Стеганография или еще один шаг на пути ЗИ
Когда в V веке до н. э. тиран Гистий, находясь под надзором царя Дария в Сузах, должен был послать секретное сообщение своему родственнику в анатолийский город Милет, он побрил наголо своего раба и вытатуировал послание на его голове. Когда волосы снова отросли, раб отправился в путь. Так Геродот описывает один из первых случаев применения в древнем мире стеганографии — искусства скрытого письма.
Искусство развивалось, превратившись в науку, помогавшую людям на протяжении многих веков скрывать от посторонних глаз сам факт передачи информации. Еще древние римляне писали между строк невидимыми чернилами, в качестве которых использовались фруктовые соки, моча, молоко и некоторых другие натуральные вещества. Их опыт не был забыт: наверное, многие помнят, как в советских школах детям рассказывали о вожде всех гегемонов, не к ночи будет помянут, который писал, кажется молоком, между строк обычного письма нечто важное своим соратникам. При нагревании невидимый текст проявлялся. Так что не будь стеганографии, возможно не было бы и октябрьского переворота. Уж лучше бы не было стеганографии… Но не будем о грустном. Во время второй мировой войны немцами применялась «микроточка», представлявшая из себя микрофотографию размером с типографскую точку, которая при увеличении давала четкое изображение печатной страницы стандартного размера. Такая точка или несколько точек вклеивались в обыкновенное письмо, и, помимо сложности обнаружения, обладали способностью передавать большие объемы информации, включая чертежи.
Распространение стеганографии во время войны и тотальная шпиономания вызвали появление многих цензурных ограничений, которые сегодня могут вызвать лишь улыбку. В США были запрещены к международной почтовой пересылке шахматные партии, инструкции по вязанию и шитью, вырезки из газет, детские рисунки. Запрещалось посылать телеграммы с указанием доставить определенный сорт цветов к определенной дате, а впоследствии американским и английским правительствами были запрещены вообще все международные телеграммы, касающиеся доставки и заказа цветов. Как обстояли дела с международной почтой в СССР, рассказывать думаю не надо.
Развитие компьютерной технологии и средств коммуникации сделали бесполезными подобные ограничения. Сегодня каждый может воспользоваться теми преимуществами, которые дает стеганография как в области скрытой передачи информации, что особенно полезно в странах, где существует запрет на стойкие средства криптографии, так и в области защиты авторских прав. Те, кто интересются более подробной информацией о стеганографии, могут отправиться сюда http://www.petitcolas.net/fabien/steganography/. Мы же окинем взглядом практические применения этой науки.
По сути компьютерная стеганография базируется на следующих двух принципах:
1. Файлы, содержащие оцифрованное изображение или звук, могут быть до некоторой степени видоизменены без потери функциональности, в отличие от других типов данных, требующих абсолютной точности.
2. Неспособность органов чувств человека различить незначительные изменения в цвете изображения или качестве звука, что особенно легко использовать применительно объекту, несущему избыточную информацию, будь то 16-битный звук, 8-битное или еще лучше 24-битное изображение. Если речь идет об изображении, то изменение значений наименее важных битов, отвечающих за цвет пиксела, не приводит к сколь-нибудь заметному для человека изменению цвета.
Обычно перед тем как информация скрывается от посторонних глаз — стеганографируется, она еще и шифруется криптоалгоритмами, тем самым уменьшается вероятность взлома защищаемых данных.
Цифровые водяные знаки как вариант Стеганографии
Если рассматривать коммерческие приложения стеганографии, то одним из наиболее перспективных направлений ее развития видится digital watermarking, т. е. создание невидимых глазу водяных знаков для защиты авторских прав на графические и аудио файлы. Такие помещенные в файл цифровые водяные знаки могут быть распознаны специальными программами, которые извлекут из файла много полезной информации: когда создан файл, кто владеет авторскими правами, как вступить в контакт с автором и т. п. При том повальном воровстве, которое происходит в Интернете, польза этой технологии очевидна.
Сегодня на рынке существует довольно много фирм, предлагающих продукты для создания и детектирования водяных знаков. Один из лидеров — фирма Digimarc (http://www.digimarc.com/), программы которой, если верить предоставленной самой фирмой информации, установили себе более миллиона пользователей. Фирма предлагает сгрузить с сайта PictureMarc, подключаемый модуль для Photoshop и СorelDraw, или отдельно стоящий ReadMarc. Дальше все просто: открываем в любимой программе графический файл и считываем скрытую информацию, если она, конечно, там есть. Можно получить и свой индивидуальный Creator ID (сроком на один год — бесплатно) и подписывать собственные опусы перед из размещением в сети, что и делают многочисленные клиенты: дизайнеры, художники, онлайновые галереи, журнал Плейбой. А дальше продукт для корпоративных пользователей MarcSpider будет ползать по паутине, просматривая все картинки, и сообщать владельцу об их незаконном использовании. Мне правда сложно представить, чтобы кто-то мог позариться на картинки из Плейбоя и разместить их у себя на сайте с коммерческой целью, поскольку привлечь они могут только детей младшего школьного возраста, но это уже личное дело издателей.
Казалось бы, наступает золотая эра честности, авторы больше не страдают от воровства, воры берут в руки фотоаппараты, кисти, мыши и учатся творить прекрасное в Photoshop’е… и вот тут некритичность файлов с изображениями к некоторым видоизменениям играет с ними плохую шутку. Несмотря на все заверения создателей соответствующих продуктов, цифровые водяные знаки оказались нестойкими. Они могут перенести многое — изменение яркости и контраста, использование спецэффектов, даже печать и последующее сканирование, но они не могут перенести хитрое воздействие специальных программ-стирателей, как StirMark (http://www.cl.cam.ac.uk/users/fapp2/steganography/image_watermarking/stirmark/) и UnZign (http://www.altern.org/watermark/), которые вскоре появились в Интернете, причем очевидно не с целью насолить фирме Digimarc, Signum Technologies (http://www.signumtech.com/) и другим, а для того, чтобы дать пользователям возможность сделать правильный выбор, основываясь на независимой оценке стойкости водяных знаков. А оценка эта на сегодняшний день малоутешительна — водяные знаки всех производителей уничтожаются без заметного ухудшения качества изображения.