Steganografia jest sztukš ukrywania informacji w sposób, który uniemożliwia wykrycie schowanego przekazu. Głównym celem steganografii jest niewzbudzanie podejrzenia co do istnienia przesyłanej ukrytej wiadomoci.
Słowo STEGANOGRAFIA wywodzi się z języka greckiego, dosłownie znaczy ăukryte pismoÓ.
Zalicza się do niej wiele sekretnych metod komunikacji, które tuszujš fakt istnienia ukrytego przekazu, np. atrament sympatyczny, mikrokropki (zwane w niektórych ródłach mikropunktami), odpowiednie ustawienia liter, podpisy cyfrowe.
Steganografia i kryptografia należš do tej samej rodziny metod bezpiecznego przekazywania informacji. Kryptografia zmienia treć wiadomoci w taki sposób, iż staje się ona nieczytelna dla postronnego obserwatora. Steganografia ukrywa wiadomoć tak, że jest ona niewidoczna. Zaszyfrowany tekst może wzbudzać pewne podejrzenia, w przeciwieństwie do ăniewidzialnej wiadomociÓ stworzonej przy użyciu metod steganografii.
Techniki steganograficzne doskonaliły się wraz z rozwojem technologicznym. Największy jednak przełom nastšpił, gdy do ukrywania informacji zaczęto używać komputerów. Główne zadanie postawione przed steganografiš ukierunkowane było na ochronę praw autorskich. Obecnie bowiem utwory muzyczne, filmy itp. dostępne sš w postaci cyfrowej, a doskonałe kopie tych prac można wykonać szybko i niezmiernie łatwo. Odbywa się to bardzo często z naruszeniem praw autorskich, a tym samym naraża wytwórnie na straty finansowe. Zaczęto więc stosować tzw. cyfrowe znaki wodne, metody polegajšce na ukrywaniu informacji o prawach autorskich w pliku dzieła oraz pozostawianiu na pliku ăcyfrowych odcisków palcówÓ, czyli zamieszczaniu w pliku np. numerów seryjnych lub zbioru cech pozwalajšcych odróżnić kopię pliku od oryginału. Obie te metody prowadzš w rezultacie do wykrycia osób łamišcych prawa autorskie i do wystšpienia przeciwko nim na drogę sšdowš. Metody te wykorzystujš niedoskonałoć ludzkich narzšdów zmysłów odpowiedzialnych za przetwarzanie obrazów.
W dobie komputerów steganografia wykorzystywana jest nie tylko przez producentów do ochrony praw autorskich (np. znaki wodne), ale również przez służby wywiadowcze. Dzisiejsi agenci wywiadu zwykle przekazujš informacje za pomocš ogólnie dostępnych mediów.
Na przełomie wieków ludzie używali przeróżnych metod, aby ukryć przekazywanš informację. Pierwszy udokumentowany i dobrze opisany sposób ukrycia można znaleć w pismach greckiego historyka Herodota (484-425 p.n.e.). W napisanych przez niego ăDziejachÓ można przeczytać, jak despota Histiaus przetrzymywany w areszcie domowym przez króla perskiego Dariusza znalazł prosty sposób na przesłanie informacji do swojego zięcia Arystagorasa do Miletu. Histiaus najpierw dokładnie wygolił głowę jednego z dobrze owłosionych niewolników, a następnie kazał wytatuować posłanie. Gdy tylko niewolnikowi odrosły włosy, wysłał go do swojego szwagra z mało ważnym listem, którego celem było odwrócenie uwagi od ważnej informacji wytatuowanej na głowie. Jest to doskonały przykład zastosowania steganografii. Dla nic niepodejrzewajšcych strażników posłaniec na pierwszy rzut oka nie przenosił żadnych ukrytych wiadomoci. Wystarczyło jednak ponownie ogolić mu głowę, by zobaczyć ukryte przesłanie.
Starożytni Grecy pisali na drewnianych tabliczkach pokrytych woskiem. Aby przekazać wiadomoć, nadawca musiał zeskrobać wosk, napisać wiadomoć na drewnie i pokryć jeszcze raz całš tabliczkę woskiem, tak by wyglšdała na czystš i nienaruszonš.
W starożytnym Egipcie i Chinach w powszechnym użyciu było pisanie tzw. atramentem sympatycznym Đ cieczš, której lad pokazuje się na papierze dopiero po wykonaniu pewnych cile okrelonych czynnoci, np. po ogrzaniu lub pokryciu papieru specyficznym odczynnikiem chemicznym. Jako atrament sympatyczny można wykorzystać wiele zwišzków organicznych, chociażby niektóre soki owocowe (szczególnie popularna jest cytryna) lub mleko.
Na poczštku drugiej wojny wiatowej metody steganograficzne opierały się głównie na atramentach sympatycznych. Zwyczajnie wyglšdajšca litera mogła stanowić częć zupełnie innej wiadomoci ukrytej między wierszami.
W owym czasie stosowano również tzw. wiadomoci o otwartym kodzie. Był to po prostu zwykły tekst brzmišcy niewinnie, traktujšcy o zwykłych zdarzeniach. Jednak wybór pewnych liter z tej pozornie niewinnej wiadomoci pozwalał na odczytanie ukrytej informacji. Dobrym przykładem tego typu wiadomoci jest poniższy tekst wysłany przez niemieckiego szpiega podczas drugiej wojny wiatowej:
Apparently neutralŐs protest is thoroughly discounted and ignored. Isman hard hit. Blockade issue affects pretext for embargo on by-products, ejecting suets and vegetable oils.
