סטגנוגרפיה של LSB

פעם כתבתי את שלי פוסט ראשון ברכזת. והפוסט הזה הוקדש לבעיה מעניינת מאוד, כלומר סטגנוגרפיה. כמובן, הפתרון המוצע באותו נושא ישן אינו יכול להיקרא סטגנוגרפיה במובן האמיתי של המילה. זה רק משחק עם פורמטים של קבצים, אבל בכל זאת משחק די מעניין.

היום ננסה לחפור קצת יותר לעומק ולהסתכל על אלגוריתם LSB. אם אתה מעוניין, אתה מוזמן תחת חתול. (מתחת לקיצוץ יש תעבורה: בערך מגה בייט.)

קודם כל, יש צורך לעשות הקדמה קצרה. כולם יודעים שמטרת ההצפנה היא לאפשר לקרוא מידע סודי. כמובן שלקריפטוגרפיה יש את היישומים שלה, אבל יש גישה אחרת להגנה על נתונים. אנחנו לא צריכים להצפין את המידע, אלא להעמיד פנים שאין לנו אותו. זו בדיוק הסיבה שהסטגנוגרפיה הומצאה. ויקיפדיה מבטיחה לנו ש"סטגנוגרפיה (מהיוונית στεγανοσ - מוסתר ומהיוונית γραφω - אני כותב, פשוטו כמשמעו "כתיבה סודית") היא המדע של העברת מידע נסתרת על ידי שמירת עצם ההעברה בסוד.

כמובן, אף אחד לא אוסר על שילוב שיטות קריפטוגרפיות וסטגנוגרפיות. יתרה מכך, בפועל הם עושים זאת, אבל המשימה שלנו היא להבין את היסודות. אם תלמד היטב את המאמר בוויקיפדיה, תגלה שאלגוריתמים סטגנוגרפיים כוללים את מה שנקרא. מיכל ומסר. קונטיינר הוא כל מידע שעוזר להסתיר את ההודעה הסודית שלנו.

במקרה שלנו, הקונטיינר יהיה תמונה בפורמט BMP. ראשית, בואו נסתכל על המבנה של הקובץ הזה. ניתן לחלק את הקובץ ל-4 חלקים: כותרת קובץ, כותרת תמונה, פלטה והתמונה עצמה. למטרותינו, עלינו לדעת רק מה כתוב בכותרת.

שני הבתים הראשונים של הכותרת הם חתימת BM, לאחר מכן גודל הקובץ בבתים נכתב במילה כפולה, 4 הבתים הבאים שמורים וחייבים להכיל אפסים, ולבסוף, מילה כפולה נוספת מכילה את ההיסט מתחילת ה- הקובץ לבייטים בפועל של התמונה. בקובץ bmp של 24 סיביות, כל פיקסל מקודד בשלושה בתים של BGR.

עכשיו אנחנו יודעים איך להגיע לתמונה, כל שנותר הוא להבין איך אפשר לכתוב שם את המידע שאנחנו צריכים. בשביל זה נזדקק לשיטת LSB. מהות השיטה היא כדלקמן: אנו מחליפים את הביטים הפחות משמעותיים בבייטים האחראים על קידוד הצבע. נניח שאם הבית הבא של ההודעה הסודית שלנו הוא 11001011, והבתים בתמונה הם...11101100 01001110 01111100 0101100111... אז הקידוד ייראה כך. נפצל את בייט ההודעה הסודית ל-4 חלקים של שני סיביות: 11, 00, 10, 11, ונחליף את הביטים מסדר נמוך של התמונה בפרגמנטים המתקבלים: ...11101111 01001100 01111110 0101100111…. תחליף כזה בדרך כלל אינו מורגש לעין האנושית. יתר על כן, התקני פלט ישנים רבים אפילו לא יוכלו להציג שינויים מינוריים כאלה.

ברור שאתה יכול לשנות לא רק את 2 הביטים הפחות משמעותיים, אלא כל מספר מהם. יש את התבנית הבאה: ככל שנשנה יותר ביטים, כך נוכל להסתיר יותר מידע, וכך זה יגרום ליותר הפרעות בתמונה המקורית. לדוגמה, הנה שתי תמונות:

למרות מאמצי, לא הצלחתי לראות את ההבדל ביניהם, אבל בכל זאת, בתמונה השנייה, בשיטה המתוארת, מסתתר שירו ​​של לואיס קרול "הציד של הסנרק". אם קראתם עד כאן, כנראה שאתם מעוניינים ללמוד על היישום. זה די פשוט, אבל אני אזהיר אותך מיד שהכל נעשה בדלפי. יש לכך שתי סיבות: 1. אני חושב שדלפי היא שפה טובה; 2. התוכנית הזו נולדה בתהליך של הכנת קורס על יסודות הראייה הממוחשבת, והחבר'ה להם אני מלמד את הקורס הזה עדיין לא יודעים כלום מלבד דלפי. למי שלא מכיר את התחביר, צריך להסביר דבר אחד: shl x הוא תזוזה סיבית שמאלה על ידי x, shr x היא הזזה סיבית ימינה על ידי x.

אנו מניחים שאנו כותבים טקסט המאוחסן במחרוזת לתוך המיכל ומחליפים את שני הבתים התחתונים:
קוד הקלטה:

עבור i:=1 ל- length(str) do
    להתחיל
      l1:=byte(str[i]) shr 6;
      l2:=byte(str[i]) shl 2; l2:=l2 shr 6;
      l3:=byte(str[i]) shl 4; l3:=l3 shr 6;
      l4:=byte(str[i]) shl 6; l4:=l4 shr 6;
 
      f.ReadBuffer(tmp,1);
      f.Position:=f.Position-1;
      tmp:=((tmp shr 2) shl 2)+l1;
      f.WriteBuffer(tmp,1);
 
      f.ReadBuffer(tmp,1);
      f.Position:=f.Position-1;
      tmp:=((tmp shr 2) shl 2)+l2;
      f.WriteBuffer(tmp,1);
 
      f.ReadBuffer(tmp,1);
      f.Position:=f.Position-1;
      tmp:=((tmp shr 2) shl 2)+l3;
      f.WriteBuffer(tmp,1);
 
      f.ReadBuffer(tmp,1);
      f.Position:=f.Position-1;
      tmp:=((tmp shr 2) shl 2)+l4;
      f.WriteBuffer(tmp,1);
 
    הסוף;

קוד לקריאה:

עבור i:=1 ל-MsgSize do
    להתחיל
      f.ReadBuffer(tmp,1);
      l1:=tmp shl 6;
      f.ReadBuffer(tmp,1);
      l2:=tmp shl 6; l2:=l2 shr 2;
      f.ReadBuffer(tmp,1);
      l3:=tmp shl 6; l3:=l3 shr 4;
      f.ReadBuffer(tmp,1);
      l4:=tmp shl 6; l4:=l4 shr 6;
      str:=str+char(l1+l2+l3+l4);
    הסוף;

ובכן, לעצלנים באמת - קישור לתוכנית ולקוד המקור שלה.

תודה.

מקור: www.habr.com