Новый алгоритм шифрования прячет информацию в случайные шаблоны
 Секретное изображение, шаблон с закодированной картинкой, а также итог расшифровки, полученный с помощью нового алгоритма. (кликните картинку для увеличения) |
|
||||||||
Стратегия сокрытия изображений в изображении обычных объектов называется стенографией. Преимущество этого способа передачи информации заключается в том, что и отправитель, и получатель защищены от раскрытия самого факта передачи. История имеет множество примеров применения подобной техники, от написания сообщений невидимыми чернилами, до шаблонов с микроотверстиями, позволяющими закрывать определенные части обычного текста.
Современный цифровой мир открыл перед стенографией новые горизонты: теперь сообщение может быть встроено в образ за счет замены некоторых единиц и нулей в двоичном коде, задающих цвета пикселей. Человеческий глаз не способен распознать подобные незначительные изменения, но специальные программы анализа способны зафиксировать отклонение в обычном статистическом распределении оттенков.
Для повышения надежности такой передачи группа ученых из Kaunas University of Technology (Литва) изучила физику самоорганизующихся шаблонов. Развивая методику, ученые использовали математику так называемого шаблонного формирования систем. Подобные системы впервые были обнаружены в химических реакциях, в которых химические вещества, распространяющиеся в неоднородной среде, образовывали полосы, спирали и другие геометрические фигуры. Аналогичные тенденции были обнаружены в нелинейных системах, описывающих взаимодействие хищник-жертва (в этом случае шаблоны представляют собой кластеры видов животных в отдельных регионах).
В своей работе литовские ученые предложили способ «скрывать» секретное сообщение при помощи упомянутого выше алгоритма, формируя шаблонное изображение («шум») с помощью математической формулы, а затем «прибавляя» к нему секретное изображение, яркость которого снижена до такой степени, что оно не заметно на фоне «шума». После этого изображение еще раз изменяется (некой последовательностью преобразований). Сокрытое таким образом изображение практически невозможно обнаружить с помощью программного обеспечения. Закодированные изображения выглядят случайными и не могут быть расшифрованы с помощью компьютерного анализа, благодаря особым свойствам данного класса уравнений.
Ключом к шифру является уравнение, лежащее в основе алгоритма, а также последовательность преобразований, выполнявшихся над картинкой. Для передачи секретного сообщения, все эти элементы должны быть согласованы между отправителем и получателем. Для декодирования сообщения получатель сначала генерирует тот же «шумовой фон», а затем применяет к нему ту же последовательность преобразований, после чего просто «вычитает» результат из полученного сообщения. После всех преобразований на свет появляется размытое, но узнаваемое очертание секретного сообщения. Подробно результаты работы литовских ученых были опубликованы в журнале Physical Review E.
Оппоненты ученых утверждают, что открытие интересно, как идея. Но до практического применения может так и не дойти. Даже если предположить, что люди смогут кодировать свои сообщения, передаваемые по электронной почте, с помощью таких изображений, подозрение будут вызывать все письма с подобными вложениями. Кроме того, алгоритм имеет ограниченные возможности из-за низкого допустимого разрешения картинки.
Также по теме:
- На основе биологических систем разработаны новые средства записи, хранения и воспроизведения информации
- Турбулентность поможет передавать оптические сигналы на большие расстояния
Источники: