Помощь студентам в учебе
СТЕГАНОГРАФИЯ И СТЕГАНОАНАЛИЗ НА АУДИО ФАЙЛАХ
|
Введение 4
1 Основные понятия стеганографии и стегоанализа на аудио 6
файлах 6
1.1 6
Основные определения 6
1.2 7
Выбор формата аудио файла 7
1.3
Описание стандарта WAVE 8
1.3.1
структура WAVE файла 10
1.3.2 1..2..
заголовок WAVE файла 12
1.3.3 1..2..
пример чтения заголовка из конкретного 12
WAVE файла 12
1.3.4 1..3..
определение области встраивания сообщений и необходимые понятия 14
2
методы стеганографии для аудио файлов 15
2.1
Методы, исторически предлагаемые для стеганографии на аудио файлах 15
2.1.1 1..5..
широкополосное кодирование 16
2.1.2 1..7..
фазовое кодирование 17
2.1.3 1..9..
хо-кодирование
2.2 1..9..
современные методы сокрытия сообщений 19
2.2.1 2..0..
метод LSB
3 2..1..
обзор существующего ПО для стеганографии в аудио 21
файлах
3.1 2..2..
общие (желаемые) требования к реализации 22
2
стеганографических методов для аудио файлов 27
3.2 2..7..
существующее ПО
4 3..4..
существующие методы и ПО стегоанализа в WAVE
файлах
4.1 3..7..
поиск в фазовой области аудиоданных 39
4.2 4..0..
Стегоанализ на основе алгоритмов сжатия 42
4.3
существующее ПО для стегоанализа
5
разработка приложения для стеганографии на аудио файлах
5.1
Назначение и структура ПО
5.2
Программная структура пакета и процедуры
5.3
Описание стеганографического блока программы...
5.4
Процедура извлечения стегосообщения из файла..
6
описание стегоналитического блока программы
6.1 Описание разработанного подхода стегоанализа
6.1.1 Тестирование базы файлов на предмет
вложений с помощью частотного анализа
6.2 Метод стегоанализа аудио файлов на основе
алгоритмов сжатия
6.2.1 Замечания и недостатки стегоанализа на основе
алгоритма сжатия, изложенного в работе [8]
6.2.2 Реализация метода стегоанализа на основе
алгоритма сжатия
6.2.3 Тестирование базы файлов на предмет вложений с помощью метода, основанном на
алгоритме сжатия
6.3 Сравнительный вывод по рассматриваемым методам стегоанализа
Заключение
Список использованных источников
Приложение
1 Основные понятия стеганографии и стегоанализа на аудио 6
файлах 6
1.1 6
Основные определения 6
1.2 7
Выбор формата аудио файла 7
1.3
Описание стандарта WAVE 8
1.3.1
структура WAVE файла 10
1.3.2 1..2..
заголовок WAVE файла 12
1.3.3 1..2..
пример чтения заголовка из конкретного 12
WAVE файла 12
1.3.4 1..3..
определение области встраивания сообщений и необходимые понятия 14
2
методы стеганографии для аудио файлов 15
2.1
Методы, исторически предлагаемые для стеганографии на аудио файлах 15
2.1.1 1..5..
широкополосное кодирование 16
2.1.2 1..7..
фазовое кодирование 17
2.1.3 1..9..
хо-кодирование
2.2 1..9..
современные методы сокрытия сообщений 19
2.2.1 2..0..
метод LSB
3 2..1..
обзор существующего ПО для стеганографии в аудио 21
файлах
3.1 2..2..
общие (желаемые) требования к реализации 22
2
стеганографических методов для аудио файлов 27
3.2 2..7..
существующее ПО
4 3..4..
существующие методы и ПО стегоанализа в WAVE
файлах
4.1 3..7..
поиск в фазовой области аудиоданных 39
4.2 4..0..
