием стеганографии, можно более эффективно обеспечивать безопасность и конфиденциальность данных.
Список литературы
- Построение доверенной вычислительной среды Красов А.В., Гельфанд А.М., Коржик В.И., Котенко И.В., Петрив Р.Б., Сахаров Д.В., Ушаков И.А., Шариков П.И., Юркин Д.В. Санкт-Петербург, 2019.
- Защита информации в центрах обработки данных Десницкий В.А., Сахаров Д.В., Чечулин А.А., Ушаков И.А., Захарова Т.Е. Санкт-Петербург, 2019.
- Криптографические средства защиты информации Красов А.В., Земцов Д.С.
- Инновации. Наука. Образование. 2021. № 48. С. 1629-1632.
- Модель угроз и нарушителя Красов А.В., Миняев А.А., Пешков А.И. Свидетельство о регистрации программы для ЭВМ RU 2020617876, 15.07.2020. Заявка № 2020616749 от 29.06.2020.
- Компьютерные вирусы Штеренберг С.И., Красов А.В., Цветков А.Ю. Том Часть 1. Санкт-Петербург, 2015.