Григорий Емельянов – Курс «Стеганографические методы защиты информации» (страница 3)

Рисунок 4 – «ГОСТ Р 53113.2—2009»

Данные стандарты можно найти в свободном доступе в Интернете, они описывают возможное использование стеганографии в злоумышленных целях и приводят меры и средства защиты от угроз, а также способы, выявляющие скрытые каналы передачи данных (стегоанализ). Основной посыл направлен на объяснения по выявлению неоднозначностей в программном обеспечении, системах, сетях, коммуникациях и т. д. Даже вредоносное программное обеспечение, которое отправляет похищенные данные злоумышленникам, также является стеганографией. Эти стандарты не описывают методы использования стеганографии в целях защиты информации. Под скрытыми каналами понимаются не только сетевые скрытые каналы, но и все способы, описанные далее по курсу, в том числе, например, шифрование послания в изображении и передача контейнера любым способом будет являться скрытым каналом передачи информации. Помимо стандартов, «ФСТЭК России» обозначила угрозу передачи данных по скрытым каналам в своём «Банке данных угроз»:

– «ФСТЭК России» «УБИ.111»: «Угроза передачи данных по скрытым каналам».

Задачи стеганографии

Здесь важно отметить, что чаще всего стеганография используется спецслужбами государств и преступниками для обеспечения скрытой связи (в т. ч. хакерами), а также в научных работах и CTF-соревнованиях. В коммерческом секторе стеганография используется крайне редко.

Задач может быть много, мы обозначим основные из них:

– Скрытая связь. Военные и разведывательные данные, а также случаи, когда криптографию применять нельзя. Связь в преступных целях (например, террористы).

– Скрытое хранение информации.

– Защита от копирования. Электронная коммерция, контроль за копированием, распространение мультимедийной информации, водяные знаки. Решает вопросы авторского права.

– Скрытая аннотация документов. Медицинские снимки, картография, мультимедийные базы данных.

– Аутентификация. Системы видеонаблюдения, электронной коммерции, электронного конфиденциального делопроизводства.

– Преодоление систем мониторинга и защиты, управления сетевыми ресурсами.

Классификация по задачам, приведённая здесь, также является довольно исчерпывающей.

Сортировка

Расположите в правильном порядке от большего к меньшему местоположение метода (зашифровка послания в изображении) в науке.

Расположите элементы списка в правильном порядке. Баллы за задачу: 1.

– Информационная

– Стеганография

– Цифровая

– Тайнопись

– Зашифровка послания в изображении

– Программное обеспечение (подмена битов)

– Компьютерная

Теоретические основы

Графические зависимости

Говоря о стеганографии, практически всегда подразумевают именно практическую реализацию. В учёном сообществе мало разобрана тема общей теории стеганографии, на чём она построена, какие бывают модели связей. Без разбора теории невозможно прийти к новому и совершенному, невозможно созидать. Если говорить о математической составляющей стеганографии, то она тоже, как правило, описывают практическую реализацию и её стороны.

Скрытность и подозрительность вещи взаимосвязанные. Эту связь Вы можете увидеть на графике (рис. 5). Здесь Вы видите уникальную информацию, разработанную автором курса, после обсуждения её с авторитетным криптографом-учёным. Чем больше человек что-то скрывает, тем более он подозрителен в глазах других (в большинстве случаев). В обратную сторону, чем больше человек открыто говорит о своих (возможно злонамеренных) планах, тем также вызывает больше подозрений.

Комментарий учёного-криптографа: «Подозрительность стремится несоразмерно скрытности, в то время как скрытность может увеличиваться более интенсивными шагами, а подозрительность достигнет своего лимита при определённой координате скрытности. Это будет более похоже на log от y. Вкратце это может звучать так, что увеличивать скрытность мы можем до бесконечности, но вот на определённом этапе скрытности мы достигнем пика подозрительности». Именно поэтому график (x) в положительной и отрицательной частях, на определённом этапе останется на месте, даже если скрытность будет увеличиваться.

Ещё стоит отметить небольшое возвышение графика возле нуля: здесь подразумевается, что при свойственной обычному человеку небольшой скрытности подозрительность повышаться практически не будет.

Рисунок 5 – Взаимосвязь скрытности и подозрительности

На рисунке 6 представлена взаимосвязь скрытности и безопасности. Чем больше скрытность, тем больше безопасность. В обратную сторону работает точно так же.

Рисунок 6 – Взаимосвязь скрытности и безопасности

Помимо этого стоит упомянуть, что ранее была разработана модель идеальной стегосистемы (по Кашену): здесь даётся хорошее объяснение на русском языке: [34].

