Successfully reported this slideshow.
We use your LinkedIn profile and activity data to personalize ads and to show you more relevant ads. You can change your ad preferences anytime.

Steganografia digikuvissa

1,606 views

Published on

Published in: Education, Technology, Business
  • Be the first to comment

  • Be the first to like this

Steganografia digikuvissa

  1. 1. Steganografia digikuvissa Mika Aho DIGI2004 / TITE 28.4.2006
  2. 2. Sisällys <ul><li>Mitä steganografia on? </li></ul><ul><li>Taustaa steganografialle </li></ul><ul><li>Steganografia ympärillämme - nykypäivää </li></ul><ul><li>Toimintamenetelmät visuaalisessa mediassa </li></ul><ul><li>Analyysi – havaitseminen ja poistaminen </li></ul><ul><li>Vesileima </li></ul><ul><li>Johtopäätökset </li></ul>
  3. 3. Mitä steganografia on? <ul><li>Johdettu kreikan kielen sanoista ”stegos” ja ”graphia”, tarkoittaa peitettyä kirjoitustapaa </li></ul><ul><li>Steganografian tavoitteena on piilottaa viestit toisten, harmittomilta näyttävien viestien sisään </li></ul><ul><li>&quot; S ince e veryone c an r ead, e ncoding t ext i n n eutral s entences i s d oubtfully e ffective” … Secret inside </li></ul><ul><li>Perinteisiä menetelmiä mm. </li></ul><ul><ul><li>näkymättömät musteet </li></ul></ul><ul><ul><li>mikropistetekniikka </li></ul></ul><ul><li>Voidaan lisäksi myös suojata </li></ul>
  4. 4. Taustaa steganografialle <ul><li>Taustat yleensä aina sidottu sodankäyntiin tai politiikkaan </li></ul><ul><li>Käytetty vuosituhansien ajan, esim. Kreikan pelastuminen Persian valtaukselta </li></ul><ul><ul><li>viestit tatuoitu orjien päähän </li></ul></ul><ul><li>Toinen maailmansota ja kylmä sota oli steganografian kulta-aikaa </li></ul><ul><ul><li>saksalaisten mikropistetekniikka </li></ul></ul><ul><ul><li>postishakki, ristisanatehtävät, neulontaohjeet </li></ul></ul><ul><ul><li>radiolähetykset, kukkalähetykset </li></ul></ul><ul><ul><li>Iso-Britannian tekstinkäsittelylaitteet ja vakoojat </li></ul></ul>
  5. 5. Steaganografia ympärillämme - nykypäivää <ul><li>Piratismin estäminen/tekijänoikeus </li></ul><ul><li>Mainonta </li></ul><ul><li>Seuranta/osoitus: esim. röntgenkuvaus </li></ul><ul><li>Käyttämämme dokumentit, esim. word dokumentit ja digikameran kuvat </li></ul><ul><li>Rikollisjärjestöt, terrorismi ja huumekauppa </li></ul><ul><li>Populaarikulttuuri </li></ul><ul><ul><li>Da Vinci -koodi </li></ul></ul>
  6. 6. Kuvien tallennuksesta <ul><li>Taulukko joka kuvaa RGB-arvoja jokaiselle pikselille </li></ul><ul><li>Yleensä 8- tai 24-bittisiä </li></ul><ul><li>24-bittisissä kuvissa on paljon tilaa tiedon tallennukseen, mutta ovat suuria ja yleensä pakattuja </li></ul><ul><li>8-bittiset ovat parempia piilotetun tiedon tallennukseen </li></ul><ul><li>Kansikuvan (cover image) valinta on tärkeää </li></ul><ul><li>Paras vaihtoehto harmaasävykuvat </li></ul><ul><li>Ihmisen näkökyvyn hyväksikäyttö </li></ul>
  7. 7. Toimintamenetelmät visuaalisessa mediassa <ul><ul><li>vähiten merkitsevien bittien korvaaminen </li></ul></ul><ul><ul><li>maskaus ja filtteröinti </li></ul></ul><ul><ul><li>muuntokoodaukseen perustuvat menetelmät </li></ul></ul>
  8. 8. LSB – Vähiten merkitsevien bittien korvaaminen <ul><li>Esimerkkinä 24-bittinen kuva </li></ul><ul><li>Lisättävä data: kirjain ‘ A’ : (10000011) </li></ul><ul><li>Tarvitaan 3 pikseliä tallentamaan yksi 8 bittinen kirjain </li></ul><ul><li>Pikselit valitaan perustuen avaimella alustettavaan pseudogeneraattoriin </li></ul><ul><li>00100111 11101001 11001000 </li></ul><ul><li>00100111 11001000 11101001 </li></ul><ul><li> 11001000 00100111 11101001 </li></ul><ul><li>Lisätään ‘A’   </li></ul><ul><li>0010011 1 1110100 0 1100100 0 </li></ul><ul><li>0010011 0 1100100 0 1110100 0 </li></ul><ul><li>1100100 1 0010011 1 11101001 </li></ul><ul><li>Tutkimusten mukaan keskimäärin 50% vähiten merkitsevistä pikseleistä muuttuu </li></ul><ul><li>Ihmissilmä ei huomaa muutosta vaikka data piilotettaisiin 2. vähiten merkitsevään </li></ul><ul><li>Data ei ole kuitenkaan tilastollisesti enää samanlaista </li></ul><ul><li>Kohinan lisääntyminen </li></ul><ul><li>Väripaletin uudelleenjärjestäminen (esim. GIF) </li></ul>
