ВВЕДЕНИЕ 3
1. ОСНОВЫ СТЕГАНОГРАФИИ 5
1.1. Стеганография и ее классификация 5
1.2. Цифровая стеганография 7
2. АУДИО СТЕГАНОГРАФИЯ 12
3. ФОРМАТ ВНЕДРЯЕМЫХ ИЗОБРАЖЕНИЙ 15
3.1. Выбор подходящего формата внедряемых изображений 15
3.2. Генерирование битового представления сообщения 17
3.3. Использование кодов Хаффмана 18
4. МЕТОД LSB 22
5. МЕТОД МОДИФИКАЦИИ КОЭФФИЦИЕНТОВ ФУРЬЕ 25
6. ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕЗУЛЬТАТЫ 29
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 32
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
Стеганография - это метод передачи или хранения информации, с сохранением в тайне самого факта наличия информации. В настоящее время, в эпоху Интернет-технологий, становятся все более популярными методы цифровой стеганографии, позволяющей скрывать данные внутри различных мультимедиа файлов. Данная работа концентрируется на внедрении изображений внутри аудиофайлов.
В первой главе рассматриваются основы и базовые понятия стеганографии, а также цифровой стеганографии в частности, затрагиваются моменты, которые необходимо учитывать при разработке систем стеганографии. Вторая глава подробнее рассказывает про особенности аудио стеганографии, о преимуществах, которые она несет в себе по сравнению с более популярной на данной момент стеганографией, базирующейся на изображениях[2]. Также в главе были изучены критерии, которые необходимо учитывать в процессе внедрения информации (прослушиваемость, уровень SNR[5]) и некоторые другие детали, такие как выбранный формат аудиофайла и прочее.
В третьей главе определяется формат внедряемых изображений. впрочем, хотя название работы и гласит о внедрении растровых изображений, но благодаря специфичности внедряемых данных (схем, чертежей и различных планов), растровые изображения подобного рода могут быть относительно легко преобразованы в векторные в виде скриптов MetaPost[1]. После определения формата изображений в главе также поднимается вопрос о битовом представлении данных для возможности внедрения и использовании кодов Хаффмана для данных целей.
Главы 4 и 5 описывают использованные в работе методы, их достоинства и недостатки. Глава 4 рассказывает о методе LSB (Less Significant Bit), простом и эффективном методе внедрения информации, не требующем наличия оригинала в процессе извлечения, но при этом крайне хрупким [6]. А в главе 5 в свою очередь раскрывается более интересный и перспективный метод модифицирования коэффициентов Фурье с использованием чисел Фибоначчи [3]. Данный метод обладает высокой устойчивостью к возможным модификациям (т.е. атакам), а также не требует наличия оригинального файла-исходника, что для методов подобного рода является большим достоинством.
В главе 6 рассматриваются практические результаты использования скриптов MetaPost вместо растровых исходников, а также проводится прямое тестирование реализованных методов внедрения между собой. Также в данном разделе была рассмотрена атака второго метода с помощью MP3- преобразования. А в заключении подводится итог исследований, делаются выводы о достигнутых результатах, рассматриваются возможные перспективы методов, а также даются рекомендации к использованию того или иного метода.
Все рассмотренные методы были реализованы на языке Python с использованием библиотек scipy и numpy[9]. Данная комбинация покрывает все необходимые требования к инструментарию и обеспечивает множество возможностей для прямой работы с аудиофайлами. Среда разработки - Pycharm Community Edition 2016. Конвертация звуковых файлов проводилась с помощью бесплатного программного обеспечения Freemake Audio Converter.
Рассмотренные методы показали, что аудистеганография обладает большим потенциалом в области секретного хранения информации благодаря повышенной емкости звуковых контейнеров, а использование скриптов MetaPost позволило решить проблему с излишне высокими размерами сообщений, не жертвуя какой-либо существенной частью данных. Что же до рассмотренных методов, выбор зависит исключительно от ситуации. При необходимости передачи более емких сообщений с минимизацией уровня шумов и при минимальных вероятностях атак, следует применять метод LSB с последующей конвертацией WAV-файла в формат FLAC. А если же вероятность атак может быть высока, следует применять метод с модификацией значений модуля, а затем применить преобразование в формат MP3. Но при использовании данного метода необходимо точно подбирать необходимое значение коэффициента дублирования и общее число модифицируемых коэффициентов Фурье в выбранном диапазоне частот для внедрения. И стоит отметить, что все это дается ценой сильного снижения емкости контейнера и исключения некоторой части возможных исходников. Но все же, несмотря на данные недостатки, этот метод следует считать приоритетным при выборе и более перспективным.