Стегоанализ на основе алгоритмов сжатия 42
4.3
существующее ПО для стегоанализа
5
разработка приложения для стеганографии на аудио файлах
5.1
Назначение и структура ПО
5.2
Программная структура пакета и процедуры
5.3
Описание стеганографического блока программы...
5.4
Процедура извлечения стегосообщения из файла..
6
описание стегоналитического блока программы
6.1 Описание разработанного подхода стегоанализа
6.1.1 Тестирование базы файлов на предмет
вложений с помощью частотного анализа
6.2 Метод стегоанализа аудио файлов на основе
алгоритмов сжатия
6.2.1 Замечания и недостатки стегоанализа на основе
алгоритма сжатия, изложенного в работе [8]
6.2.2 Реализация метода стегоанализа на основе
алгоритма сжатия
6.2.3 Тестирование базы файлов на предмет вложений с помощью метода, основанном на
алгоритме сжатия
6.3 Сравнительный вывод по рассматриваемым методам стегоанализа
Заключение
Список использованных источников
Приложение
Стеганография - это метод передачи сообщений, который собственно скрывает само наличие связи. В отличие от криптографии, где заинтересованное лицо точно может определить является ли передаваемое сообщение зашифрованным текстом, методы стеганографии позволяют встраивать секретные сообщения в безобидные послания так, чтобы невозможно было заподозрить существование встроенного тайного послания.
Слово "стеганография" в переводе с греческого буквально означает "тайнопись" (steganos - секрет, тайна; graphy - запись). К ней относится огромное множество секретных средств передачи сообщений, таких как невидимые чернила, микрофотоснимки, условное расположение знаков, тайные каналы и средства связи на плавающих частотах и т. д.
Стеганография занимает свою нишу в обеспечении безопасности: она не заменяет, а дополняет криптографию. Сокрытие сообщения методами стеганографии значительно снижает вероятность обнаружения самого факта передачи сообщения. А если это сообщение к тому же зашифровано, то оно имеет еще один, дополнительный, уровень защиты [1].
Стеганография берет свое начало в древней Греции. Первые упоминания о реализации скрытой связи были найдены в летописи Геродота, написанной в V веке до нашей эры. В ней был описан метод незаметной передачи посланий, применявшийся в войне между Персией и Грецией. Сам метод заключался в следующем. В древние времена для письма использовались дощечки, покрытые воском. Для скрытой передачи сообщения с дощечки соскабливался воск, сообщение писалось прямо по дереву, затем воск наносился заново [2].
В настоящее время в связи с бурным развитием компьютерных технологий появилось новое направление стеганографии - компьютерная (или цифровая) стеганография, которая направлена на встраивание сообщений в различные типы файлов (текстовых, графических, аудио, видео и др.). В связи с возрастанием роли глобальных компьютерных сетей цифровая стеганография приобретает большую значимость. Анализ источников сети Internet позволяет сделать вывод [3], что в настоящий момент цифровая стеганография используется для следующего:
1. Скрытая передача сообщений, используемая для различных целей;
2. Защита конфиденциальной информации от несанкционированного доступа;
3. Преодоление систем мониторинга и управления сетевыми ресурсами;
4. Камуфлирование ПО;
5. Защита авторского права на определенные виды интеллектуальной собственности.
В настоящее время разрабатываются новые методы компьютерной стеганографии, основанные на особенностях представления информации в цифровом виде. Часть этих методов использует модификацию палитры, неточность устройств оцифровки, избыточность аудио и видео файлов и др. подходы [4].
Несмотря на бурное развитие стеганографических методов, в свободном доступе имеется недостаточно ПО для стеганографии в аудио файлах. Проблема связана с тем, что методы вложения информации в аудио файлы разных битностей несколько различны. В настоящее время не существует универсальных программных решений для работы с аудио файлами разных битностей. В данной работе разрабатывается такое ПО.
Цифровая стеганография может использоваться и для криминальных целей. К примеру, в пособии по обучению террориста «Технологичный муджахид, учебное пособие для джихада»[5] присутствует глава, посвященная стеганографии. В связи с этим большую актуальность приобретает стегоанализ.
