Стеганография. История тайнописи

Атака с известным стегоконтейнером

Это более сильная атака, поскольку, располагая стегоконтейнером, но, не зная исходного контейнера, охранник не может однозначно установить факт существования стегоканала. Его задача в этом случае сводится к анализу переданного заключенным контейнера и определению, является ли он стеганографическим или пустым контейнером. Подобную атаку может осуществить активный или злонамеренный противник.

Атака с выбором стегоконтейнера

Такая атака предполагает, что охраннику известно некоторое множество стегоконтейнеров и, возможно, реакция заключенного на некоторые их них. Тогда задача охранника состоит в «навязывании» ему при определенных условиях какого-то конкретного стегоконтейнера и анализе полученного ответа.

Подобная атака может быть осуществлена только при наличии канала с повторением. Ее может реализовать активный или злоумышленный противник.

Атака с известным скрытым сообщением

Возможны по крайней мере 2 варианта рассматриваемой атаки:

— известен стегоконтейнер, соответствующий скрытому сообщению. В этом случае задача охранника состоит в определении секретного ключа (атака может быть осуществлена активным или злонамеренным противником);

— соответствующий скрытому сообщению стегоконтейнер неизвестен. В этом случае задача является сложной и, вообще говоря, может не иметь решения.

Атака с выбором скрытого сообщения

Это самый сильный тип атаки, которую может произвести только злонамеренный противник. Сценарий атаки сводится к следующему: охранник «подбрасывает» известное ему скрытое сообщение одного заключенного и, получив стегоконтейнер с этим сообщением, предназначенное другому, анализирует его с целью установки секретного ключа.

Кроме того, существует ряд атак, направленных на разрушение встроенного сообщения. В основном, данный тип атак применяется для разрушения или удаления ЦВЗ, реже для разрушения встроенного сообщения (хотя далее по тексту используется термин «встроенное сообщение»).

Сжатие с потерей данных

В настоящее время для уменьшения размера файлов повсеместно используют сжатие с потерей данных. Для цифровых изображений наиболее популярно использование формата «JPEG». Однако для многих методов встраивания сообщения преобразование заполненного контейнера может быть фатальным: встроенное сообщение или будет повреждено, или просто потеряно.

Геометрические преобразования

Устойчивость к геометрическим искажениям является непременным требованием, которое предъявляется к стегосистемам. Однако не все существующие на данный момент системы выдерживают такого рода атаки.

Возможно использование следующих геометрических преобразований:

1. Уменьшение размера контейнера путем отрезания граничных областей. Такое преобразование может частично разрушить встроенное сообщение и привести к потере некоторой части информации.

2. Поворот контейнера-изображения даже на незначительный угол может привести к частичному или полному разрушению встроенного сообщения.

3. Масштабирование, в случае которого используются различные коэффициенты масштабирования по горизонтали и вертикали, что также может привести к частичному разрушению встроенного сообщения.

Атаки, направленные на удаление встроенного сообщения

Внесение в заполненный контейнер дополнительного шума неизбежно повлечет за собой потерю сообщения. С другой стороны, операция фильтрации также приводит к уничтожению встроенного сообщения. В этом случае используют либо низкочастотный и высокочастотный фильтры по отдельности, либо оба фильтра совместно.

Также можно использовать изменение гистограммы — растяжение или выравнивание гистограммы, которые иногда используются для компенсации недостаточного освещения.

Комбинированные атаки

Все перечисленные выше атаки, направленные на разрушение или удаление встроенного сообщения, могут комбинироваться друг с другом. Например, можно выровнять гистограмму, а затем преобразовать контейнер в формат «JPEG» или немного обрезать контейнер, а затем провести операцию фильтрации.

Однако не следует забывать, что многократное воздействие может привести к возникновению заметных искажений контейнера. Появление таких искажений может насторожить получателя стегоконтейнера, и участники могут договориться о смене канала стеганографической связи.

В любом случае, прежде чем использовать тот или иной тип атаки, направленный на разрушение встроенного сообщения, необходимо обнаружить стегоканал. Однако применять геометрические атаки к любому файлу, который может использоваться в качестве контейнера, бессмысленно. Во-первых, многие стегосистемы устойчивы к преобразованиям и трансформациям контейнера, а во-вторых, может не хватить вычислительных и человеческих ресурсов.

Атаки на системы ЦВЗ

Рассмотрим типы атак на СЦВЗ, которые могут быть как умышленными, так и неумышленными (непреднамеренными).