Steganografija

Marjan Kodelja: Steganography.
Sporočila je danes mogoče skriti povsod: v računalniške datoteke, zaglavja paketkov v komunikacijskem omrežju ali v vse druge oblike digitalnih zapisov.

Vladavina angleške kraljica Elizabete bi bila verjetno krajša, če za njeno varnost ne bi skrbel zelo sposoben protiobveščevalec sir Francis Walsingham. Ugotovil je, da so zarotniki načrtovali atentat na kraljico, saj so hoteli na njeno mesto postaviti škotsko kraljico Marijo. Spletel je mrežo dvojnih vohunov in prepričal zarotnike, da so si pisma izmenjevali v sodih za pivo. Walsinghamovi vohuni so pisma neopazno prestrezali in dešifrirali ter na koncu zbrali dovolj dokazov, da je bila Marija vpletena v veleizdajo. Epilog je znan. Nesojena kraljica je izgubila glavo. 

Zgodba opisuje največjo težavo vsakega vohuna: kako poslati zbrane informacije, ne da bi pri tem izgubil glavo. Šifriranje ni idealna rešitev, saj so bila takšna sporočila vedno sumljiva. Zato so vladarji in vojskovodje že zelo zgodaj začeli uporabljati drugačne metode – skrivati (maskirati) sporočila v navidezno nedolžno komunikacijo. 

Rimski vojaški poveljniki so kurirju obrili glavo, na kožo vtetovirali skrivno sporočilo in počakali, da so mu lasje spet zrasli, preden so ga odposlali na tajno nalogo. Kamuflaža je delovala, dokler zanjo niso izvedeli nasprotniki in začeli vsem ujetim kurirjem briti glave. Pozneje so se razvile še druge metode skrivanja sporočil. Prva so bila nevidna črnila (limonin sok), sledilo je naprednejše skrivanje črk med vrstice običajnega nesumljivega pisma. Skrivanje ali maskiranje sporočil v nedolžne vsebine pa je postalo skoraj posebna znanstvena disciplina: steganografija.

Slika 1: Skrivanje informacij v notnem zapisu. Gasper Schott je vsaki črki v abecedi dodelil eno noto. Izobraženi glasbenik bi se verjetno začudil, a večina ljudi tako ali tako ni znala in še vedno ne zna brati notnega zapisa.
Slika 1: Skrivanje informacij v notnem zapisu. Gasper Schott je vsaki črki v abecedi dodelil eno noto. Izobraženi glasbenik bi se verjetno začudil, a večina ljudi tako ali tako ni znala in še vedno ne zna brati notnega zapisa.
Skrita sporočila v fotografijah

Z razmahom računalništva, digitalizacije in interneta je steganografija stopila v novo dobo. Sporočila je danes mogoče skriti povsod: v računalniške datoteke, zaglavja paketkov v komunikacijskem omrežju ali v vse druge oblike digitalnih zapisov. Še zlasti priljubljene so fotografije, saj po svetovnem spletu kroži na milijarde posnetkov, med katere ni težko vriniti tajnega sporočila. Takšna fotografija lahko pove več kot tisoč besed. 

Ta možnost ni samo teoretska. Pred približno desetimi leti so preiskovalci ugotovili, da so si člani teroristične organizacije Al Kaida pošiljali tajna sporočila prav po fotografijah. Takrat so policisti razbili tudi eno večjih pedofilskih mrež in prav tako ugotovili, da je osumljenec v nedolžnih fotografskih albumih skrival pedofilske fotografije. Šele strokovnjak za računalniško forenziko je v njih našel skrito otroško pornografijo in osumljenec je postal obsojenec. Steganografije pa ne uporabljajo samo kriminalci, teroristi, vohuni in lovci na poslovne skrivnosti. Politični oporečniki lahko z elektronsko kamuflažo varneje širijo informacije o dogodkih v svojih državah, ne da bi jih skrbela aretacija ali še kaj hujšega. 

Načinov skrivanja sporočil v datotekah je več, najosnovnejši pa sta metodi vrivanja in zamenjave. 

