- •Компьютерная стеганография
- •Глава 1. Место стеганографических систем в сфере
- •Глава 2. Особенности построения стеганографических систем 18
- •Глава 3. Принципы стеганографического анализа 33
- •Глава 4. Пропускная способность каналов передачи
- •Глава 5 Стеганографические методы скрытия данных и их реализация в системе МathCad 70
- •Перечень условных сокращений
- •Вступление
- •1.1. Атаки на информацию, обрабатываемую в автоматизированных системах
- •Глава 1 Место стеганографических систем в сфере информационной безопасности
- •1.2. Категории информационной безопасности
- •1.3. Возможные варианты защиты информации в автоматизированных системах
- •Глава 2 Особенности построения стеганографических систем
- •2.1. Предмет, терминология и сферы применения стеганографии
- •2.2. Проблема устойчивости стеганографических систем
- •2.3. Структурная схема и математическая модель типичной стеганосистемы
- •2.4. Протоколы стеганографических систем
- •2.4.1. Бесключевые стеганосистемы
- •2.4.2. Стеганосистемы с секретным ключом
- •2.4.3. Стеганосистемы с открытым ключом .
- •2.4.4. Смешанные стеганосистемы
- •2.5. Выводы
- •Глава 3 Принципы стеганографического анализа
- •3.1. Вступительные положения
- •3.2. Виды атак на стеганографическую систему
- •3.3. Основные этапы практического стеганоанализа
- •3.4. Оценка качества стеганоситемы
- •3.5. Абсолютно надежная стеганосистема
- •3.6. Устойчивость стеганосистем к пассивным атакам
- •3.7. Активные и злонамеренные атаки
- •3.8. Устойчивость стеганографической системы к активным атакам
- •3.9. Сознательно открытый стеганографических канал
- •3.10. Выводы
- •Глава 4 Пропускная способность каналов передачи скрываемых данных
- •4.1. Понятие пропускной способности
- •4.2. Информационное скрытие при активном противодействии нарушителя
- •4.2.1. Формулировка задачи информационного скрытия при активном противодействии нарушителя
- •4.2.2. Скрывающее преобразование
- •4.2.3. Атакующее воздействие
- •4.3. Скрытая пропускная способность при активном противодействии нарушителя
- •4.3.1. Основная теорема информационного скрытия при активном противодействии нарушителя
- •4.3.2. Свойства скрытой пропускной способности стеганоканала
- •4.3.3. Комментарии полученных результатов
- •4.4. Двоичная стеганосистема передачи скрываемых сообщений
- •4.5. Выводы
- •Глава 5 Стеганографические методы скрытия данных и их реализация в системе MathCad
- •5.1. Вступительные положения
- •5.2. Классификация методов скрытия данных
- •5.3. Скрытие данных в неподвижных изображениях
- •5.3.1. Основные свойства 3сч, которые необходимо учитывать при построении стеганоалгоритмов
- •5.3.2. Скрытие данных в пространственной области
- •5.3.2.1. Метод замены наименее значащего бита
- •5.3.2.2. Метод псевдослучайного интервала
- •5.3.2.3. Метод псевдослучайной перестановки
- •5.3.2.4. Метод блочного скрытия
- •5.3.2.5. Методы замены палитры
- •5.3.2.6. Метод квантования изображения
- •5.3.2.7. Метод Куттера-Джордана-Боссена
- •5.3.2.8. Метод Дармстедтера-Делейгла-Квисквотера-Макка
- •Разбиение зон на категории
- •Правила встраивания бит сообщения
- •Извлечение встроенной информации
- •5.3.2.9. Другие методы скрытия данных в пространственной области
- •5.3.3. Скрытие данных в частотной области изображения
- •5.3.3.1. Метод относительной замены величин коэффициентов дкп (метод Коха и Жао)
- •5.3.3.2. Метод Бенгама-Мемона-Эо-Юнг
- •5.3.3.3. Метод Хсу и By
- •5.3.3.4. Метод Фридрих
- •5.3.4. Методы расширения спектра
- •5.3.5. Другие методы скрытия данных в неподвижных изображениях.
- •5.3.6.1. Статистические методы
- •5.3.5.2. Структурные методы
- •5.4. Скрытие данных в аудиосигналах
- •5.4.1. Кодирование наименее значащих бит (временная область)
- •5.4.2. Метод фазового кодирования (частотная область)
- •5.4.3. Метод расширения спектра (временная область)
- •5.4.4. Скрытие данных с использованием эхо-сигнала
- •5.5. Скрытие данных в тексте
- •5.5.1. Методы произвольного интервала
- •5.5.1.1. Метод изменения интервала между предложениями
- •5.5.1.2. Метод изменения количества пробелов в конце текстовых строк
- •5.5.1.3. Метод изменения количества пробелов между словами выровненного по ширине текста
- •5.5.2. Синтаксические и семантические методы
- •5.6. Системные требования
- •5.7. Выводы
- •Заключение
Глава 1 Место стеганографических систем в сфере информационной безопасности
1.1. Атаки на информацию, обрабатываемую в автоматизированных системах
Системообразующими факторами во всех сферах национальной безопасности являются уровень развития и безопасность информационного пространства. Они активно влияют на состояние политической, экономической, оборонной и других составляющих национальной безопасности страны.