Представляем Вашему вниманию новую усовершенствованную классификацию Стеганографии от автора курса! Ссылка ниже. https://github.com/emelyagr/Classification-of-steganography.

Общая теория стеганографии: [32].

Модели скрытой связи

Простые модели скрытой связи между двумя людьми можно посмотреть на рисунке 7. Они могут перетекать из одной в другую или смешиваться, иметь другие формы (Серёжа видит и распознаёт; Катя не видит и т. д.), но в наиболее разобранном виде успешная передача или запутывание выглядят так.

Рисунок 7 – Успешные модели скрытой связи

Описание рисунка 7:

– Гриша отправляет скрытое сообщение (послание) Кате, Серёжа его видит, но не может распознать (размаскировать).

– Гриша отправляет скрытое сообщение (послание) Кате, Серёжа его не видит.

– Гриша отправляет ложное (скрытое / не скрытое) сообщение (послание) Кате, Серёжа видит ложное сообщение (может распознать / не может распознать). Другими словами, мусорный трафик.

Более подробно о скрытых видах связи и анонимных коммуникациях Вы можете почитать в Интернете: Геннадий Коваленко (@number571) – «Общая теория анонимных коммуникаций. Второе издание».

Сопоставление

Сопоставьте графические зависимости друг с другом.

Сопоставьте значения из двух списков. Баллы за задачу: 1.

ГЛАВА 2. Классическая стеганография

Химическая

Органические жидкости

На каждом этапе, для упрощения, мы будем напоминать, где конкретно мы находимся в нашей с Вами классификации (рис. 8). К химическим методам также отнесём методы биологические. К химико-физическим методам можно отнести создание специальных объектов, проходя через которых, свет будет преломляться в определённом виде, порядке, цвете и т. д.

Данный и последующий материал раздела взят с данных веб-сайтов – [1], [2].

Рисунок 8 – Химическая стеганография

Невидимые чернила бывают двух видов органические жидкости и симпатические химикалии. К органическим жидкостям можно отнести мочу, молоко, уксус и фруктовые соки, которые становятся зримыми в результате незначительного нагревания (рис. 9). Лимоны также использовались в качестве органических чернил арабами около 600 года нашей эры и в 16 веке в Европе (рис. 10).

Рисунок 9 – Проявление химикатов в определённом порядке

Рисунок 10 – Лимон как чернила

На рисунке 11 отображены чернила и их проявители.

Рисунок 11 – Чернила и их проявители

Симпатические химикалии

Источник: [1].

Симпатические (невидимые) чернила – чернила, записи которыми являются изначально невидимыми и становятся видимыми только при определённых условиях (нагрев, освещение, химический проявитель и т. д.).

Одним из наиболее распространённых методов классической стеганографии является использование симпатических чернил. Обычно процесс записи осуществляется следующим образом: первый слой – наносится важная запись невидимыми чернилами, второй слой – ничего не значащая запись видимыми чернилами.

Симпатические чернила представляют собой химические растворы, бесцветные после высыхания, но образующие видимое соединение после обработки другим химикалием (реагентом). Например, если разведчик пишет железным купоросом, то текст невидим, пока его не обработают раствором цианата калия, после чего образуется берлинская лазурь, вещество, обладающее очень красивым цветом. Искусство изготовления хороших чернил для тайнописи состоит в том, чтобы найти вещество, которое реагировало бы с минимальным количеством химикалий (лучше всего лишь с одним).

Ультрафиолетовая ручка (рис. 12). С ее помощью можно написать невидимый текст. Прочитать его удастся, только если воспользоваться специальным фонариком. Миниатюрный источник света излучает ультрафиолетовые лучи, под которыми написанное невидимыми чернилами моментально проявляется. Других вариантов прочитать такой текст не существует.

Рисунок 12 – Ультрафиолетовая ручка

Ещё в I веке н. э. Филон Александрийский описал рецепт симпатических чернил из сока чернильных орешков, для проявления которых требовался раствор железомедной соли. Овидий предлагал использовать молоко в качестве невидимых чернил (проявляется после нагрева). Невидимые чернила продолжали использоваться как в средневековье, так и в новейшее время, например, в письмах русских революционеров из тюрем. Секретный текст, написанный молоком между строк внешне безобидного обычного письма, проявлялся при проглаживании бумаги горячим утюгом.

Печатные массивы микробов

Данный материал взят с ресурса Учебная и научная деятельность Анисимова Владимира Викторовича – [3].