Цифровая стеганография, терминология и области применения

Так как стеганография является очень молодой наукой в не некоторые термины не универсальны.

Цифровая стеганография включает в себя следующие направления:

• 1. встраивание информации с целью ее скрытой передачи.

  2. встраивание цифровых водяных знаков (water-marking).

  3. встраивание идентификационных номеров (fingerprinting).

  4. встраивание заголовков (captioning).

Технология встраивания идентификационных номеров заключается в том, что в защищаемые данные встраивается некоторый номер. Этот номер позволяет отслеживать использование защищаемых данных. Встраивание заголовков может использоваться например для идентификации рентгеновских снимков или нанесения легенды на электронную карту. В общем случае передача стеганографических сообщений осуществляется при помощи стеганосистем.

Как правило стеганосистемы имеют следующую структуру:

Электронная стеганографическая система в которой будет скрываться сообщение называется контейнер. В виде контейнера могут использоваться изображения, аудио, видео и т.п. Существуют 2 основные разновидности контейнера:

• • потоковые

  • фиксированные

Потоковый контейнер представляет из себя некоторую непрерывную последовательность бит. Скрытое сообщение вкладывается в такой контейнер в реальном масштабе времени. Для таких контейнеров заранее не известно хватит ли размера контейнера для передачи скрытого сообщения. Одна из трудностей при использовании таких контейнеров является то, что необходимо осуществлять синхронизацию, то есть определение начала и конца передачи скрытого сообщения.

У фиксированных контейнеров размер и характеристики заранее известны. Это позволяет встраивать скрытые сообщения в него наиболее оптимальном образом. Контейнеры могут быть выбранными, случайными и навязанными.

Выбранный контейнер зависит от страиваемого сообщения.

Навязанный используется тогда, когда лицо, предоставляющее контейнер, подозревает что он используется для передачи скрытых сообщений и желает предотвратить это.

Прекодер – элемент стеганосистемы, которая предназначена для преобразования скрытого сообщения к виду, удобному для встраивания в контейнер. Например: текстовое сообщение встраивается в изображение. В этом случае контейнер представляет из себя двумерный массив бит, а текстовое сообщение одномерный. Предварительно обработка сообщений в большинстве случаях используется с применением ключа. Использование ключа позволяет повысить секретность скрываемого сообщения. Например с помощью ключа задается закон, по которому биты скрываемого сообщения распределяются по контейнеру.

Стеганодекодер – это элемент стеганосистемы, который предназначен для размещения скрытых в контейнере.

Анализатор формата определяет возможность размещения скрытой информации в контейнере. Заполненный контейнер на выходе стеганодекодера поступает в канал связи. На стороне получателя должны быть следующие элементы: анализатор формата определяет формат контейнера, стеганодекодер предназначен для определения скрытого сообщения, в стеганодекодере происходит обнаружений скрытого сообщения.

Во многих моделях стегосистем скрытое сообщение в контейнере рассматривается как некоторый шум, тогда задача обнаружения и выделения скрытого сообщения решается как классическая задача для теории связи. Различают стеганодетекторы предназначенные для обнаружения факта наличия скрытого сообщения и устройство предназначенное для выделений этого сообщений – стеганодекодеры. В зависимости от того какая информация требуется детектору для обнаружения скрытого сообщения стегосиситемы делятся на три класса:

• 1. Открытые

  2. Полузакрытые

  3. Закрытые

Самые распространенные открытые стегосистемы. Аналогичные системам скрытой передачи данных.

Встраивание сообщения в контейнер может производится при помощи ключа – одного или нескольких. Ключ это некоторая псевдослучайная последовательность бит удовлетворяющая некоторым определенным требованиям. Биты ключа могут указывать в случае фиксированных контейнером те места в контейнере в которых размещается скрытое сообщение. В случае потокового биты ключа могут определять позиции или величины интервалов между встраиваемыми битами. Скрытое сообщение в зависимости от того насколько они устойчивы к внешним воздействиям делятся на след. типы:

• 1. Робастные

  2. Полухрупкие (устойчивы к одним воздействиям и не устойчивы к другим) большая часть скрытых сообщений относится к этому типу. Этот вид сообщений специально проектируется таким образом, чтобы быть неустойчивым по отношении к определенного рода операциям. Например в качестве скрытого сообщения может выступать цифровой водяной знак который может быть устойчив к операциям сжатия но запрещает вырезку из него или вставку в него фрагмента.

  3. Хрупкие (разрушаются при незначительное воздействии на контейнер)

Таким образом можно представить след систему классификации систем цифровой стеганографии: