Steganographie in Audio- und Videodateien

Steganographie in Audio- undVideodateienRené Frerichs

S teganographie mit Audio- und VideodateienEin erster Überblick1. Steganographie und Kryptographie2. Audio- und Videodateien als Trägermedium3. LSB-Verfahen4. Steganographie in Videodateien5. Steganographische Programme6. Fazit

S teganographie mit Audio- und Videodateien1. Steganographie und Kryptographie●●●Steganographie: Verstecken von Informationen vor DrittenHeute häufig rechnergestützte SteganographieKryptographie: Verschlüsseln von Informationen●Kombination:●Doppelte Sicherheit●Verschlüsselte Nachricht ähnelt Rauschen

S teganographie mit Audio- und Videodateien2. Audio- und Videodateien als Trägermedium●”gewöhnlicher“ Dateityp●Große Datenmengen●Kapazität abhängig von Wahrnehmungsschwäche●Zufallsanteil

S teganographie mit Audio- und VideodateienLSB = Least Significant Bits (niedrigstwertige Bit)3. LSB-Verfahren●Audio- und Bilddateien●●● S-ToolsKeine Größenänderung durch BitvertauschenIm Beispiel eine Kapazität von 12,5%

S teganographie mit Audio- und Videodateien4. Steganographie in Videodateien●●Sowohl Audio- als auch VideoanteilIm Folgenden nur Video●JPEG als Beispiel●M-JPEG●MPEG1 - MPEG2

S teganographie mit Audio- und Videodateien4. Steganographie in VideodateienBeispiel nach Andreas WestfeldJPEG – Komprimierung●Helligkeitsmatrix●Diskrete Kosinustransformation (DCT)●QuantisierungEinbettung●Blockqualität überprüfen●Einbetten als Parität – Bit ändern wenn nötig

S teganographie mit Audio- und Videodateien4.1 JPEG – Komprimierung: B lockbildungEinteilung des Quellbildes in 8x8-Blöcke

S teganographie mit Audio- und Videodateien4.2 JPEG – Komprimierung: Helligkeits matrixHelligkeitswerte eines Blocks als Matrix=

S teganographie mit Audio- und Videodateien4.3 JPEG – Komprimierung: Trans formationZweidimensionale diskrete Kosinustransformation(DCT)● Transformation● Rücktransformation

S teganographie mit Audio- und Videodateien4.4 JPEG – Komprimierung: Trans formationDCT-Matrix (8 x 8)DCT

S teganographie mit Audio- und Videodateien4.5 JPEG – Komprimierung: Trans formation●Linearkombination der DCT-Matrix mit DCT-Basisbildern ergeben Helligkeit des Quellblocks.

S teganographie mit Audio- und Videodateien4.6 JPEG – Komprimierung: Trans formationDCT-Basisbilder

S teganographie mit Audio- und Videodateien4.7 JPEG – Komprimierung: Quantis ierung●●●Quantisierungsfaktor Q für ganzen Block außer (0,0)Für Dekompression wird Q mit übertragenVerringerung der Werte – mehr Nullen● Verlustbehaftet DCT

S teganographie mit Audio- und Videodateien4.8 Einbettung: B lockqualitäts bes timmungEignung auf Einbettung testen:●Koeffizienten aus quant. DCT-Matrix multiplizieren mitWert aus Tabelle●Wenn größer 100%●Block geeignet -> Bit wird eingebettet●Wenn kleiner 100%●Block ungeeignet -> keine Einbettung

S teganographie mit Audio- und Videodateien4.9 Einbettung: B lockqualitäts bes timmungEignung auf Einbettung testen:(Spalte 0 wird nicht betrachtet)|-8| * 6,75% = 54%54% < 100% -> Block ungeeignet

S teganographie mit Audio- und Videodateien4.10 Einbettung: BlockqualitätsbestimmungEignung auf Einbettung testen:(Spalte 0 wird nicht betrachtet)|-16| * 6,75% = 108%108% > 100% -> Block geeignet

S teganographie mit Audio- und Videodateien4.11 Einbettung: Parität berechnenParität des Blockes berechnen:Summe der Beträge der Koeffizienten modulo 24 + |-16| + |-6| + |-2| + ... = 7272 modulo 2 = 0

S teganographie mit Audio- und Videodateien4.12 Einbettung: ParitätGeheiminformation wird als Parität von guten Blöckenübermittelt.Parität = Geheimes Bit-> Block wird unverändert übertragenParität !=Geheimes Bit-> Block wird angepasst

S teganographie mit Audio- und Videodateien4.13 Einbettung: Parität anpassenKoeffizient (k,n) ist der, der laut Tabelle die größte Änderungzuließ.●●Wenn |(k, n-1)| >= 1 -> (k, n-1) verringert um 1Wenn |(k, n-1)| = 0 -> (k, n-1) = 1Die Parität kippt.1

S teganographie mit Audio- und Videodateien4.14 Empfänger●unterscheidet mittels gleicher Tabelle zwischen „guten“und „schlechten“ Blöcken●bekommt Geheimbotschaft durch die Parität der„guten“ Blöcke●Kann Trägervideomaterial zurückgewinnen:●Inverse Quantisierung●Rücktransformation

S teganographie mit Audio- und Videodateien4.15 Eigenschaften●Maximale Kapazität

S teganographie mit Audio- und VideodateienS-Tools●Audio (WAV, AU), Bilder (BMP, GIF)●LSB-VerfahrenSteghide●Audio (WAV, AU), Bilder (BMP, GIF)●Erweitertes LSB-VerfahrenMP3-Stego●WAV -> MP3●nur Textdateien (.txt)●Einbettung während Komprimierung5. Programme

S teganographie mit Audio- und Videodateien5.1 MP3Stego: Funktionsweise●Verschlüsselung mit TripleDES●Einbettung bei Komprimierungs-Vorgang●Änderung der Quantisierungsschleife●Nach Quantisierung:●Parität der Blocklänge = Geheimbit-> Block nicht verändern●Parität der Blocklänge != Geheimbit-> ein weiterer Quantisierungsschritt

S teganographie mit Audio- und Videodateien5.2 MP3Stego: Anmerkungen●Verkürzte Blöcke überlassen Ressourcen folgenden Blöcken-> gleiche Datengröße wie normal MP3-Komprimierung●Parität der Blocklänge „kippt“ bei Quantisierung nicht immer-> mehrere zusätzliche Quantisierungsschritte-> einige Blöcke stärker komprimiert (Qualitätsverlust)●Angriff durch Encoder-Analyse naheliegend.

S teganographie mit Audio- und Videodateien5.3 Anmerkungen zu den Programmen●Kapazität●S-Tools 12,5%●Steghide 5%●MP3Stego 0,1%●Alle Programme sind nicht Robust gegenFormatänderung/Dateiänderung.

S teganographie mit Audio- und Videodateien6. Fazit