بخشی از مقاله
خلاصه :
شناسایی پنهان نگاری نرمافزاری یکی از مهمترین موضوعات در علم نرمافزار میباشد. یکی از راههای شناسایی پنهان نگاری، استفاده از ویژگیهای استفاده شده در نرمافزارهایی که با آنها عملیات نهاننگاری انجام شده می باشد.در این مقاله بر اساس اصول الگوریتمهای نهاننگاری یک رویکرد برای شناسایی پنهاننگاری ارائه میدهیم.
.1 مقدمه
پنهاننگاری روش پنهان کردن یک متن در یک منبع یا پوشش دیگر مانند عکس، متن، صوت و... میباشد که تنها شخص فرستنده و گیرنده از وجود ارتباط و اطلاعات مطلع باشند. در اینجا الویت اولویت اصلی، برخلاف رمزنگاری پنهان کردن خود رابطه است.
یکی از مشکلاتی که در پنهاننگاری وجود دارد این است که ممکن است توسط مجرمان استفاده شود، پس چگونگی تشخیص پنهان نگاری و استخراج پیام پنهان شده اهمیت ویژه ای دارد،تشخیص پنهان نگاری[1]، معکوس پنهان نگاری می باشد. هدف اصلی آن ، این است که تشخیص دهیم که آیا یک تصویر یا متن درون تصویر دیگر پنهان شده است یا خیر...، ما حتی زمانی متوجه باشیم که یک تصویر در تصویر دیگر نهان شده، تا زمانی که جزئیات و الگوریتمی که توسط آن عملیات نهاننگاری انجام شده را تشخیص ندهیم نمیتوانیم عملیات استخراج را انجام دهیم.
شناسایی الگوریتم و نرم افزار پنهاننگاری می تواند مشخص کند که ما به کدام قسمت ها باید توجه بیشتری کنیم و همچنین سرنخ های مهمی را در مورد چگونگی استخراج به ما میدهد. شرط اینکه ما بتوانیم یک پنهان نگاری را خنثی کنیم این است که یک الگوریتم تشخیص پنهاننگاری موثر و سازگار با الگوریتم پنهان نگاری ارائه دهیم.
.2 مروری بر مطالعات قبلی:
تحقق شناسایی الگوریتمها استفاده شده در پنهان نگاری شامل دو جنبه میباشد، یکی شناسایی نرم افزارهای موجود، زیرا الگوریتم های استفاده شده در نرم افزارها توسط افراد متخصص شناخته شده است. تاکنون مقالاتی در این مورد نوشته شده است که از جمله آنها می توان به [3] Hashkeeper و [4] Maresware کتابخانه مرجع ملی نرم افزار نام برد. در مقاله [5] نویسنده روشی برای شناسایی نرم افزار های پنهان نگاری با استفاده از شمارش مواضع ثابت 0 و 1 پس از اینکه فایل توسط نرم افزار پنهاننگاری پنهان شد پیشنهاد میکند.
جنبه دوم شناسایی نرم افزار ناشناخته است برای این گونه نرمافزارها مقالاتی ارائه شده است که از جمله آنها میتوان به مقاله [6] شناسایی الگوریتمهای رمزنگاری شده توسط تطبیق معنایی و [7] ارائه الگوریتم تشخیص نرم افزار های مخرب اشاره کرد. در مقاله [8] یک الگوریتم برای شناسایی نرم افزارهای پنهاننگاری مرفی شده است.که یکی از ویژگیهای تطبیقی بر اساس تجزیه و تحلیل کدهای مونتاژ نرم افزار استفاده میکند. یکی از مهمترین الگوریتم های نهان نگاری LSB میباشد که از بیت های کم ارزش برای عمل پنهاننگاری استفاده میکند. در این مقاله سعی ما بر این است که برای تشخیص نهان نگاری این الگوریتم معماری ارائه دهیم.
.3 الگریتم کلونی
الگو برداری از رفتارها و عادت های بسیاری از موجودات در طبیعت، پایه بسیاری از روش های تحقیقاتی بشر بوده است. شاید یکی از عجیب ترین و جالبترین این رفتارها ، رفتار اجتماعی مورچه ها به صورت یک مجموعه هماهنگ در زندگی گروهی آنها است. مجموعه مورچه ها به صورت هماهنگ ، رفتارهایی را از خود نشان می دهند که در حکم یک الگریتم برای بر طرف کردن بسیاری از نیاز های طبیعی آنها به کار میرود. الگریتم لانه مورچه روشی است که برای حل مسائل بهینه سازی مختلف مورد استفاده قرار می گیرد.