Стегоанализ - наука о выявлении факта передачи скрытой информации [6]. Предпринимаются попытки решения задач стегоанализа, в частности, для графических файлов[7]. Однако, общих подходов обнаружения скрытых вложений для всех типов файлов пока что не создано. В настоящей работе также рассматриваются и эти задачи. Рассматривается метод стегоанализа, основанный на сжатии файлов, а также предложен новый метод, основанный на частотном анализе.
Для стеганографии на аудиофайлах и для рассмотренных методов стегоанализа разработано оригинальное программное обеспечение, реализованное в виде пакета Stegora WaveHide.
Слово "стеганография" в переводе с греческого буквально означает "тайнопись" (steganos - секрет, тайна; graphy - запись). К ней относится огромное множество секретных средств передачи сообщений, таких как невидимые чернила, микрофотоснимки, условное расположение знаков, тайные каналы и средства связи на плавающих частотах и т. д.
Стеганография занимает свою нишу в обеспечении безопасности: она не заменяет, а дополняет криптографию. Сокрытие сообщения методами стеганографии значительно снижает вероятность обнаружения самого факта передачи сообщения. А если это сообщение к тому же зашифровано, то оно имеет еще один, дополнительный, уровень защиты [1].
Стеганография берет свое начало в древней Греции. Первые упоминания о реализации скрытой связи были найдены в летописи Геродота, написанной в V веке до нашей эры. В ней был описан метод незаметной передачи посланий, применявшийся в войне между Персией и Грецией. Сам метод заключался в следующем. В древние времена для письма использовались дощечки, покрытые воском. Для скрытой передачи сообщения с дощечки соскабливался воск, сообщение писалось прямо по дереву, затем воск наносился заново [2].
В настоящее время в связи с бурным развитием компьютерных технологий появилось новое направление стеганографии - компьютерная (или цифровая) стеганография, которая направлена на встраивание сообщений в различные типы файлов (текстовых, графических, аудио, видео и др.). В связи с возрастанием роли глобальных компьютерных сетей цифровая стеганография приобретает большую значимость. Анализ источников сети Internet позволяет сделать вывод [3], что в настоящий момент цифровая стеганография используется для следующего:
1. Скрытая передача сообщений, используемая для различных целей;
2. Защита конфиденциальной информации от несанкционированного доступа;
3. Преодоление систем мониторинга и управления сетевыми ресурсами;
4. Камуфлирование ПО;
5. Защита авторского права на определенные виды интеллектуальной собственности.
В настоящее время разрабатываются новые методы компьютерной стеганографии, основанные на особенностях представления информации в цифровом виде. Часть этих методов использует модификацию палитры, неточность устройств оцифровки, избыточность аудио и видео файлов и др. подходы [4].
Несмотря на бурное развитие стеганографических методов, в свободном доступе имеется недостаточно ПО для стеганографии в аудио файлах. Проблема связана с тем, что методы вложения информации в аудио файлы разных битностей несколько различны. В настоящее время не существует универсальных программных решений для работы с аудио файлами разных битностей. В данной работе разрабатывается такое ПО.
Цифровая стеганография может использоваться и для криминальных целей. К примеру, в пособии по обучению террориста «Технологичный муджахид, учебное пособие для джихада»[5] присутствует глава, посвященная стеганографии. В связи с этим большую актуальность приобретает стегоанализ.
Стегоанализ - наука о выявлении факта передачи скрытой информации [6]. Предпринимаются попытки решения задач стегоанализа, в частности, для графических файлов[7]. Однако, общих подходов обнаружения скрытых вложений для всех типов файлов пока что не создано. В настоящей работе также рассматриваются и эти задачи. Рассматривается метод стегоанализа, основанный на сжатии файлов, а также предложен новый метод, основанный на частотном анализе.