Dekodujšc powyższy tekst przez wybranie drugiej litery z każdego słowa otrzymujemy następujšcy ukryty przekaz: Pershing sails from NY June 1. (Pershing wypływa z Nowego Jorku 1 czerwca.)
Techniki ukrywania wiadomoci doskonaliły się wraz z rozwojem technologicznym. Niemcy wynaleli technologię mikrokropek, którš dyrektor FBI J. Edgar Hoover okrelił jako ăarcydzieło wrogiego wywiaduÓ. Mikrokropki sš to fotografie dużej rozdzielczoci (normalnych rozmiarów kartek) zmniejszone do pojedynczej drukowanej kropki, umożliwiajšce przesyłanie dużej iloci informacji Đ zarówno rysunków technicznych, jak i zdjęć, map, druku oraz pisma odręcznego. Wstawiano je do maszynopisu zamiast kropek przy odpowiednich literach. W ten sposób niemieccy szpiedzy przesyłali dokumentację dotyczšcš alianckich umocnień czy raporty na temat ruchu wojsk.
Dzisiejsi agenci wywiadu czy terroryci nie przenoszš już wiadomoci na wytatuowanych głowach. Rzadko też drukujš ogłoszenia w gazetach. Zwykle przekazujš informacje za pomocš ogólnie dostępnych mediów takich jak np. radio, telewizja czy Internet.
Sieć wydaje się idealnym wprost narzędziem dla szpiegów. Miliony anonimowych internautów, niezliczona iloć informacji, strony WWW, które pojawiajš się i za chwilę znikajš Đ wszystko to tworzy chaos, w którym bardzo trudno znaleć ukrytš wiadomoć.
Szybko pojawiła się też cyfrowa forma znanego od tysięcy lat atramentu sympatycznego. Dzi już nikt nie będzie pisał sokiem z cytryny na kartce papieru. Współczenie do ukrycia wiadomoci wykorzystuje się nowoczesne oprogramowanie, które pozwala wpleć dowolnš treć w cyfrowe zdjęcie. Wystarczy póniej takš fotografię umiecić na stronie internetowej powięconej np. naszemu ostatniemu spływowi kajakowemu Czarnš Hańczš. Najbardziej nawet spostrzegawcze osoby nie odkryjš ukrytej treci. Dzieje się tak, gdyż w cyfrowych plikach graficznych mamy do czynienia z nadmiarowociš informacji wizualnej (np. ludzkie oko nie jest w stanie odróżnić aż 256 odcieni szaroci Đ a tyle jest ich standardowo w obrazach szarociowych). Tę włanie nadmiarowoć wykorzystuje się do ukrycia dodatkowych danych. Stosujšc tę technikę można w dowolnym zdjęciu ukryć inne, mniejsze zdjęcie, tekst czy jakškolwiek zapisanš w postaci elektronicznej informację Đ teoretycznie nawet wirusa.
W Internecie można znaleć wiele programów, które oferujš możliwoci ukrywania informacji w plikach graficznych. Różniš się one między sobš nie tylko jakociš wykonywanego kodowania, ale również obsługiwanymi formatami plików i platformami, na które sš przeznaczone. Wiele firm widzšc przyszłoć w tego typu ukrywaniu informacji wypuciło na rynek swoje aplikacje, jednak za używanie ich produktów trzeba zapłacić. Nieraz sš to ceny znacznie przekraczajšce możliwoci przeciętnego użytkownika. Profesjonalne oprogramowanie można znaleć np. na stronach: http://www.digimarc.com lub http://www.signumtech.com. Największš popularnociš cieszš się jednak programy darmowe, które zazwyczaj bez problemu można cišgnšć z Internetu. Do najpopularniejszych aplikacji tego typu należš: StegoDos, White Noise Storm, S-Tools.
W dobie komputerów i cyfrowego przetwarzania danych ze steganografiš można się zetknšć nie tylko w obrazach cyfrowych. Podobnie jak w przypadku plików graficznych, w plikach dwiękowych do ukrywania danych wykorzystuje się naturalne ograniczenia ludzkiej percepcji Đ w tym przypadku narzšdu słuchu przystosowanego do odbioru fal dwiękowych tylko z okrelonego pasma częstotliwoci. Niektórzy naukowcy pokusili się nawet o stworzenie algorytmów ukrywania informacji w czšsteczkach DNA. Nietrudno zauważyć, że steganografia przeżywa obecnie swój renesans i jest dziedzinš, która bardzo dynamicznie się rozwija dajšc tym samym olbrzymie pole do popisu wszystkim zajmujšcym się przetwarzaniem informacji.
Za miesišc zapoznam Państwa z trzema podstawowymi algorytmami steganograficznymi w cyfrowych plikach graficznych (w odcieniach szaroci, kolorowych z paletš kolorów i bez tzw. TrueColor), szczegółowo opiszę, na czym polega nadmiarowoć informacji w nich zawarta i jak można jš wykorzystać do ukrycia informacji w taki sposób, aby ludzkie oko nie zarejestrowało żadnych zmian. cdn.