این روش ابتدا برای حل مسئله فروشنده دوره گرد به کار گرفته شد. این منطق بر اساس این بنا نهاده شده که مورچه ها در مسیر خود برای یافتن غذا مقداری از یک ماده به نام فرمون بر جای میگذارند که بستگی به طول مسیر و کیفیت ماده غذایی یافته شده دارد. بقیه مورچه ها نیز بوی فرومون را احساس کرده و جذب مسیر مورد نظر می شوند و مقدار فرومون را در آن تقویت می کنند. مسیرهای کوتاه تر از لانه تا منبع غذا فرمون بیشتری گرفته و بدین ترتیب کوتاه ترین مسیر توسط مورچه ها انتخاب می شود . ایده استفاده از الگریتم مورچه ها هم استفاده از همین روش نشانه گذاری به صورت مصنوعی و ساختگی است تا طی آن بتوان یک اجتماع سازماندهی شده از عوامل ساخته خود را ایجاد نمود.
.4 ویژگی های نهان نگاری :LSB
الگوریتم LSB از ویژگی های پیکسلهای تصویر برای پنهاننگاری استفاده می کند. در این بخش ابتدا الگوریتم LSB را معرفی می کنیم سپس به استخراج ویژگی های پنهان نگاری LSB می پردازیم: وقتی فایلی ساخته می شود،معمولاً بعضی از بایت های آن یا قابل استفاده نیستند و یا کم اهمیت هستند. این بایت ها می توانند تغییرداده شوند، بدون اینکه لطمه قابل توجهی به فایل وارد شود. این خاصیت کمک می کند تا بتوان اطلاعاتی را در این بایت ها قرار داد، بدون اینکه کسی متوجه این موضوع گردد. روش LSB بر روی فایل های تصویری که دارای رزولوشن وتعداد رنگ های بالایی است و بر روی فایل های صوتی که دارای تعداد زیادی صدای مختلف است،به خوبی کارمی کند. ضمناً این روش حجم فایل را افزایش نمی دهد.
:Injection روشی ساده است که برمبنای آن، اطلاعاتی که قراراست مخفی شوند را در یک فایل تزریق می کنند. مهمترین مسأله در این روش، افزایش حجم فایل است. روند الگوریتم LSB به این صورت است که از یک نقطه خاص به نام هسته عملیات را شروع می کند و پیکسل آن نقطه را مورد بررسی قرار می دهد.اگر آن پیکسل قابلیت نهان نگاری را داشته باشد،پیکسل عکس مربوطه به درون آن نهان نگاری می شود و در غیر این صورت به پیکسل بعدی می رود و در این روند تا اتمام شدن پیکسل های عکس ادامه می یابد.
.5الگوریتم شناسایی پنهان نگاری پیشنهادی:
با توجه به طیف رنگی RGB، رنگ های موجود در کنار هم از نظر ماهیت به هم نزدیک هستند بنابراین می توان از یک الگوریتم محلی استفاده کرد و پیکسل های رنگی که از نظر ساختار رنگی RGB با بقیه متفاوت می باشند را شناسایی کرد.
و با بدست آوردن کد باینری آنها،احتمال داد که در این محدوده نهان کاری صورت گرفته است.
طریقه کار به این صورت است که ما تصویر را به تعدادی بخش تقسیم می کنیم و میانه هربخش را به عنوان هسته در نظر گرفته و با یک الگوریتم کلونی در هر محدوده شروع به جستجو میکنیم.
و در صورتی که در میان پیکسل هایی که در یک بخش قرار دارند پیکسلی وجود داشت که از نظر رنگ RGB با پیکسل های همسایه اش تفاوت داشت آن را به عنوان غذا در نظر گرفته و الگوریتم را تکرار می کنیم و این روند را در تمام بخش های تصویر ادامه می دهیم .
مرکز هر دایره به عنوان لانه در نظر گرفته میشود. پیکسلهای مشکوک به عنوان غذا در نظر گرفته میشوند. هر قسمت که در آن پیکسلهای بیشتری نهان کاری صورت گرفته فرومون بیشتری در آن محل توسط مورچه ها تولید میشود. مورچههای دیگر وقتی این مسیر را بیابند پرسه زدن را رها کرده و آن مسیر را دنبال میکنند. سپس اگر به غذا برسند به خانه بر می گردند و رد دیگری از خود در کنار رد قبل می گذارند؛ و به عبارتی مسیر قبل را تقویت می کنند. فرومون به مرور تبخیر میشود که از سه جهت مفید است.باعث میشود مسیر جذابیت کمتری برای مورچههای بعدی داشته باشد . از آنجا که یک مورچه در زمان دراز راه های کوتاهتر را بیش تر میپیماید و تقویت میکند هر راهی بین خانه و غذا که کوتاهتر - بهتر - باشد بیشتر تقویت میشود و آنکه دورتر است کمتر -اگر فرومون اصلاً تبخیر نمی شد، مسیرهایی که چند بار طی میشدند، چنان بیش از حد جذّاب میشدند که جستجوی تصادفی برای غذا را بسیار محدود میکردند.
