Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла

­Министерство транспорта Российской Федерации

Федеральное агентство железнодорожного транспорта

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ
УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ

«ДАЛЬНЕВОСТОЧНЫЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ»

(ДВГУПС)

Кафедра «Информационные технологии и системы»

К ЗАЩИТЕ ДОПУСТИТЬ

Заведующий кафедрой

М.А. Попов

« » июня 2017 г.

РАЗРАБОТКА СТЕГАНОГРАФИЧЕСКОГО МЕТОДА ПЕРЕДАЧИ ДАННЫХ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ХЕШИРОВАНИЯ

Пояснительная записка к дипломному проекту

ДП 10.05.03 25К ПЗ

Студент гр. 25К Шеленговский В.А.

Руководитель ВКР

(доцент, к.т.н., доцент) Анисимов В.В.

Консультант по экономике

(ст. преподаватель) С.Н. Курякина

Консультант по БЖД

(профессор, д.т.н) А.И. Андреев

Нормоконтроль

(доцент, к.п.н., доцент) В.И. Шестухина

Хабаровск - 2017

Содержание

Введение 4

1 Описание предметной области 6

1.1 Теоретические основы стеганографии 6

1.2 Современные методы компьютерной стеганографии 8

1.2.1 Методы использования специальных свойств компьютерных форматов 9

1.2.2 Методы использования избыточности аудио-видео информации 11

1.3 Принципы стеганографического анализа 12

2 Содержательная постановка задачи 16

2.1 Цель работы 16

2.2 Описание и анализ разработанного метода 18

2.3 Практическое применение метода 20

3 Проектирование системы 22

3.1 Функциональная модель системы 23

3.2 Информационная модель системы 26

3.2.1 Диаграмма классов анализа 27

3.2.2 Проектирование базы данных 28

3.2.3 Разработка архитектуры приложения 36

3.2.4 Диаграмма развертывания 43

4 Руководство администратора 45

4.1 Развертывания приложения 45

4.2 Администрирование приложения 47

5 Руководство пользователя 52

5.1 Создание сообщения 54

5.2 Чтение сообщения 56

6 Экономическая часть. Расчет трудоемкости и стоимости проекта 61

7 Безопасность жизнедеятельности. Расчет производственного освещения 70

7.1 Анализ опасных и вредных производственных факторов 70

7.2 Производственное освещение 71

7.3 Расчет естественного и искусственного освещения 73

Заключение 78

Список используемых источников 79

Введение

Конфиденциальность информации традиционно занимает важное место в жизни общества. Веками человечество совершенствовало способы и методы защиты, проделав путь от использования глиняных дисков до разработки алгоритмов, основанных на квантовой физике.

В общем случае, большая часть систем защиты опирается на использование криптографии, науки о методах обеспечения конфиденциальности и аутентичности информации. Однако помимо криптографического преобразования, для защиты информации, возможно использование принципиально иного подхода – стеганографии. Стеганографией называют способ передачи или хранения информации с учётом сохранения в тайне самого факта такой передачи.

В отличие от криптографии, которая скрывает содержимое тайного сообщения, стеганография скрывает сам факт его существования. Стеганографию обычно используют совместно с методами криптографии, таким образом, дополняя её.

Преимущество стеганографии над чистой криптографией состоит в том, что сообщения не привлекают к себе внимания. Сообщения, факт шифрования которых не скрыт, вызывают подозрение и могут быть сами по себе уличающими в тех странах, в которых запрещена криптография. Таким образом, криптография защищает содержание сообщения, а стеганография защищает сам факт наличия каких-либо скрытых посланий.

Современные компьютерные технологии дали толчок совершенствованию и развитию стеганографических методов. Так появилось новое направление – компьютерная стеганография. Информация скрывается в файле, причем абсолютно не важно, текстовый это файл, графический, или же это аудио или видео запись.

Основным недостатком существующих методов компьютерной стеганографии является то, что для передачи полезной информации, необходимо модифицировать содержимое контейнера определенным образом (например, метод LSB основан на искажении изображения, не ощутимом для органов восприятия человека). Используя эту особенность, третья сторона, получив достаточное количество сообщений, используя стеганографический анализ в состоянии с высокой степенью точности определить факт передачи информации.

В связи с этим встает вопрос разработки метода использующего принципиально иной подход, без непосредственного встраивания в контейнер данных, но в тоже время обеспечивающего их надежное сокрытие. На первый взгляд это требование кажется не выполнимым, т.к. без модификации содержимого невозможно отличить контейнер, содержащий стегосообщение, от обычного потока данных. Одним из решений данной проблемы является применение хеш-функций, предназначенных для «сжатия» произвольного сообщения или набора данных, в некоторую битовую комбинацию фиксированной длины, называемую сверткой. Хеш-функции в современных информационных системах используются повсеместно, например, для контроля целостности и ускоренного поиска данных.