  9. 9. LSB:n aiheuttamat muutokset kuvaan 4 LSB muutos aiheuttaa rengastumia 6 bittiä 7 bittä 8 bittä
  10. 10. Maskaus ja filtteröinti <ul><li>Data piilotetaan eniten merkitseviin bitteihin </li></ul><ul><li>Piilodatan sisältävät pikselit on valittu kuvan analysoinnin avulla </li></ul><ul><li>Esim. Luminanssin käyttö </li></ul><ul><li>Data paremmin suojassa pakkaamiselta ja muokkaukselta </li></ul><ul><li>Käytetään laajalti digitaalisessa vesileimauksessa ja sormenjälkitunnistuksessa </li></ul><ul><li>Lisäksi käytetään piilotettaessa kuva toisen sisään </li></ul>
  11. 11. Maskaus ja filtteröinti <ul><li>Peittopikseli : 010 11100 </li></ul><ul><li>Salaisen kuvan pikseli: 11101 010 </li></ul><ul><li>Resultanttipikseli: 010 11101 (3+5) </li></ul><ul><li>Jokaisen pikselin osuus voi vaihdella halutun vaikutuksen aikaansaamiseksi </li></ul>+ = SALAISTA 8-bittinen harmaasävykuva (256 väriä)
  12. 12. Maskaus ja filtteröinti Alkuperäinen kuva Irroitettu kuva <ul><li>Uhrataan 2 bittiä peittokuvasta sisältämään 2 bittiä salaista kuvaa </li></ul>
  13. 13. Maskaus ja filtteröinti <ul><li>Uhrataan 5 bittiä peittokuvasta sisältämään 5 bittiä salaista kuvaa </li></ul>Alkuperäinen kuva Irroitettu kuva
  14. 14. Muunnoskoodausmenetelmät <ul><li>Matemaattinen operaatio, joka muuntaa tietyssä sarjassa olevat luvut toiseen, ominaisuuksiltaan edullisempaan sarjaan säilyttäen alkuperäisen informaation </li></ul><ul><li>Kasvatetaan pakkaussuhdetta koodaamalla dataa kuvaavia kertoimia erillisten pikselien pakkaamisen sijaan </li></ul><ul><li>Tavoitteena saada kertoimet riittävän pieniksi </li></ul><ul><ul><li>Voidaan jättää pakkauksesta pois </li></ul></ul>8x8 Pixel Block Discrete Cosine Transformation Quantizer Binary Encoder 100100…
  15. 15. Diskreetti..mikä?? <ul><li>Diskreetti kosinimuunnos </li></ul><ul><li>Muuntaa 8x8 blokit 64 DCT kertoimiksi </li></ul><ul><li>ENSIMMÄINEN kerroin on kaikkein tärkein </li></ul><ul><li>Diskreetit kertoimet piilottavat datan vähiten merkitseviin bitteihin </li></ul><ul><li>DCT-muunnoksessa tieto leviää laajalle kuvan tilatasossa  salaisen datan havaitseminen vaikeaa </li></ul><ul><li>Kestää hyvin prosessointia vastaan </li></ul><ul><li>Yleensä tarvitaan kuitenkin myös alkuperäinen kuva </li></ul>41 30 18 26 98 -6 2 4
  16. 16. Kvantisointi <ul><li>Hukkaava tiivistys </li></ul><ul><li>Arvot kasvavat alaspäin mentäessä </li></ul><ul><li>Kvantisoitu arvo = Round ( DCT / QUA ) </li></ul><ul><li>JPEG = Ei välitetä nollista </li></ul>98 -6 2 4 3 11 17 9 DCT QUA 33 -1 0 0 VALUE 33 -1 JPG
  17. 17. Binääriksi <ul><li>Muunnos binaariksi siksakkissa </li></ul>33 -1 0 0 0100001 0000000 1000001 0000000
  18. 18. Kuvien analysointi, steganografian havaitseminen <ul><li>Paras tapa uudelleenkirjoittaa tai uudelleenmääritellä </li></ul><ul><li>Kuvat </li></ul><ul><ul><li>Käytetään häviöllistä pakkausta </li></ul></ul><ul><ul><li>Rajataan kuva uudelleen, muutetaan palettia, värejä, kirkkautta... </li></ul></ul>
  19. 19. Piilotetun viestin havaitseminen
  20. 20. Vesileimat <ul><li>Kuvan vesileima = </li></ul><ul><ul><li>Digitaalinen signaali </li></ul></ul><ul><ul><li>Kuvaan sijoitettu kuvio </li></ul></ul><ul><li>On sekä näkyviä että näkymättömiä vesileimoja </li></ul><ul><li>Ehkä paras tekniikka on naamiotiedoston käyttö </li></ul><ul><ul><li>Mielellään samat värialueet </li></ul></ul>
  21. 21. Digimarc <ul><li>Vesileimateknologioiden johtava toimittaja </li></ul><ul><li>Plugneita mm. Windowsiin, PhotoShopiin </li></ul><ul><li>Vesileima kertoo: </li></ul><ul><ul><li>Omistajuuden </li></ul></ul><ul><ul><li>Kuvan ID:n </li></ul></ul><ul><ul><li>Kuvan sisällön – p0rnoo yms. </li></ul></ul>
  22. 22. Yhteenveto <ul><li>Paljon kehitystä ja rajattomat mahdollisuudet </li></ul><ul><ul><li>Varsinkin yksityisyyden säilyttämisessä verkon yli </li></ul></ul><ul><ul><li>Digitaalisten teosten tekijänoikeudet </li></ul></ul><ul><li>Väärinkäyttö </li></ul><ul><li>Sovellettuna kryptografiaan erittäin tehokas työkalu </li></ul><ul><ul><li>Mallory ei edes tiedä, että on olemassa jonkinlaista kommunikaatiota </li></ul></ul><ul><li>Tulevaisuuden sovellukset todennäköisesti digitaalisissa vesileimoissa </li></ul>

×