Тайнопись

 

О важности сохранения информации в тайне знали уже в древние времена, когда с появлением письменности появилась и опасность прочтения ее нежелательными лицами. Более того, первоначально письменность сама по себе была криптографической системой, так как в древних обществах ею владели только избранные. С широким распространением письменности криптография стала формироваться как самостоятельная наука. В документах древних цивилизаций - Индии, Египта, Месопотамии - есть сведения о системах и способах составления шифрованных писем.

 

 

Интересным методом тайнописи является использование симпатических чернил (invisible ink - «невидимые чернила»). Невидимые чернила , или симпатические чернила, — это вещество, используемое для письма. При письме они невидимы, и обнаружить такие записи можно, проделав определенные операции. 

Сокрытие информации  или тайнопись -  это раздел компьютерных наук, который занимается сокрытием сообщений.

Связана эта область знаний с криптографией, целью которой является сделать сообщения нечитаемыми всеми, кроме предполагаемых получателей.

Криптография использует множество технологий:

•  Основы цифровой обработки сигналов (изображения, аудио, видео)
•  Криптография
•  Теорию информации\Теорию кодирования
•  Сжатие данных
•  Зрительное/слуховое восприятие человека

 

Существует четыре основных метода сокрытия информации:

•  Стеганография
•  Водяные знаки
•  Скрытые каналы
•  Анонимность

Использование симпатических чернил относят к области стеганографии (когда сообщение проходит незамеченным внутри другого сообщения). 

Слово stéganographie (на английском языке: стеганография или сокрытие данных) имеет греческую этимологию: steganos означает скрытый, graphos означает письмо, рисование. Таким образом, мы можем сделать вывод, что стеганография - это искусство сокрытия секретных сообщений в более безобидных сообщениях. Стеганография делится на две области: пространственную и частотную. В пространственной области секретное сообщение вставляется в пиксели изображения-носителя, а в частотной области пиксели преобразуются в коэффициенты, и секретное сообщение вставляется в эти коэффициенты.

Стеганография отличается от криптографии, которая стремится сделать сообщение непонятным для всех, кроме авторизованного читателя. Принцип стеганографии очень старый. Он описан еще в трудах греческого историка Геродота (484–445 гг. до н. э.), который описал уловки Гистии, который тайно послал сообщение своему зятю Аристагору, правителю Милета, чтобы поднять его против Дария: он бреет голову своему самому верному рабу, пишет сообщение на его черепе и ждет, пока отрастут волосы, чтобы отправить его в Милет. Отправка срочных сообщений потребует других действий.

В другом отрывке рассказывается история Демарата, бывшего царя Спарты, который укрылся у персидского царя Ксеркса I, сменившего Дария. Демарате стало известно о плане вторжения в Грецию. Он решил сообщить об этом Спарте со всей осторожностью, применив следующую хитрость: 

«Он взял двойную табличку, соскоблил воск, а затем написал на самом дереве проекты Ксеркса; затем он покрыл свое сообщение воском: таким образом, носитель пустой таблички не рисковал неприятностями». Таблички прибыли в Спарту, королева Горго соскоблила воск и таким образом обнаружила послание Демарата».

Стеганография

Стеганография (в виде невидимых чернил) использовалась Джорджем Вашингтоном во время Войны за независимость. До Гражданской войны на одеяла нашивали специальные узоры, чтобы подсказывать беглым рабам, в каком направлении идти и что делать.

Невидимые чернила можно разделить на две основные категории в зависимости от метода, используемого для их обнаружения: 

• обнаружение с помощью источника тепла, 
• обнаружение с помощью химических веществ. 

Что касается чернил, появляющихся при нагревании, то многие обычные жидкости, первоначально полупрозрачные, изменяются при нагревании:

• уксус, 
• лимонный сок (описан еще в I в. век до н.э. у Плиния Старшего), 
• луковый сок, 
• большинство фруктовых соков, 
• молоко, 
• сахар, 
• мед, 
• мыло, 
• вино, 
• льняное масло. 

Этот тип чернил использует следующий химический закон: температура горения жидкости, используемой в качестве чернил, ниже, чем у бумаги. Тепло вызывает реакцию окисления чернил, которая и меняет цвет. 