Данная работа посвящена разработке стеганографического метода передачи данных с использованием хеширования, устойчивого к стеганографическому анализу.

1 Описание предметной области

1.1 Теоретические основы стеганографии

Стеганографической системой или стегосистемой называют совокупность средств и методов, которые используются для формирования скрытого канала передачи информации. В качестве данных может использоваться любая информация: текст, сообщение, изображение и т. п.

В общем случае используется слово "сообщение", так как сообщением может быть, как текст или изображение, так и, например, аудиоданные. Далее для обозначения скрываемой информации, используется именно термин сообщение. Контейнером является любая информация, предназначенная для сокрытия тайных сообщений. По свои содержимые контейнеры подразделяются на пустой контейнер, т.е. не содержащий встроенного сообщение и стегоконтейнер, который напротив имеем в своем составе скрываемые данные.

Встроенное или скрытое сообщение, это сообщение, встраиваемое в контейнер. Стеганографическим каналом или просто стегоканалом называют канал, используемый для передачи стегосообщения. Стегоключ или просто ключ, это секретный ключ, необходимый для сокрытия информации. В зависимости от количества уровней защиты (например, встраивание предварительно зашифрованного сообщения) в стегосистеме может быть один или несколько стегоключей [6].

При построении стегосистемы должны учитываться следующие положения:

• противник имеет полное представление о стеганографической системе и деталях ее реализации. Единственной информацией, которая остается неизвестной потенциальному противнику, является ключ, с помощью которого только его держатель может установить факт присутствия и содержание скрытого сообщения;

• если противник каким-то образом узнает о факте существования скрытого сообщения, это не должно позволить ему извлечь подобные сообщения в других данных до тех пор, пока ключ хранится в тайне;

• потенциальный противник должен быть лишен каких-либо технических и иных преимуществ в распознавании или раскрытии содержания тайных сообщений.

Обобщенная модель стегосистемы представлена на рисунке 1.1

Рисунок 1.1 – Обобщенная модель стегосистемы

По аналогии с криптографией, по типу стегоключа, стегосистемы можно подразделить на два типа:

• с секретным ключом;

• с открытым ключом.

В стегосистеме с секретным ключом используется один ключ, который должен быть определен либо до начала обмена секретными сообщениями, либо передан по защищенному каналу.

В стегосистеме с открытым ключом для встраивания и извлечения сообщения используются разные ключи, которые различаются таким образом, что с помощью вычислений невозможно вывести один ключ из другого. Поэтому один ключ (открытый) может передаваться свободно по незащищенному каналу связи. Кроме того, данная схема хорошо работает и при взаимном недоверии отправителя и получателя.

1.2 Современные методы компьютерной стеганографии

Как было ранее отмечено в введении, основным направлением развития стеганографии в настоящее время, является компьютерная стеганография.

Области ее применения достаточно обширны и разнообразны:

• аутентификация;

• защита конфиденциальной информации от несанкционированного доступа, извлечения, изменения, копирования (противодействие системам мониторинга и управления сетевыми ресурсами промышленного шпионажа, сфера электронной коммерции, копирование мультимедийной информации и т.п.);

• скрытая аннотация документов для защиты авторского права на интеллектуальную собственность;

• скрытая связь (военные и разведывательные приложения, когда использовать криптографию нельзя).

Для проверки авторства и подлинности того или иного изображения, используют специальные стеганографические подписи, эти подписи называются цифровые водяные знаки (watermarking). Цифровой водяной знак (ЦВЗ) внедряется в изображение таким образом, чтобы его не было заметно для обычного пользователя (часто используют изменения яркости определенных пикселей изображения). ЦВЗ применяется также, когда стороны обмениваются секретными сообщениями, внедрёнными в цифровой сигнал, и как средство защиты документов с фотографиями (паспортов, водительских удостоверений и т.п.) [12].

Разрабатываемые методы компьютерной стеганографии направлены на использование избыточности в устройствах оцифровки или в аудио и видеосигналах (цифровая стеганография), а также, в сетевых каналах передачи данных (сетевая стеганография). В целом современные методы развиваются в двух основных направлениях, которые будут раскрыты подробнее в следующих разделах.

1.2.1 Методы использования специальных свойств компьютерных форматов

Это направление основано на использовании специальных свойств компьютерных форматов представления данных, а не на избыточности самих данных. Специальные свойства форматов выбираются с учетом защиты скрываемого сообщения от непосредственного прослушивания, просмотра или прочтения.

