Гистограммный статистический стегоанализ. Пример практической реализации

Учитывая пожелания читателей и статистику посещаемости для сообщений, этот пост посвящается практической реализации одного из методов стегоанализа (стеганоанализа, steganalysis). Ранее уже приводилось теоретическое обоснование различия гистограмм яркостей цветовых компонент для пустого изображения-контейнера и заполненного стегоизображения.

В русскоязычном интернете невозможно найти хоть какую-нибудь работающую программу для стегоанализа. Однако, теоретические  и практические (коммерческие) разработки в мире шагнули весьма далеко.

Рис. 1 Гистограмма пустого и заполненного изображений 

Не будем отставать и создадим наш собственный скрипт для Matlab, который будет отыскивать последовательное вложение. (Встроить вложение можно, с помощью ранее описанного метода). Метод обнаружения последовательного встраивания будем разрабатывать для 24 битного BMP изображения.
 
По приведенной ранее классификации, описываемый метод стегоанализа относится к

 вероятностным методам, 

 которые в пространственной форме представления изображения 

 с помощью статистического критерия Хи квадрат ищут стеганографические вложения, 
 сделанные определенным алгоритмом.

Прекращено существование крупнейшей ботнет сети.

Согласно сообщениям службы BBC (http://www.bbc.co.uk/news/technology-12772319), благодаря усилиям Microsoft была разрушена спамерская сеть ботнет, содержащая около миллиона инфицированных компьютеров.

Исследователи по вопросам безопасности заявляют, что возможно это была наибольшая сеть компьютеров, зараженная вредоносным программным обеспечением. Не вполне ясно, был ли ботнет Rustock международной сетью. Согласно заявлениям экспертов, после отключения сети она может восстановиться в течение нескольких дней.

«В 2010 году Rustock - совокупность инфицированных машин, был наиболее активным источником спама в интернет. По оценкам экспертов, почти половина всех спамерских сообщений в наиболее интенсивный период – около 200 миллиардов сообщений в день принадлежат Rustock», – говорится в сообщении службы BBC.

Многие типы вредоносного ПО распространяются с высокой скоростью, что ослабляет уверенность пользователей в полной безопасности системы.

Новый алгоритм встраивания ЦВЗ.

(переведено с сайта http://spectrum.ieee.org/...).
Стоит поблагодарить русских шпионов за подогрев интереса к теме стеганографии или методам сокрытия сообщений в внешне безопасных файлах (часто изображениях).

Прошлым летом в США раскрыли русских агентов, которые передавали скрытые сообщения в изображениях. Как сообщал Tech Talk post относительно устаревшая система сделала их легкой целью.

Мицуо Окада, выпускник Киотского университета в Японии продемонстрировал новую стеганографическую систему на Consumer Communications and Networking Conference, которая проходила в этом году. Автор не требует, чтобы его приложение подходило для целей ЦРУ :), однако отмечает, что программу можно использовать и для iPhone.

Стегоанализ с известным контейнером или попиксельное сравнение изображений в Matlab.

Одним из наиболее простых способов стегоанализа является стегоанализ с известным контейнером. Он возможен при наличии исходного изображения. Заведомо пустая картинка сравнивается с той, которая подозревается в содержании скрытой информации. Однако, разницу в один бит (и даже больше) человеческий глаз увидеть не может. Напишем скрипт в системе математического моделирования Matlab, который произведет попиксельное сравнение цветовых компонент изображений и сделает их разницу более очевидной. 

Рис.1 Мурзик без вложений :)

Загружаем изображения в Matlab. Возможен такой случай, когда мы не знаем какой из файлов является пустым, а какой содержит стегосообщение. Поэтому обозначим изображения переменными IMG_1 и IMG_2 без указания, какое из изображений чистое, а какое со встраиванием.

IMG_1_name='./images/murzik.bmp';

IMG_1 = imread(IMG_1_name);

IMG_2_name='./stego_murzik1.bmp';

% IMG_2_name='./stego_murzik2.bmp';

% IMG_2_name='./stego_murzik3.bmp';

IMG_2 = imread(IMG_2_name);

Стеганография в Matlab (извлечение)

Пример извлечения скрытой  информации из графического файла.

Имеем файл BMP – формата со скрытым в его НЗБ (LSB) файлом архива. Процесс сокрытия описан в предыдущем посте.

Для извлечения, как и для внедрения будем использовать систему математического моделирования Matlab. Причины использования Matlab так же описаны в предыдущем посте.

Будем считать, что Matlab запущен и текущим каталогом является каталог с файлом, который содержит скрытое сообщение.

Загружаем в Matlab изображение, которое служит контейнером для скрываемого сообщения:

ext_IMG_name = './stego_murzik2.bmp';

ext_IMG = imread(ext_IMG_name);

Стеганография в Matlab. Пример последовательного вcтраивания в НЗБ. (LSB embedding).

Теория хороша только в случае подтверждения практикой. Так и в вопросах стеганографии знать, что скрываемое сообщение можно поместить в НЗБ (наименее значимые биты), не значит уметь это сделать. Существует несколько готовых стеганографических программ, как платных, так и бесплатных, которые спрячут файл в изображение или аудио. Однако использование таких программ не дает полного контроля над процессом. Куда происходит встраивание? Насколько оно стойко к обнаружению? Насколько изменяется файл?.. На многие подобные вопросы ответа не будет.

Для начала сделаем простой стеганографический скрипт в системе математического моделирования Matlab.

Разработчики стеганографических алгоритмов обратили внимание на VoIP

Польские исследователи разработали стеганографические методы, которые предоставляют возможность скрыть информацию в VoIP (Voice over IP; IP-телефония) трафике.

Сетевая стеганография, т.е. сокрытие информации в сетевом трафике, уже получила некоторое распространение, однако для сокрытия обычно использовался стандартный поток данных. 

Исследователи, Войцех Мазурчек (Wojciech Mazurczyk ) и Кжиштоф Джипйорски (Krzysztof Szczypiorski), предложили три метода для сокрытия информации в голосовом потоке. Подобно другим видам стеганографии, их методы могут быть опасны для организаций из-за риска утечки конфиденциальной информации.