m Steganography
مجموعه تصاوير آموزشي
Training set of images
تحليل تمايز خطي
Linear Discrimination Analysis
ماشين برداري كمكي
Support Vector Machine
آمارهها در حوزهي فركانس
Statistical Moments in Frequency Domain
تحليل جفت پيكسلها با استفاده از سطح آستانهاي ثابت
Pixel Pair Analysis using Fixed Threshold
آمارههاي كناري
Marginal statistics
تبديل كسينوسي گسسته
Discrete Cosine Transform

فصل اول كليات تحقيق

1-1- مقدمه
امروزه امنيت تبادل اطلاعات يکي از مهمترين موضوعاتي است که در کنار مبادله پيامهاي محرمانه اينترنتي مطرح ميشود. علم مخفي سازي اطلاعات، هنر جاسازي دادهها در فايلهاي صوتي، تصويري، فيلم يا متن به نحوي است که بتواند نيازهاي امنيتي فوق را به شکل آشکار يا پنهـان برآورده کند. پنهاننگاري يکي از شاخههاي علم مخفي سازي اطلاعات است که هدف اصلي در آن رسيدن به يک سطح امنيتي مطلوب درتبادل اطلاعات محرمانه تجاري و نظامي مي باشد به نحوي که تبادل فايلهايي با اين اطلاعات، براي ديگران محسوس و مشخص نباشد. با پيشرفت روشهاي پنهاننگاري، مهاجمين تلاش ميكنند تا به روش اين روشها اطلاعات را از سازمان مربوطه به خارج ارسال نمايند. علت استفاده از تصاوير JPEG، كاربرد فراگير آن در ارسال و ذخيره تصاوير ديجيتالي ميباشد. JPEG به دليل فشرده سازي بالا در كنار حفظ كيفيت مطلوب تصوير، از پركاربردترين فرمتهاي تصوير بوده و اكثر تصاوير ديجيتالي كه از طريق اينترنت مبادله ميشوند، به شكلJPEG ذخيره ميشوند. اين مسأله با توجه به سرعت و زمان مورد نياز جهت انتقال تصوير و حافظه مورد نياز جهت ذخيره تصوير، اهميت پيدا ميكند.
در سال‌هاي اخير موضوع نهاننگاري از مهمترين روشهاي مورد استفاده توسط جاسوسان و مهاجمان بزرگ دنيا بوده است. تجربههاي اخير نشان مي‌دهد كه استفاده از نهاننگاري شکبرانگيز نبوده و بر روشهاي قبلي مخفي نمودن اطلاعات ارجحيت دارد. مقابله با روشهاي نهاننگاري که بتوان با استفاده از آن تصاوير حاوي اطلاعات محرمانه را کشف نمود و از ارسال اطلاعات به خارج از سازمان جلوگيري نمود امري حياتي است.
2-1- مساله تحقيق
يکي از روشهاي برقراري امنيت علاوه بر رمزنگاري، استگانوگرافي(پنهاننگاري) اطلاعات ميباشد، روشهاي مختلف پنهان نگاري اطلاعات از يک سابقه هزار ساله برخوردار است. اما تنها در سالهاي اخير روشهاي جديد پنهاننگاري پيشرفت چشمگيري داشته است. پنهاننگاري(نهاننگاري) معادل فارسـي واژهي استگانوگرافي ميباشد که در اصل کلمهاي يوناني بوده و از دو کلمه Steganos به معناي پنهان کردن و Graphy به معناي نوشتن تشکيل شده است[2,3]. ترجمه کلمه به کلمه اين لغت “نوشتار پوششي” ميباشد که البته برداشت اين معني از استکانوگرافي چندان متداول نيست و بيشتر به مفهوم پنهانسازي اطلاعات در يک رسانه به عنوان پوشش بکار ميرود به گونهاي که توسط اشخاص غير مجاز قابل تشخيص نباشد. يکي از پيشگامان پنهاننگاري تريتميوس روحاني آلماني بود و کتابي پيرامون پنهاننگاري با عنوان Steganographia نوشت که در زمان وي منتشر نشد[2]. پنهان کردن اطلاعات تاريخچهي کهني دارد. جوهرهاي نامرئي، کدهاي رمزي، پيغامهاي مخفي و به طور کلي استگانوگرافي همواره مورد توجه بشر بوده است[4]. هر روز ميليونها فايل در اينترنت بين افراد جابجا ميشود وگستردگي و ارزان قيمت بودن اين شبکه، اين امکان را فراهم آورده است که به صورت کانالي ارزان و سهل الوصول براي مبادلهي پيغامهاي پنهان مورد استفاده قرار گيرد.