В зависимости от вида специальных свойств форматов различают следующие стеганографические методы:

1. основанные на использовании зарезервированных для расширения полей компьютерных форматов файлов. Поля для расширения имеются во многих мультимедийных форматах и предназначены для совершенствования, обновления и совместимости новых версий форматов со старыми. Как правило, эти поля заполняются нулевой информацией и не учитываются программами, и поэтому могут быть использованы для передачи дополнительной информации. Недостатком этих методов является низкая степень скрытности и передача небольших объемов скрываемой информации;

2. основанные на специальном форматировании текстовых файлов, известны уже давно, использовались задолго до появления компьютерных технологий и включают в себя методы:

1. использующие заранее известное смещение слов, предложений, абзацев в текстовом файле, эти методы основаны на изменение положения строк и расстановки слов в предложении. Это изменение производится вставкой дополнительных пробелов между словами, увеличением промежутков, которые незаметно визуально, но фактически передают скрываемую информацию;

2. основанные на выборе определенных позиций букв (нулевой шифр). Например, выбор пятой буквы каждого последнего слова в строке в пределах одной страницы. Сюда же относятся художественные приемы тайнописи – акростих, который является организацией стихотворного текста. Например, начальные буквы каждой строки акростиха могут образовывать скрываемое сообщение;

3. использующие специальные свойства полей форматов, не отображаемых на экране. Например, использование черного шрифта на черном фоне или специальных «невидимых», скрытых полей для организации сносок и ссылок.

1. основанные на скрытии в неиспользуемых местах гибких дисков. Название этой группы говорит само за себя и имеет те же преимущества и недостатки, что и методы, основанные на использовании зарезервированных для расширения полей форматов;

2. основанные на имитирующих функциях (mimic-function) – этот вид стеганографии основан на генерации текстов и является обобщением акростиха. Для заданного скрываемого сообщения генерируется осмысленный текст, который содержит скрываемое сообщение. При этом текст является грамматически и синтаксически правильным и статистически эквивалентным текстам на подобную тему. Такие тексты могут быть неподозрительны для систем мониторинга сети, но все же человек может быстро определить отсутствие всякого смысла в содержании текста;

3. основанные на использовании кодов, исправляющих ошибки – скрытие данных в дополнительной информации, используемой помехозащищенными кодами при исправлении случайных ошибок и обеспечении точности передачи цифровой информации. Если информация спрятана, а на приемном конце код снят, то наблюдатель даже не будет знать, что было отправлено сообщение;

4. основанные на удалении идентифицирующего файл заголовка. В этом методе скрываемое сообщение шифруется и у результата удаляется идентифицирующий заголовок, оставляя только шифрованные данные, которые выдаются за случайную, возможно, искаженную информацию. Получатель заранее знает о передаче сообщения и имеет недостающий заголовок. При этом проблема скрытия решается только частично. Этот метод не является полностью стеганографическим, а служит скорее дополнением к ним [14].

Это лишь некоторые методы, иллюстрирующие эвристический подход в стеганографии. Недостатками известных методов, основанных на использовании специальных свойств форматов файлов, являются:

• низкая степень скрытности (скрытность основывается на незнании противником самого алгоритма скрытия);

• передача небольших объемов скрываемой информации.

К достоинствам можно отнести простоту реализации. Следует заметить, что уже опубликован ряд программ, реализующих некоторые алгоритмы.

1.2.2 Методы использования избыточности аудио-видео информации

Основным направлением развития компьютерной стеганографии, является использование избыточности звуковой и визуальной информации.

Характеристики

Тип файла документ

Документы такого типа открываются такими программами, как Microsoft Office Word на компьютерах Windows, Apple Pages на компьютерах Mac, Open Office - бесплатная альтернатива на различных платформах, в том числе Linux. Наиболее простым и современным решением будут Google документы, так как открываются онлайн без скачивания прямо в браузере на любой платформе. Существуют российские качественные аналоги, например от Яндекса.

Будьте внимательны на мобильных устройствах, так как там используются упрощённый функционал даже в официальном приложении от Microsoft, поэтому для просмотра скачивайте PDF-версию. А если нужно редактировать файл, то используйте оригинальный файл.

Файлы такого типа обычно разбиты на страницы, а текст может быть форматированным (жирный, курсив, выбор шрифта, таблицы и т.п.), а также в него можно добавлять изображения. Формат идеально подходит для рефератов, докладов и РПЗ курсовых проектов, которые необходимо распечатать. Кстати перед печатью также сохраняйте файл в PDF, так как принтер может начудить со шрифтами.

Список файлов ВКР