يمكن تعريف الـ Steganography بأنه فن اخفاء الرسالة وهو بذلك يختلف عن فن التشفير الذي يعتمد على اخفاء معنى الرسالة وعدم تمكين الشخص غير المخول من فهم المحتوى. والامر يختلف في الـ Steganography بأن الشخص غير المقصود لن يستطيع ان يعرف ان هناك رسالة ولا يجب ان يكون هناك دليل على وجود رسالة بأي شكل من الاشكال.
اخفاء الرسالة من الممكن ان يتم داخل اي صورة ودون ان تجذب انتباها
تبدأ قصة فن اخفاء الرسائل عند اعتقال الفيلسوف اليوناني هيستايوس Histiaeus على يد الملك الفارسي داريوس في القرن الخامس قبل الميلاد وقد كان يريد ارسال رسالة لإبنه في القانون ارستاجروس فقام هيستايوس بحلق رأس عبده ووشم الرسالة على رأسه وما ان نبت الشعر حتى استطاع ان يستطيع الفرس اكتشاف الرسالة.
الرسالة موشومة علی رأس العبد
تقنيات مختلفة من الـ Steganography ایضا تستخدم في السجون حيث يؤدي اكتشاف الرسالة من قبل السجانين الى القضاء عليها مباشرة وتعريض السجين الى المسائلة.
غير ان المجال الاوسع لهذا الفن هو بدمج الرسائل ضمن الوسائط المتعددة (Multimedia) حيث تدمج الرسائل مع ملفات الاصوات والصور والفيديوهات بشكل يحول دون كشفها. وتؤثر على اخفاء الرسائل في الملفات الرقمية عوامل ثلاث رئيسية وهي كمية البيانات المراد اخفاءها ومدى التباين وعدم التشابه في البيانات المراد اخفاء الرسالة ضمنها لكي لا يكتشف الفرق بسهولة بين البيانات المدمجة والاصلية والعامل الثالث هو مناعة البيانات الاصلية ضد الكشف. غير ان المشكلة الاساسية في اخفاء البيانات تكمن في حاجتها الى ملف غطاء كبير نسبيا اذا كانت الرسالة كبيرة كما ان اكتشاف الرسالة سيؤدي الى معرفة محتواها مباشرة الامر الذي يتطلب استخدام مفتاح من مفاتيح التشفير لاخفاء المحتوى الامر الذي يتطلب المزيد من الحجم في ملف الغطاء.
إذا نستنتج مما تقدم ان المكونات المطلوبة لنظام اخفاء الرسائل هي:
- الغطاء: ملف كبير نسبيا ليحتوي الرسالة ولا يجذب الانتباه.
- الرسالة: ما يراد اخفاؤه ضمن الغطاء.
- المفتاح (stegokey) : المعلومات المطلوبة لكيفية قراءة الرسالة.
- الوسط (Stego-medium) : الناتج من دمج الرسالة ضمن الغطاء بواسطة المفتاح
ويتم اخفاء البيانات في الملفات الصوتية او الصورية بشكلين شائعين:
1- البت الاول من كل بايت من بيانات الملف (Least significant bit) (يعني لو كان لدينا ملف صورة 1 كيلوبايت فإن كل بايت من البايتات الالف سيحمل بت من الرسالة – 1 بايت = 8 بت) ولو كان ملف الصورة على سبيل المثال يحتوي على بيانات الالوان الثلاث الاخضر والازرق والاحمر فإن كلا منها سيحمل بت من بيانات الرسالة في حين يفضل استخدام الصور الرمادية لصعوبة تمييز الفرق فيها ويعاب على هذه الطريقة سهولة تدمير الرسالة فيها عند حصول تغييرات على ملف الغطاء.
2- المعادلات والتحويلات (Algorithms & transformations) وهي على ثلاث انواع رئيسية (Fast Fourier transform) و (Discrete Fourier transform) و(Wavelet transformations) ونكتفي بتوضيح الاخيرة حيث يتم اجراء معادلة الـ (Wavelet) الشهيرة في معالجة الصور والاصوات على كل من الرسالة والغطاء ثم يتم دمجهما سوية الشرح اليسير لما يجري هو ان الدمج هنا لم يتم في الاطار الحقيقي للصورة والرسالة وانما ضمن تحويل الويفليت لهما والذي يتعامل مع الترددات كما ان الدمج حصل ضمن هذا الاطار (Frequency domain) ويتميز هذا النموذج من الدمج بالمنعة تجاه التدمير بخلاف النوع السابق كما انه اكثر امنا وله القابلية على خزن بيانات اكثر لان الصورة تحول ضمن الـ (Wavelet) الى صور عديدة تخضع كل منها الى فلتر منخفض او مرتفع. (ملاحظة: الكلام لا يشمل الصور فقط بل يطبق هذا النموذج على الاصوات ايضا والفيديو).
الترمیز الطوري Phase coding
بعد وصف الطريقتين السابقتين للدمج ضمن الملفات هناك طريقة اساسية تعتمد على توقع الاذن البشرية للضوضاء اكثر من توقعها للاصوات الحقيقية في الملف الصوتي وتدعى الطريقة Phase codingوتعتمد على دمج الرسالة بشكل بتات في مواضع انقلاب الطور بالموجة الصوتية.
الاثير المنتشر SPREAD SPECTRUM
تعتمد هذه الطريقة على نشر موجات ضمن نطاق واسع من الترددات لا يمكن تمييزها عن الضوضاء (Noise) وتحتوي بداخلها على البيانات المراد ارسالها. المشكلة التي تعترض هذه الطريقة هي باندماجها مع اشارة اخرى. وقد استخدمت هذه الطريقة لاول مرة على يد القوات الامريكية في سنة 1941 ولها طرق عديدة فهناك الدمج ضمن الوقت او ضمن التردد وتستخدم ايضا مع ملفات الصوت (ليس فقط كاستخدامها الاول عن طريق البث).
الاخفاء بالصدى ECHO HIDING
تقوم هذه الطريقة على توليد صدى للصوت بمسافة زمنية قصيرة غير ملحوظة من الاذن البشرية بين الصوتين ويتم التشفير بواسطة اختلاف المسافات الزمنية بين الصدى والصوت الاصلي.
لماذا الاصوات؟
لماذا تفضل الاصوات في اخفاء الرسائل على الصور والفيديوهات؟
- ملفات الصوت اكبر عموما من ملفات الصور
- يمكن خداع السمع بسهولة.
- التغييرات البسيطة في خصائص الصوت يمكن ان تستوعب كميات كبيرة من البيانات المدمجة.
- لا يحدث ضرر كبير على البيانات المدمجة بقدر ما مع الصور.
ومع ذلك فللاخفاء بالاصوات مشاكل ايضا, فالعلامات المائية التي تحفظ حقوق الانتاج من السهل ان يتم تدميرها في الاصوات. كما ان ضغط الملفات الصوتية يؤدي الى ضياع الرسائل.
