Общие сведения о стеганографии
Стеганография – это способ передачи сообщений, который может скрыть само осуществление связи.
Отличием стеганографии от криптографии, в которой заинтересованные лица могут четко определить выступают ли пересылаемые сообщения как зашифрованный текст, является тот факт, что методики стеганографии могут позволить сформировать секретные сообщения в виде безобидных посланий таким образом, что нельзя даже предположить о существовании встроенного тайного послания.
К стеганографии можно отнести большое количество засекреченных средств трансляции сообщений, например, невидимые чернила, микрофотоснимки, условное расположение знаков, тайные каналы и средства связи на плавающих частотах и так далее. Стеганография обладает своей нишей в реализации безопасности, то есть, она призвана не заменить, а дополнить криптографию. Если скрыть сообщение при помощи методов стеганографии, то это может существенно снизить вероятность того, что сам факт передачи сообщения будет обнаружен. А когда данное сообщение еще и является зашифрованным, то это значит, что оно обладает еще одним, дополнительным уровнем защиты.
Сегодня в период бурного развития компьютерных технологий возникло новое направление стеганографии, а именно, компьютерная (или цифровая) стеганография, направленная на включение сообщений в разные форматы файлов (текстовые, графические, аудио, видео и другие). Поэтому по причине возрастания роли глобальной компьютерной сети, цифровая стеганография приобрела существенную значимость. На текущий момент цифровая стеганография может использоваться для реализации следующих процедур:
- Скрытая пересылка сообщений, которая может использоваться для разных целей.
- Защита конфиденциальных информационных данных от несанкционированного доступа.
- Осуществление преодоления систем мониторинга и управления сетевыми ресурсами.
- Камуфляж программного обеспечения.
- Реализация защиты авторских прав на определенные формы интеллектуальной собственности.
Разработка программной системы стеганографического встраивания информации в цифровое аудио
Для того чтобы выполнить стеганографию на аудиофайлах, а также и для рассмотренных методик стегоанализа, было создано отличное программное обеспечение, которое реализовано в форме пакета Stegora WaveHide. К числу основных понятий стеганографии и стеганоанализа на аудио файлах следует отнести следующие термины:
- Сообщения - любые данные, которые предназначены для передачи.
- Контейнер - исходный файл, который предназначен, для того чтобы скрыть данные (сообщения).
- Стегосообщение - информация, которая встраивается в контейнер.
- Пустой контейнер - исходный файл, не имеющий встроенного сообщения.
- Заполненный контейнер - контейнер, который содержит встроенное сообщение.
- Объем контейнера - самая большая допустимая часть файла, которая пригодна для встраивания (включения) сообщения. Она обладает зависимостью от методики встраивания.
- Процент заполнения контейнера - доля контейнерного объема (для определенного метода встраивания), которая занята встроенным сообщением.
Формат WAVE был выбран из тех соображений, что он идеально подходит для реализации алгоритма LSB (Least Significant Bit, то есть, наименее значимый бит) в силу своей избыточности. В области данных аудио файлов в формате WAVE должны храниться несжатые и никак не модифицированные данные, которые получены прямо с АЦП (аналого-цифрового преобразователя). По этой причине выполнение стеганографических алгоритмов на файлах этого типа является задачей более простой и понятной.
Так как WAVE файлы обладают достаточно большими размерами, то они не применяются для информационного обмена в интернете и для сохранения музыки на мобильных устройствах, таких как, плеер, смартфон и так далее. Файлы формата WAVE применяются там, где нужно сохранять первозданную форму файла высокого качества там, где отсутствуют ограничения на размеры свободного дискового пространства. Например, они применяются на студиях звукозаписи в программах, предназначенных для редактирования аудио, где следует экономить время на сжатие и распаковку данных. WAVE (Waveform Audio File Format) был сформирован инженерами Microsoft и Intel в середине 1991-го года. Он проектировался как стандартный формат сохранения звуковых данных в операционной системе Windows 3.1. WAVE-файл имеет в своем составе заголовок, в котором описан формат и все характеристики аудио файла, и собственно области звуковых данных.
Для задачи стеганографии и стегоанализа фрагмент data, то есть, область звуковых данных, является аналоговым сигналом. Совокупность значений фрагмента data и может считаться главным источником внимания, для того чтобы организовать вложения, в том числе методом LSB. Звук представляет собой колебания, которые при оцифровке преобразуются в ступенчатый вид. Данный вид объясняется тем, что компьютер способен воспроизвести в каждый небольшой промежуток времени звук определенной амплитуды (громкости) и данный короткий момент совсем не является бесконечно коротким. Продолжительность данного промежутка определяется частотой дискретизации. К примеру, имеется файл при частоте дискретизации 44.1 КГц, это означает, что этот самый короткий промежуток времени равняется 1/44100 секунды (это вытекает из размерности величины, равной Гц = 1/с). Современные звуковые карты способны поддерживать частоту дискретизации до 192 КГц. Образец дискретизации звука показан на рисунке ниже.
Рисунок 1. Образец дискретизации звука. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ
Амплитудой называется громкость звука в определенные момент времени.