روشهاي مختلف استگانوگرافي را ميتوان با پارامترهاي مختلفي مانند موارد ذيل مقايسه نمود:
1- ظرفيت(مقدار حجم اطلاعاتي که ميتوان درون تصوير پنهان نمود)
2- مقاومت(ميزان مقاومت تصوير در مقابل حملات انجام شده براي صحت اطلاعات مخفي شده)
3- آشکارپذيري(تا چه اندازه تصوير حاوي اطلاعات مشخص و گويا ميباشد)
لازم است در زمان انتخاب روشهاي نهاننگاري اطلاعات، يکي از اين پارامترها را مد نظر قرار داده تا بهترين روش براساس آن پارامتر انتخاب و اجرا شود که در موضوع تحقيق روش mod4 ميباشد.
با توجه به رشد روزافزون تکنولوژي، ميتوان اطلاعـات محرمانه را بوسيله روشهـاي مختلـف پنهاننگاري و ارسال نمود. براي سازمانها و اشخاص استفاده از اين روشها امنيت زيادي دارد، بدليل اينکه شخص مهاجم(هکر) ميتواند با استفاده از اين روشها اطلاعات محرمانه سازمان يا شخص را پنهاننگاري نموده و به محل ديگري انتقال دهد.
موضوع آشکارپذيري در سازمانهاي امنيتي يک امر بسيار مهم ميباشد چرا که يکي از روشهاي انتقال اطلاعـات بين افراد سازمانهــاي تروريستي، جاسوسي و . . . استفـاده از روش Mod4 جهت پنـهاننگاري اطلاعات ميباشد. مهاجمان با استفاده از اين روش اطلاعات را درون تصاوير قرار داده(جاسازي نموده) و از طريق وسايل ارتباطي به محل ديگري انتقال ميدهند. براي جلوگيري از افشاء اطلاعات محرمانه از اين طريق لازم است نرمافزاري جهت تحليل تصاوير از منظر نهانشده اطلاعات در آنها ارائه گردد. از اينرو تحليل آشکارپذيري ميتواند به عنوان يک موضوع جهت انجام تحقيق براي افزايش ضريب امنيتي و تست روش Mod4 نهاننگاري ارائه شده، پيشنهاد گردد. بوسيله اين نرمافزار تمامي تصاويري که در بسترهاي اطلاعاتي جابجا ميشود مورد بازبيني و تحليل قرار ميگيرند. در اين تحقيق فقط نرمافزار تحليل روش Mod4 تصاوير JPEG ارائه ميشود.
علت استفاده از تصاوير JPEG، كاربرد فراگير آن در ارسال و ذخيره تصاوير ديجيتالي ميباشد. JPEG به دليل فشرده سازي بالا در كنار حفظ كيفيت مطلوب تصوير، از پركاربردترين فرمتهاي تصوير بوده و اكثر تصاوير ديجيتالي كه از طريق اينترنت مبادله ميشوند، به شكلJPEG ذخيره ميشوند. اين مسأله با توجه به سرعت و زمان مورد نياز جهت انتقال تصوير و حافظه مورد نياز جهت ذخيره تصوير، اهميت پيدا ميكند.
