- Skrijte tekstoven podatke v naključno sliko in jih nato tudi pravilno izluščite.
Tajne podatke so ljudje že v zgodovini poskusili na več različnih načinov, prav tako lahko podatke skrivamo na računalnikih:
- Skrivanje podatkov na nepričakovanih mestih:
- Na prostem prostoru na disku, ki se nahaja izven določenih razdelkov.
- Na prostem prostoru na navideznih diskih.
- Skrivanje podatkov v dvoumnostih:
- S spreminjanjem vrstnega reda zapisa podatkov v datotečnem sistemu, kjer imamo vozlišča (inode) z tabelo, ki kaže na bloke, ki sestavljajo datoteko. Podatke skrivamo v dvoumnosti tako, da podatke zapišemo podatke v drugem vrstnem redu in tako lahko dobimo nekaj prostora za skrivanje podatkov.
- Izbira strojnih ukazov, saj na primer imata ukaza
mov ax 0inxor ax aximata enak rezultat.
- Skrivanje podatkov s kvarjenjem podatkov:
- V formatih, ki omogočajo majhno izgubo podatkov lahko skrijemo podatke. V slikah, na primer, rahlo spremenimo barvo posameznih pikslov in tako lahko skrijemo podatke.
Steganografija je področje, ki se ukvarja s skrivanjem podatkov v drugih podatkih, medtem ko je kriptografija področje, ki se ukvarja s spreminjanjem podatkov tako, da so neberljivi tretjim osebam. V splošnem združimo oba pristopa, kjer podatke najprej zašifriramo in jih šele nato skrijemo. Na voljo je orodje OpenPuff, ki vam omogoča preizkušanje različnih steganografskih in kriptografskih metod. Ena izmed najbolj poznanih steganografskih metod je skrivanje v najmanj pomemben bit nosilca podatkov v brez izgubnem (lossless) formatu, kjer podatke zapisujemo samo v najmanj pomembne bite. S to metodo v povprečju pokvarimo le 50% najmanj pomembnih bitov. Za izgubne (lossy) formate imamo na voljo druge pristope.
Steganoanaliza predstavlja področje, odkrivanja skritih podatkov s pristopi:
- Pregledovanja entropije.
- Statističnimi metodami.
- Primerjava nosilca podatkov z originalnim nosilcem podatkov.
- Pregledovanje podatkov na najbolj spremenljivih mestih nosilca podatkov.
Sedaj bomo v programskem jeziku python napisali program, ki bo znal skriti besedilo v sliko v brez izgubnem formatu in ga bo znal iz slike tudi izluščiti. Slike je sestavljena iz pikslov, in vsak piksel in barvo določeno na podlagi komponent rdeče, zelene in modre (RGB) barve. Vsaka komponenta je prestavljena z osmimi biti, torej piksel predstavimo z 24 biti. V vsaki komponenti lahko uporabimo najmanj pomemben bit za skrivanje podatkov, torej lahko v en piksel skrijemo 3 bite. V splošnem lahko shranimo v sliko za eno osmino velikosti slike skritih podatkov ($n24/n3 = 1/8$).
Za podatkovni nosilec izberemo poljubno sliko in jo pretvorimo v brez izgubni format .bmp z ukazom convert.
apt update
apt install libpng-dev libjpeg-dev libtiff-dev imagemagick
wget https://i.redd.it/urj7zxd7dt0b1.jpg
convert urj7zxd7dt0b1.jpg image.bmp
Sedaj napišemo naš program, ki je sestavljen iz metode hide, ki skrije sporočilo v slike, metode extract, ki iz slike izlušči skrito sporočilo in metode main, ki požene program.
Metoda hide prejme sporočilo in sliko. Sliko pretvorimo v bajte in ustvarimo novo sliko z enakimi lastnostmi. Skrivnemu sporočilu dodamo na začetek dolžino skrivnega sporočila in nato v zanki zapisujemo skrivno sporočilo v najmanj pomembne bite originalne slike in jih shranjujemo v novo sliko. Metoda na koncu vrne novo sliko v kateri je bilo skrito sporočilo.
Metoda extract prejme sliko iz katere izlušči skrito sporočilo, tako da v zanki bere bajt po bajt in shranjuje najmanj pomembne bite v bajte skritega sporočila. Ko prebere štiri bajte iz njih izlušči dolžino skritega sporočila v bajtih, nato v zanki prebere še celotno skrito sporočilo, ki ga nato vrne.
apt install python3-pillow
nano steganography.py
#!/bin/env python3
from PIL import Image
def hide(hidden_message, original_image):
# Convert image to bytes
image_data = original_image.tobytes()
# New binary variable
new_data = b""
# Create new image of the same type and size as original
new_image = Image.new(original_image.mode, original_image.size)
# Concatenate the length of the hidden message and the hidden message
hidden_message = len(hidden_message).to_bytes(4, byteorder='big') + hidden_message
# Iterate over the image bytes
idx = 0
for i, d in enumerate(image_data):
# Current byte position of the hidden message
byte_position = i // 8
# Current bit position of the hidden message
bit_position = i % 8
# Create bit mask from the current bit position
mask = 1 << bit_position
# Current image byte
next_b = d
# Check if current byte position is still in the hidden message, otherwise break
if byte_position < len(hidden_message):
# Get the value a of the current bit from the current byte of the hidden message
cb = hidden_message[byte_position] & mask
# If value at the current bit is 0 then set the last bit of the current image byte also to zero, otherwise set it to 1
if cb == 0:
next_b = next_b & 0b11111110
else:
next_b = next_b | 0b00000001
else:
break
# Add the modified current image byte to the binary data of the new image.
new_data += next_b.to_bytes(1, "big")
idx = i
# Add all the remaining image bytes to the modified image bytes
new_data += image_data[idx+1:]
# Create new image from binary data and return it
new_image.frombytes(new_data)
return new_image
def extract(image):
# Convert image to bytes
image_data = image.tobytes()
# New binary variable
hidden_message = b""
# Get the length of the image in bytes
length = len(image_data)
# Boolean variable for switching from reading length to data of the hidden message
check = True
# Iterate over the image bytes
for i, c in enumerate(image_data):
# Every 8 bits write them as byte to hidden message variable
if i % 8 == 0:
if i > 0:
hidden_message += next_d.to_bytes(1, "big")
# Set current byte to 0
next_d = 0
# Create mask for the current bit
mask = 1 << (i % 8)
# Check if last bit in the current image byte is 1
if c & 0b00000001:
# Set the current bit to 1
next_d = next_d | mask
# Check if we are still waiting for the length to be read and current length of the hidden>
if check and len(hidden_message) == 4:
# Read the length of the hidden message from 4 bytes as integer
length = i + int.from_bytes(hidden_message, byteorder='big') * 8
# Reset the hidden message variable
hidden_message = b""
# Set the boolean variable to False
check = False
# Check if we have come to the end of the hidden message and break
if length == i:
break
# Return the hidden message
return hidden_message
if __name__ == "__main__":
print("Steganography")
message = "This is the hidden message that I want to hide inside of a picture!"
print("Message to hide: ", message)
original = Image.open("image.bmp")
# original.show()
print("Hiding the message")
new = hide(message.encode("utf-8"), original)
# new.show()
new.save("new.bmp")
print("Extracting the hidden message")
print("Extracted message: ", extract(new))
chmod +x steganography.py
./steganography.py
Sedaj primerjajte vrednosti individualnih pikslov med originalno in spremenjeno sliko s programom Krita.