Рисунок с элементами стеганографии

Французский полковник Реми приводит рецепт, который он получил в Лондоне от британских спецслужб: 

«Эксперт дал мне бутылку, наполненную желтоватой жидкостью. «Чтобы делать свои записи невидимыми, - учит он меня, - поставьте на край окна блюдце с хлебными крошками, чтобы привлечь воробьев. Соберите их свежий помет и смешайте с жидкостью. Так вы получите незаметные чернила». Я попробовал. Это была катастрофа. То, что я написал, практически сразу стало бросаться в глаза» (свидетельство, цитируемое Андре Жиллуа). 

Рецепты некоторых симпатических чернил, появляющихся под действием проявителя, стали известны благодаря публикациям ЦРУ, рассекретившим документы 1917 и 1918 годов. 

Чернила на основе Пирамидона (американское название аспирина) сегодня известны широко, и для них можно использовать любые подобные препараты (на основе салицилатов). 

Получили практическое применение и невидимые невооруженным глазом краски и чернила, проявляющиеся при УФ-освещении. Классический пример - маркировка предметов, банкнот.

Своего рода войну невидимых чернил вели США и СССР во время двух мировых конфликтов и во время холодной войны. Одна сторона пыталась разработать идеальные невидимые чернила, которые обнаруживаются только одним химическим соединением, а другая искала универсальный проявитель, способный обнаруживать все невидимые чернила. 

Цель была достигнута с открытием йодного теста, способного обнаруживать не воздействие самих чернил, а рельефа, наносимого пером на бумагу. 

После этого стали изучать, как писать сообщения на отдельном листе, наклеенном на окончательный документ таким образом, чтобы передать сообщение без изменения рельефа бумаги. 

Эпоха невидимых чернил закончилась с появлением микрофильмов. Здесь разработан самый сложный вариант - использование микроточки. Во время Второй мировой войны, немецкие агенты использовали технику микроточек Zapp, которая состояла в уменьшении фотографии документа до размера точки. Затем эта точка размещалась в обычном тексте. 

Этот метод является усовершенствованием техники, разработанной Дагроном, который использовал прозрачный коллодий для миниатюризации сообщений, переносимых почтовыми голубями во время осады Парижа в 1870 году. 

В настоящее время используются сложные методы стеганографии, которые не требуют ни  использования химических веществ, ни вообще материальных носителей, и которые позволяют скрывать сообщения в потоке компьютерных данных.

  

Техника сокрытия данных, стеганография, заключается в сокрытии информации или сообщения в другом файле, чтобы сделать его необнаружимым. В отличие от криптографии сообщение не шифруется, оно просто скрывается. 

Стеганография — это криптографический метод, заключающийся в сокрытии одной информации путем включения ее в другую.

Стеганография для подростков

Конечная цель криптографии - сделать сообщение нечитаемым для всех, кто не является получателем. Стеганография - это безопасная и незаметная форма коммуникации. Ключевое различие между этими двумя формами сокрытия информации заключается в том, что криптография используется только в текстовом файле. Стеганография применяется для любого носителя, будь то текст, изображение, видео или аудио. 

В криптографии мы имеем дело с зашифрованным сообщением, то есть сообщением, которое может быть расшифровано только при наличии соответствующего ключа. Стеганография - это другой подход, поскольку он не шифрует сообщение, а делает его необнаружимым. В случае обнаружения его будет легче расшифровать, чем зашифрованное сообщение. Однако следует отметить, что различия между стеганографией и криптографией не препятствуют объединению этих двух методов. При этом достигается два различных уровня безопасности с помощью программ, способных шифровать сообщение, а затем скрывать его с помощью стеганографии.

ДОМАШНЕЕ ЗАДАНИЕ

1. Посмотрите видео:

Первое видео:

Второе видео:

   

2. Выполни задания:

а)  Найди соответствие между рисунком и текстом: 

          

б)  Найди ключ к шифровке: 

          

в) Определи, в какую группу методов и средств криптографии относится каждое определение:  

                                            

3. Расшифруйте послания, содержащиеся в иллюстрациях на странице, с помощью Стеганографического декодера.