Основними методами захисту мультимедіа інформації є алгоритми, які основані на стеганографії. Стеганографія є наукою, яка забезпечує обмін інформацією таким чином, що ховається сам факт існування секретного зв'язку. Вона не замінює криптографію (шифрування даних), а доповнює її ще одним рівнем безпеки. При обробці даних стеганографічні методами, відбувається приховування переданої інформації в інших об'єктах (файлах, дисках і т. п.) таким чином, щоб сторонні особи не здогадувалися про існування прихованого секретного повідомлення. Крім прихованої передачі повідомлень, стеганографія є одним із самих перспективних напрямків, що використовуються для аутентифікації і маркування авторської продукції. Ця інформація зазвичай впроваджується як в графічні та аудіо файли, так і в захищені програмні продукти.

У сучасної комп'ютерної стеганографії існує два основних типи файлів: повідомлення - файл, який призначений для приховування, і контейнер - файл, який може бути використаний для приховування в ньому повідомлення. При цьому контейнери бувають двох типів. Контейнер-оригінал (або "порожній" контейнер) - це контейнер, який не містить прихованої інформації. Контейнер-результат (або "заповнений" контейнер) - це контейнер, який містить приховану інформацію. Під ключем розуміється секретний елемент, який визначає порядок (алгоритм) занесення повідомлення в контейнер.

Використовуючи в якості контейнера графічні файли, можна вбудовувати не тільки текстову інформацію, але й зображення, і інші файли.

Єдиною умовою є те, що обсяг зашифрованого малюнка не повинен перевищувати розмір зображення-сховища. Для досягнення цієї мети кожна програма використовує свою технологію, але всі вони зводяться до заміни певних пікселів у зображенні.

Цифрове зображення являє собою матрицю пікселів. Найчастіше секретне повідомлення або ЦВЗ спочатку шифрується з використанням криптографічного методу на базі секретного ключа.

Необхідно уникати фотографій з великими областями дуже яскравих і чорного кольорів. На таких картинках великі області у вихідному файлі мають колірні складові 255 та 0, відповідно і стегобайти будуть характерно виділятися при перегляді файлу в кодах своїми 254 і 1. 73 При використанні стеганографічних систем слід пам'ятати, що чим більше інформації вбудовується у файл-контейнер, тим менша надійність системи.

Одним з методів сучасної стеганографіі є прийом стохастичною модуляції. На прикладі графічного файлу він представляється наступним чином.

Повідомлення, яке необхідно надіслати, позначимо M, що складається з послідовних 1 і -1 (логічний 0).

Спочатку визначається імовірнісна функція P(X, S) (-1,1), що дорівнює 0 тільки при S = 0. Вона також повинна задовільняти властивості антисимметричності для всіх X:

Ця властивість корисна в тих випадках, коли значення X + S або XS виходять за допустимий діапазон значень.

При накладенні секретної інформації пікселі проходять у псевдовипадковій послідовності, побудованої за допомогою генератора випадкових чисел з розподілом, який співпадає з розподілом шуму, який буде накладений на зображення. Така послідовність називається стегошумом. При генерації використовується спеціальний стегоключ.

Для кожної точки X генерується випадкове число s. Якщо S відмінно від нуля, то якщо

значення пиксела замінюється на X + S, якщо

то значення замінюється на XS. Формально процес приховування є

Так як, саме зображення і стегошум Si не залежать від секретного повідомлення, то сигнал

є псевдовипадковою послідовністю 1 і -1. Таким чином, VI має такі ж статистичні властивості, що й стегошум.

Для вилучення зашифрованого повідомлення генерується стегошум по тому ж стегоключу, що і при кодуванні. Застосовуючи імовірнісну функцію P до пікселів зображення, отримуємо секретне повідомлення, сформоване з ненульових значень

У розглянутому вище методі використовується тільки один стегошум Si, який додається або віднімається з значень пиксела відповідно до йомовірносної функції.

Можливо отримати більший обсяг прихованої інформації з тими ж шумовими характеристиками. Покращений метод стохастичної модуляції використовує відразу два стегошума, додаючи до значень пікселів зображення завжди або один стегошум, або інший, грунтуючись знову на збігу біт повідомлення u1080 і йомовірносної функції. Цей метод працює для стегошума з довільним йомовірнісним розподілом.

Метод стохастичною модуляції можна також застосовувати для зображень, отриманих за допомогою пристроїв, шум яких залежить від змісту зображення.

Існує досить багато програмних продуктів, які застосовуються для цілей стеганографіі і реалізують, як правило, засоби впровадження секретних даних у графічні, звукові і відео файли. Багато з них безкоштовні або умовно-безкоштовні. Найбільш популярні з них EZStego, DiSi-Steganograph, Steganos та ін Користування більшістю з них зводиться до натисканням декількох кнопок у вікнах діалогу - достатньо вибрати файл - повідомлення, який потрібно приховати, а потім файл - приймач даних, у якому передбачається приховати дані (його ємність повинна бути достатня для зберігання впроваджених даних) і натиснути на кнопку OK.

Литература

1. Jessica Fridrich and Miroslav Goljan Digital image steganography using stochastic modulation, 2003

2. http://www.pgpru.com/Biblioteka/steganografija

3. Биків Р.Е., Фрайер Р., Іванов К.В., Манцветов А.А. Цифрове перетворення зображень: Навчальний посібник для вузів. - М., 2003. - 228с.

© Ларионова К.Е. 2009