Для стеганографии на аудиофайлах и для рассмотренных методов стегоанализа разработано оригинальное программное обеспечение, реализованное в виде пакета Stegora WaveHide.
В настоящей бакалаврской работе рассмотрена проблема стеганографии и стегоанализа на аудио файлах и получены следующие результаты:
Сделан обзор существующего программного обеспечения для сокрытия информации в WAVE файлах, который показал, что на данный момент в свободном доступе отсутствует ПО, удовлетворяющее требованиям к стеганографическому ПО на аудио файлах.
Разработано приложение (пакет Stegora WaveHide) для стеганографического сокрытия данных в аудио файлах формата WAVE с помощью метода LSB (Least Significant Bit, Наименьший Значащий Бит). Приложение поддерживает WAVE файлы любой битности, частоты дискретизации, определяет объем контейнера и реазует многотомность. Также реализован алгоритм извлечения скрытых данных. Шифрование данных перед сокрытием производится с помощью алгоритма XOR. Приложение отвечает всем требованиям, поставленным к стеганографическому программному обеспечению и может использоваться для сокрытия данных в аудио файлах формата WAVE.
Также в настоящей работе рассмотрена проблема стегоанализа в аудио файлах формата WAVE, предложена собственная методика для определения наличия стеганографических вложений в аудио файлах на основе статистических тестов последовательностей младших бит. Разработанная методика позволяет обнаруживать вложения, сделанные с помощью алгоритма LSB, в некоторые виды аудио файлов формата WAVE. В будущем планируется усовершенствовать данную методику и расширить ее на все виды аудио файлов.
Для сравнительного анализа в работе реализован алгоритм стегоанализа в аудио файлах на основе известного метода, основанного на алгоритме сжатия, описанного в статье [8].
Проведен сравнительный анализ этих двух подходов к обнаружению вложений. Обнаружены их относительные достоинства и недостатки .
Дальнейшее развитие данной работы заключается в усовершенствовании разработанного программного обеспечения для стеганографии в аудио файлах формата WAVE, разработке универсального метода для определения вложений в аудио файлы. Также планируется рассмотреть данную проблему на видео файлах.
Сделан обзор существующего программного обеспечения для сокрытия информации в WAVE файлах, который показал, что на данный момент в свободном доступе отсутствует ПО, удовлетворяющее требованиям к стеганографическому ПО на аудио файлах.
Разработано приложение (пакет Stegora WaveHide) для стеганографического сокрытия данных в аудио файлах формата WAVE с помощью метода LSB (Least Significant Bit, Наименьший Значащий Бит). Приложение поддерживает WAVE файлы любой битности, частоты дискретизации, определяет объем контейнера и реазует многотомность. Также реализован алгоритм извлечения скрытых данных. Шифрование данных перед сокрытием производится с помощью алгоритма XOR. Приложение отвечает всем требованиям, поставленным к стеганографическому программному обеспечению и может использоваться для сокрытия данных в аудио файлах формата WAVE.
Также в настоящей работе рассмотрена проблема стегоанализа в аудио файлах формата WAVE, предложена собственная методика для определения наличия стеганографических вложений в аудио файлах на основе статистических тестов последовательностей младших бит. Разработанная методика позволяет обнаруживать вложения, сделанные с помощью алгоритма LSB, в некоторые виды аудио файлов формата WAVE. В будущем планируется усовершенствовать данную методику и расширить ее на все виды аудио файлов.
Для сравнительного анализа в работе реализован алгоритм стегоанализа в аудио файлах на основе известного метода, основанного на алгоритме сжатия, описанного в статье [8].
Проведен сравнительный анализ этих двух подходов к обнаружению вложений. Обнаружены их относительные достоинства и недостатки .
Дальнейшее развитие данной работы заключается в усовершенствовании разработанного программного обеспечения для стеганографии в аудио файлах формата WAVE, разработке универсального метода для определения вложений в аудио файлы. Также планируется рассмотреть данную проблему на видео файлах.