Информационная безопасность, зашита которой, наряду с суверенитетом, территориальной целостностью и экономической безопасностью, является важнейшей функцией государства, достигается путем разработки современного законодательства, внедрения современных безопасных информационных технологий, построением функционально полной национальной инфраструктуры, формированием и развитием информационных отношений и т.п.
Так, закон Украины "О защите информации в информационно-телекоммуникационных системах" [33] предлагает следующее определение понятия "защита информации" в информационных, телекоммуникационных и информационно-телекоммуникационных системах: это деятельность, направленная на предотвращение несанкционированных действий относительно информации в указанных системах. Отдельным видом защиты информации является техническая защита, реализованная с помощью инженерно-технических мероприятий и/или программных и технических средств, которые делают невозможными утечку, уничтожение и блокирование (невозможность доступа) информации, нарушение целостности (изменение содержимого) и режима доступа к информации. Доступом к информации является получение пользователем (физическим или юридическим лицом) возможности обрабатывать информацию в системе. Действия, которые производятся с нарушением порядка доступа к информации, установленного согласно законодательства, являются несанкционированными.
Неоднозначным, по мнению специалистов, является трактовка понятия "атака на информацию", поскольку последняя, особенно в электронном виде, может быть представлена сотнями разнообразных видов. Информацией можно считать и отдельный файл, и базу данных, и лишь одну запись в ней, и целый программный комплекс. На сегодняшний день все эти объекты подвергаются или могут быть подвергнуты атакам со стороны некоторого лица (группы лиц) — нарушителя.
При хранении, поддержке и предоставлении доступа к любому информационному объекту его владелец (или уполномоченное им лицо) накладывает (явно или самоочевидно) набор правил по работе с ним. Преднамеренное их нарушение и классифицируется как атака на информацию [34-37].
С массовой компьютеризацией всех сфер, деятельности, человека объем информации, хранимой в электронном виде, возрос в тысячи раз. Это, в свою очередь, значительно повысило риск утечки информации, в результате чего поздняя становится известной (доступной) субъектам, не имеющим права доступа к ней. С появлением компьютерных сетей даже отсутствие физического доступа перестало быть гарантией сохранности информации.
Рассмотрим возможные последствия атак на информацию; в первую очередь - экономические потери:
• раскрытие коммерческой информации может привести к значительным прямым убыткам;
• сведения о похищении большого объема информации существенно влияют на репутацию организации, косвенно приводя к потерям в объемах торговых операций;
• если похищение осталось незамеченным, конкуренты могут воспользоваться этим с целью полного разорения организаций, навязывая ей фиктивные или убыточные соглашения;
• к убыткам может привести и простая подмена информации как на этапе ее передачи, так и на этапе хранения внутри организации.
Совершенно очевидно, что атаки на информацию могут причинить и огромный моральный вред, учитывая возможную конфиденциальность сведений.
По данным исследовательской группы CNews Analytics, специализирующейся на исследованиях рынков информационных технологий и телекоммуникаций, глобальный экономический убыток от компьютерных преступлений, которые так или иначе связаны с атакой на информацию, в 2002 г. составил около 49,2 млрд.$, а в 2003 г. только за август— $8,23 млрд. (16160 атак). В 2004 г., считают аналитики этой же группы, суммарные экономические потери составили от $300 млрд. до $400 млрд. [38]. Учитывая общую тенденцию можно сделать вывод о возрастании количества компьютерных преступлений и в нашей стране.
Исследовательский центр DataPro Research Соrp. [39] приводит следующую картину распределения основных причин потери или повреждения информации в компьютерных сетях:
• 52% — неумышленные действия персонала;
• 10% — отказ оборудования;
• 15% — пожары;
• 10% — затопления.
Что же касается преднамеренных действий, то по данным того же исследования, главный мотив компьютерных преступлений — похищение денег с электронных счетов (44%). Далее следуют похищение секретной информации (16%), повреждение программного обеспечения (16%), фальсификация информации (12%), заказ услуг на чужой счет (10%). Среди тех, кто был исполнителем указанных действий,— текущий кадровый состав учреждений (81%), посторонние лица (13%),бывшие работники этих же учреждений (6%).
Ясно, что в такой ситуации особое внимание должно отводиться созданию информационных систем, защищенных от разнообразных угроз. Но при этом в процессе проектирования и создания таких систем возникает целый ряд проблем, основными из которых являются:
• сложность интеграции определенных функций безопасности в элементы архитектуры системы;
• сложность формирования исчерпывающего набора необходимых и достаточных требований безопасности;
• отсутствие общепринятых методов проектирования систем безопасности.
Особенностями проектирования архитектуры системы обеспечения безопасности информации, как, наверное, и других сложных многофакторных систем, является множественность параметров, которые необходимо учитывать, и которые тяжело зафиксировать; постоянный рост количества угроз информационной безопасности, при этом большинство существующих решении (например, таких как экранирование и VPN) учитывают только часть проблем обеспечения безопасности информации, а используемые методы, в основном, сводятся к использованию определенного перечня продуктов.
