Разработка программы для скрытия и извлечения информации в графических файлах

Современные технологии развиваются с огромной скоростью, причем во всех сферах жизни. Еще 30 лет назад было невозможно представить, что будут существовать персональные компьютеры, что каждый сможет выходить в глобальную сеть Интернет, а мысль о смартфонах казалась нелепой.

Сейчас трудно представить жизнь человека без этих вещей. С помощью современных достижений отрасли производства выходят на новые уровни, в больницах стало возможно спасение большего количества людей, даже самый мелкий бизнес может быть не только автоматизирован, но и полностью существовать в виртуальной среде. И это малая часть того, что дал нам век высоких технологий.

Информационные ресурсы выходят на первый план, заменяя материальные аспекты.

Но у всего есть и обратная сторона.

Мошенники тоже развиваются и изучают всевозможные способы и методы получения прибыли. В течение последних нескольких лет наблюдается рост количества краж конфиденциальной информации. Утечка информации может осуществляться через совершенно разные каналы: оборудование, мобильные устройства, съемные носители, браузеры или облачные хранилища, электронную почту. Неосторожное распространение персональных данных также может привести к несанкционированному доступу или краже в разных сферах: банки, медицина, торговля, промышленность и транспорт, госорганы, образование, муниципальные учреждения. В последствие данные «жертвы» могут использоваться, к примеру, для шантажа, подделки финансовых бумаг или махинаций в сфере недвижимости.

В связи с этим, информационная безопасность в 21 веке набирает все большую актуальность.

Методы защиты от мошенников развиваются также стремительно. Один из таким методов – криптография.

Криптография – наука, изучающая методы обеспечения целостности данных, цель которой – шифрование информации, причем таким образом, чтобы третье лицо не смогло эту информацию распознать.

Шифрование – преобразование информации с целью защиты от нарушителей.

Для разработки программы использован криптографический метод – стеганография [1].

Стеганография – такой способ шифрования, который отвечает за сокрытие самого факта хранения (передачи) данных.

Стеганография является наиболее надежным криптографическим методом, так как третье лицо может и не узнать о факте сокрытия (передачи) данных.

Как происходит преобразование данных стеганографическим методом?

Секретное сообщение помещается в контейнер – данные различного вида. Контейнером могут выступать: аудиофайл, текстовый и графический файл, так и в видеофайл, HTML-документ. Важным моментом является то, что при шифровании используются индивидуальные свойства каждого из вида контейнеров.

Если файл содержит секретную информацию, то он является заполненным контейнером, в случае отсутствия такой информации - пустым контейнером.

В связи с вышеперечисленными аспектами, можно определить четкие требования, предъявляемые к стеганографическим методам:

• •     даже если злоумышленник знает о методе шифровании

информации, он не должен обнаружить саму информацию;

• •     контейнером могут служить данные различного вида;

• •     пустой контейнер не должен отличаться от заполненного для

злоумышленника [2].

Что же представляет собой шифрование и дешифрование информации в графических файлах?

При шифровании информация из текстового файла помещается в картинку.

При дешифровании происходит обратный процесс - из картинки достается текст, который был зашифрован.

Алгоритм программы основан на свойствах файлах формата BMP.

Цвета изображения состоят из смешивания 3 цветов: красный, синий, зеленый. Эти цвета - основа RGB-кодировки (red, green, blue).

В программе шифруется текст в изображение. Каждый символ текста в двоичной кодировке занимает 8 позиций (или 8 бит, или 1 байт). Для того, чтобы поместить один такой символ в изображение, нужно использовать 3 пикселя (рисунок 1).

Рисунок 1 – Алгоритм шифрования

Для примера используется заглавная русскоязычная буква «А». Ее код в двоичной системе – 11000000. Он записывается в обратной порядке и нумеруется с нуля. Один компонент цвета равен одному биту, так что таких компонентов нужно 8. Один пиксель состоит из трёх цветов, так что понадобится 3 пикселя. Хотя и понадобится 8 цветов, а в 3 пикселях их 9, один компонент цвета останется пустым, в программировании он использоваться не будет. В результате двоичный код символа преобразуется двоичный код цвета.

Стоит учитывать и глубину цвета, его разрядность. Если использовать самый незначительный по весу разряд (1 бит), то преобразование изображения совершенно не будет заметно. Использование более значимых по весу разрядов будет более значительным, и к 128 биту человек сможет четко увидеть искажения.

Количество скрываемых символов ограничено размером изображения. Так, к примеру, изображение размеров 2000 на 3000 пикселей содержит в себе 6000000 пикселей (6 мегапикселей). 1 символ занимает 3 пикселя, а значит 600000 нужно разделить на 3, и в итоге получится 2 миллиона символов, которые можно скрыть в заданном изображении.

Интерфейс программы представлен на рисунке 2.

Рисунок 2 - Интерфейс программы

Функции программы включают в себя:

• •     кодирование текста, его скрытие в изображении;

• •     декодирование текста, его получение из изображения;

• •     определение максимально возможного количества символов,

которые можно скрыть в изображении;

• •     определение количества символов в выбранном текстовом файле;

• •     передача изображения со скрытым текстом по email.

Какого же практическое применение программы?

Можно использовать шифрование в личных интересах, если нужно вести какую-либо тайную переписку в социальных сетях или по электронной почте.

Если есть необходимость в шифровании своих персональных данных, таких как: логинов, паролей, банковских счетов и прочих. К примеру, при регистрации на различных порталах, желательно использование логинов и паролей, которые не будут повторяться с теми, что вы использовали ранее.

Еще одно применение – борьба со злоумышленниками, которая может принести заработок. Изучение методов стеганографии поможет в дальнейшем определить свою профессию, предотвращать действия хакеров и, при соответствующей реализации, монетизировать представленный в работе проект.

Таким образом, используя современные технологии, человек не должен забывать, что угроза безопасности информации становится все актуальнее. Существует множество способов борьбы со злоумышленниками, и стеганография является одним из надежных методов для шифрования информации.