Pri prvi dodamo v datoteko, največkrat za oznako konec datoteke (eof), dodatne podatke, ki pa jih pri običajni uporabi datoteke ne vidimo. Dobra stran metode je, da lahko z njo skrijemo sporočilo poljubne dolžine. Vendar vrivanje nujno poveča dolžino datoteke, zato lahko hitro zaznamo vsiljivca, če jo primerjamo z izvirno datoteko. Zato so strokovnjaki razvili še metodo, ki datoteke ne poveča, temveč jo neopazno spremeni. 

Metoda zamenjave ničesar ne doda, temveč določi bite podatkov, ki so manj pomembni (lbs), in jih zamenja z biti skritega sporočila. Delovanje te metode je najbolje predstaviti s preprostim primerom skrivanja sporočila v slikovno datoteko (raster bmp) z barvno globino 24 bitov. V tem primeru je vsaka točka opisana s tremi zlogi (byte), ki določajo delež barv rbg. Vzeli smo štiri točke poljubne fotografije, dobili 12 zlogov, v katera smo skrili dvanajstbitno sporočilo. Ker zamenjava poteka na ravni bitov, smo številke zapisali binarno. Skrito sporočilo je 100101111001.

Zadnji biti v vseh devetih zlogih nosijo skrito sporočilo, spremembe pa so le na štirih mestih. Pa tudi te ne vplivajo veliko, saj se barva posamezne pike tako malo spremeni, da tega s človeškim očesom ni mogoče opaziti. Razlika v barvi bi bila večja, če bi sporočilo skrili v pomembnejših bitih (denimo na levi strani vsakega binarnega števila) ali če bi bilo sporočilo daljše in bi zato morali spremeniti več bitov. Podobno je tudi pri slikovnih datotekah z osembitno barvno globino (gif). Le da lahko vanjo shranimo manj podatkov in so napake bolj očitne. Zelo podobno je mogoče skriti sporočila tudi v zvočne datoteke, saj zamenjava manj pomembnih bitov ne vpliva na zvok. Spremembe so namreč tako majhne, da jih človeško uho ne zazna.

Takšno skrito sporočilo je zelo občutljivo za spreminjanje datotek. Stiskanje v format jpeg ali mp3 bi uničilo tajno informacijo, saj stiskanje izpusti ali premeče izvirni zapis. Precej omejitev je treba upoštevati tudi pri dolžini skritega sporočila, saj vsak dodatni znak poveča velikost datoteke ali poveča verjetnost zaznavnih napak v slikovnem ali zvočnem zapisu. 

Iskanje skritih sporočil

Stegoanaliza je vse prej kot preprosta. Njena naloga je odkrivanje skritih sporočil v različnih medijih, temelji pa na statističnih analizah. Osnovna metoda je zgolj teoretična in v praksi redko uresničljiva, saj moramo primerjati izvirno datoteko s spremenjeno, v kateri je skrito sporočilo. Iz primerjave dolžine datotek in zaporedja posameznih bitov je mogoče ugotoviti nepravilnosti in najti skrivno informacijo. Vendar izvirne datoteke skoraj nikoli nimamo na voljo, saj jo izkušeni pošiljatelji takoj nepovratno izbrišejo, zato primerjava ni več mogoča. 

Precej lažje je najti sporočila, ki niso dobro skrita – če se zdi, da je s fotografijo nekaj narobe ali zvok ne zveni čisto pravilno. V teh primerih je mogoče uporabiti statistične analize palete barv in zvočnih vzorcev (za ugotavljanje zamenjave) ali seštevati informacije v datoteki, če je bitov morda preveč (kar kaže na vrivanje). Stegoanaliza je uspešnejša pri znanih algoritmih stiskanja in metodah prenosa skritih sporočil, veliko težje pa jo je zaznati, če je uporabljena neznana metoda. Poleg tega je zaznavanje skritega sporočila šele prvi korak, saj so informacije praviloma šifrirane in jih ni mogoče prebrati brez šifrirnega ključa. 

Steganografija je zelo učinkovita metoda za skrivanje sporočil, saj je kljub hitremu napredku računalništva in razvoju statistične analize težko analizirati vse selfieje in druge digitalne podobe, ki se pretakajo po svetovnem spletu. Vsaka izboljšava metode ali orodja za skrivanje sporočil spodbudi oboroževalno tekmo – iskanje načinov za iskanje skritih informacij. Edina razlika med rimskim vojskovodjo in sodobnim svetom je v tehnologiji, ki omogoča nove načine kamuflaže. Načela in motivi pa so ostali enaki. 

Sporočila je danes mogoče skriti povsod: v računalniške datoteke, zaglavja paketkov v komunikacijskem omrežju ali v vse druge oblike digitalnih zapisov.
Bralni čas: 6 min.

Sorodne objave

prijavi se

prijavi se na novice in pozive za projekte in prispevke
novice

Koža, 19. januar – 1. marec 2022
Mednarodna fotografska razstava
Cankarjev dom, prvo preddverje

otvoritev: 19.1.2022 ob 19:00

avtorji: Goran Bertok, Ewa Doroszenko, Görkem Ergün, Karina-Sirkku Kurz, Anne Noble, Špela Šivic
zasnova razstave: zavod Membrana – Jan Babnik, Kristina Ferk in Nataša Ilec Kralj
kuratorstvo: Kristina Ferk in Nataša Ilec Kralj
produkcija: Cankarjev dom in zavod Membrana

Podaljšan rok za oddajo predlogov prispevkov (povzetki dolžine do 150 besed in/ali slikovno gradivo) je 30. avgust 2021. Podaljšan rok za oddajo celotnih prispevkov na podlagi izbranih predlogov je 4. oktober 2021. Predloge pošljite prek spletnega obrazca ali se obrnite na nas prek kontaktnega obrazca in/ali naslova editors(at)membrana.org.

Podaljšan rok za oddajo predlogov prispevkov (povzetki dolžine do 150 besed in/ali slikovno gradivo) je 11. junij 2021. Podaljšan rok za oddajo celotnih prispevkov na podlagi izbranih predlogov je 16. avgust 2021. Predloge pošljite prek spletnega obrazca ali se obrnite na nas prek kontaktnega obrazca in/ali naslova editors(at)membrana.org.

Prijave sprejemamo do vključno ponedeljka 26. 10. 2020 na:
elektronski naslov: info@membrana.org
in/ali
poštni naslov: Membrana, Maurerjeva 8, 1000 Ljubljana

Rok za oddajo osnutkov prispevkov (150 besed povzetka in/ali vizualije) je 27. julij 2020. Rok za oddajo dokončanih prispevkov sprejetih osnutkov je 21. september 2020. Osnutke pošljite preko spletnega obrazca na: https://www.membrana.si/proposal/ ali nas kontaktirajte neposredno na editors@membrana.org.

kje: Cankarjev dom, sejna soba M3/4
kdaj: 27. februar 2020, 0b 18. uri

kje: Galerija Jakopič, Ljubljana, v sklopu razstave Jaka Babnik: Pigmalion
kdaj: 5. december 2019
trajanje: 18.00 – 21.00
sodelujeta: dr. Victor Burgin, dr. Ilija T. Tomanić
moderator: dr. Jan Babnik

  • 18.00: Predavanje Victorja Burgina: Kaj je kamera? Kje je fotografija?
  • 19.00: Predstavitev nove številke revije Fotografije (Kamera in aparat: Izbrani spisi Victorja Burgina) v pogovoru z umetnikom in teoretikom Victorjem Burginom in Ilijo T. Tomanićem, piscem spremne besede k slovenskemu prevodu. Pogovor bo moderiral Jan Babnik, gl. in odgovorni urednik revije Fotografija
  • 20.30: razprodaja preteklih številk revije Fotografija

Rok za oddajo osnutkov prispevkov (150 besed povzetka in/ali vizualije) je 16. december 2019. Rok za oddajo dokončanih prispevkov sprejetih osnutkov je 16. marec 2020. Osnutke pošljite preko spletnega obrazca na: https://www.membrana.si/proposal/ ali nas kontaktirajte neposredno na editors@membrana.org.