تاکنون روشها و الگوريتمهاي مختلفي براي نهاننگاري اطلاعات در تصاوير JPEG ارائه شده است که هرکدام به روشي گوناگون(براساس سه پارامتر ظرفيت، مقاومت و آشکارپذيري) اطلاعات محرمانه را در تصاوير قرار داده و تصوير مربوطه را تحت تاثير خود قرار ميدهد که ميتوان از اين مسئله استفاده نمود و تصاوير مربوطه را تجزيه و تحليل نمود و با بررسي اثر آن بر تصوير، نرمافزاري تهيه و توليد نمود که بتواند تصاوير JPEG حاوي اطلاعات نهانشده(بوسيله اين الگوريتم پنهاننگاري شده باشند) هستند را شناسائي نمايد.
3-1- ضرورت تحقيق
با توجه به رشـد روزافزون تکنولـوژي، ميتوان اطلاعــات محرمانه را بوسـيله روش Mod4 پنهاننگاري و ارسال نمود. براي سازمانها و اشخاص استفاده از اين روش امنيت زيادي دارد، بدليل اينکه شخص مهاجم(هکر) و جاسوسان ميتواند با استفاده از اين روشها اطلاعـات محرمـانه سازمـان يا شخص را پنهاننگاري نموده و به محل ديگري انتقال دهد.
4-1- اهداف تحقيق
هدف اساسي اين تحقيق ، تحليل آشکارپذيري روش Mod4 نهاننگاري اطلاعات در تصاوير JPEG ميباشد و ميتوان با استفاده از نتايج اين تحقيق و بسط و گسترش آن تمامي تصاويري که از روش Mod4 جهت نهاننگاري اطلاعات(مخفي نمودن اطلاعات در بيتهاي تصوير) استفاده ميکنند شناسايي نمود و از استخراج اطلاعات به بيرون سازمان جلوگيري نمود.
5-1- روش تحقيق
از آنجايي که اين تحقيق به تحليل روش نهاننگاري Mod4 در تصاوير JPEG ميپردازد لذا بايستي توسط ابزارهاي آشکارپذيري موجود اين الگوريتم مورد تست و آزمايش قرار گيرد تا مقاومت آن در مقابل روشهاي تحليل موجود بررسي گردد. اگر روش مورد بحث تحقيق در مقابل روشهاي مذکور مقاوم بود لذا بايستي جهت آشکارسازي آن روشي پيادهسازي و مورد تست و آزمايش قرار گيرد که بتواند تصاويري را که اطلاعات محرمانه بوسيله اين الگوريتم در آن جاسازي شده است کشف و آشکار نمايد.
6-1- سابقه تحقيق
تاکنون روشهـاي بسياري جهت نهاننگـاري اطلاعات در تصاوير JPEG ارائه شده است کـه نمونههايي از اين روشها در ذيل بيان شده است و موضوع اصلي تحقيق روش Mod4 ميباشد:
* F5
در اين روش به جاي جايگزيني پيام در بيتهاي كم‌ارزش ضرايب، مقادير واقعي ضريب را به اندازه يک واحد کاهش مي دهد و سپس عمل جاسازي را انجام مي‌دهد[5,6].
* Mod4
در اين روش ابتدا بلاکهائي را جهت جايگزيني انتخاب نموده و سپس آن بلاک را فشرده سازي نموده و از کوهتاترين راه تعويض، اطلاعات محرمانه را جايگزين مينمائيم.
7-1- جنبه‌هاي نوآوري تحقيق
بطور کلي موضوع نهاننگاري اطلاعات در تصوير، موضوع جديدي مجسوب ميشود. به تبع آن تحليل روش Mod4 نيز جديد ميباشد. در کشـور هيچ مرکز يا سازماني متولـي اين قبيـل فعاليتها نميباشد. به اين دلايل ارائه يک نرمافزار يکپارچه در زمينه تحليل تصاوير از منظر نهاننگاري اطلاعات (با روش Mod4)، فعاليت نو و جديدي محسوب ميشود.
8-1- محدوديت‌هاي تحقيق
به علت جديد بودن روش Mod4 جهت نهاننگاري اطلاعات، عدم اطلاع دقيق و کافي از توسعه الگوريتم Mod4 مورد استفاده در اين تحقيق جهت تصاوير JPEG يکي از محدوديتهاي اين تحقيـق ميباشد.
از جمله ديگر محدوديت‌ها، محدوديت‌هاي مربوط به کليه تحقيقات علمي نظير محدوديت‌هاي زماني، مالي و قلمرو جغرافيايي مي‌باشد.
9-1- دادههاي تحقيق
با توجه به اينكه تصوير شامل فرمتهاي گوناگوني(از قبيل JPEG, BMP, PNG, TIF و . . .) ميباشد و موضوع تحقيق حاضر در موريد تصاوير JPEG ميباشد لذا در اين تحقيق از تصاوير پيوست كه همگي با فرمت JPEG‌ ميباشند استفاده گرديده است. جي‌پي‌ئي‌جي (JPEG) که به صورت جـِي‌پـِگ تلفظ مي‌شود نام يک استاندارد متداول در رايانه، ميباشد. اين نام مخفف Joint Photographic Experts Group (گروه مشترک کارشناسان گرافيک) است، که نام کميته‌اي است که اين استاندارد را تعريف کردند.
10-1- نتايج مورد انتظار پس از انجام تحقيق
نتايج حاصل از تحقيق نشان ميدهد که ميتوان با نرمافزار تهيه شده، تصاوير JPEG که حاوي اطلاعات محرمانه(با روش Mod4نهاننگاري شده) هستند را تحليل نمود و به صورت احتمالي، احتمال وجود اطلاعات نهانشده در آنها را نشان داد.
موضوع انتخاب شده براي اين تحقيق پديده‌اي نو در کشور است. انتظار مي‌رود در پايان انجام اين تحقيق نتايجي ارائه شود که بيان کننده راهکارهاي مناسبي براي تحليل روشهاي نهاننگاري و محافظت از اطلاعات طبقهبندي شده سازماني ميباشد. همچنين اميد است نتايج حاصل اين تحقيق، قابليت تحليل روشهاي ديگر نهاننگاري را داشته باشد.
11-1- ابزار گردآوري اطلاعات
1- گرد آوري مطالب از طريق شبكههاي اطلاع رساني و مقالات موجود روي اينترنت
2- استفاده از كتابهاي تخصصي موجود در كتابخانهها.
12-1- قلمرو تحقيق
الف) قلمرو زماني تحقيق: بمدت دوازده ماه
ب) قلمرو مکاني تحقيق: سازمان فناوري اطلاعات نيروي زميني ارتش جمهوري اسلامي ايران
13-1- ساختار پايان نامه
مطالب اين نوشتار به نحوي بيان شدهاند که افرادي که تخصص و اطلاعـات خاصي از مفاهيم نهاننگاري1، رمزنگاري2، پردازش تصوير و امنيت ارتباط را ندارند بتوانند از آن استفاده کرد و مفاهيم را به خوبي دريافت نمايند. البته پيادهسازي و درک عميـق مطالب ملزم داشتن بيشينه در موارد فوق ميباشد. هرچند تلاش اينجانب به باز کردن و توضيح دادن عاميانه مطالب بوده است تا مطالب براي افراد مبتدي هم قابل استفاده باشد.
* در فصل اول ابتدا مسئله اصلي توضيح داده و سپس ضرورت و سابقه و اهداف و فرضيات اين گزارش ارائه شده است.
* در فصل دوم ادبيات تحقيق شامـل نهاننگـاري،

دسته بندی : No category

دیدگاهتان را بنویسید